django从请求到返回都经历了什么

从runserver说起
ruserver是使用django自己的web server,主要用于开发和调试中, 部署到线上环境一般使用nginx+uwsgi模式
manage.py 探秘
看一下manager.py的源码,你会发现上面的命令其实是通过Django的execute_from_command_line方法执行了内部实现的runserver命令,那么现在看一下runserver具体做了什么。。
通过源码分析可知, ruserserver主要完成两件事:

1). 解析参数,并通过django.core.servers.basehttp.get_internal_wsgi_application方法获取wsgi handler;
2). 根据ip_address和port生成一个WSGIServer对象,接受用户请求

get_internal_wsgi_application的源码如下:

image

通过上面的代码我们可以知道,Django会先根据settings中的WSGI_APPLICATION来获取handler;
在创建project的时候,Django会默认创建一个wsgi.py文件,而settings中的WSGI_APPLICATION配置也会默认指向这个文件。看一下这个wsgi.py文件,其实它也和上面的逻辑一样,最终调用get_wsgi_application实现。
django http请求处理流程
Django和其他Web框架一样,HTTP的处理流程基本类似:接受request,返回response内容。Django的具体处理流程大致如下:
1. 加载settings.py
在通过django-admin.py创建project的时候,Django会自动生成默认的settings文件和manager.py等文件,在创建WSGIServer之前会执行下面的引用:

from django.conf import settings

上面引用在执行时,会读取os.environ中的DJANGO_SETTINGS_MODULE配置,加载项目配置文件,生成settings对象。所以,在manager.py文件中你可以看到,在获取WSGIServer之前,会先将project的settings路径加到os路径中。
2. 创建WSGIServer
不管是使用runserver还是uWSGI运行Django项目,在启动时都会调用django.core.servers.basehttp中的run()方法
创建一个django.core.servers.basehttp.WSGIServer类的实例,之后调用其serve_forever()方法启动HTTP服务。run方法的源码如下:

def run(addr, port, wsgi_handler, ipv6=False, threading=False):
    server_address = (addr, port)
    if threading:
        httpd_cls = type(str('WSGIServer'), (socketserver.ThreadingMixIn, WSGIServer), {})
    else:
        httpd_cls = WSGIServer
    httpd = httpd_cls(server_address, WSGIRequestHandler, ipv6=ipv6)
    if threading:
        # ThreadingMixIn.daemon_threads indicates how threads will behave on an
        # abrupt shutdown; like quitting the server by the user or restarting
        # by the auto-reloader. True means the server will not wait for thread
        # termination before it quits. This will make auto-reloader faster
        # and will prevent the need to kill the server manually if a thread
        # isn't terminating correctly.
        httpd.daemon_threads = True
    httpd.set_app(wsgi_handler)
    httpd.serve_forever()

如上,我们可以看到:在创建WSGIServer实例的时候会指定HTTP请求的Handler,
上述代码使用WSGIRequestHandler。当用户的HTTP请求到达服务器时,
WSGIServer会创建WSGIRequestHandler实例,使用其handler方法来处理HTTP请求(其实最终是调用wsgiref.handlers.BaseHandler中的run方法处理)。
WSGIServer通过set_app方法设置一个可调用(callable)的对象作为application,上面提到的handler方法最终会调用设置的application处理request,并返回response。

其中,WSGIServer继承自wsgiref.simple_server.WSGIServer,而WSGIRequestHandler继承自wsgiref.simple_server.WSGIRequestHandler,wsgiref是Python标准库给出的WSGI的参考实现。其源码可自行到wsgiref参看,这里不再细说。
3. 处理Request
第二步中说到的application,在Django中一般是django.core.handlers.wsgi.WSGIHandler对象,WSGIHandler继承自django.core.handlers.base.BaseHandler,这个是Django处理request的核心逻辑,它会创建一个WSGIRequest实例,而WSGIRequest是从http.HttpRequest继承而来
4. 返回Response
上面提到的BaseHandler中有个get_response方法,该方法会先加载Django项目的ROOT_URLCONF,然后根据url规则找到对应的view方法(类),view逻辑会根据request实例生成并返回具体的response。

在Django返回结果之后,第二步中提到wsgiref.handlers.BaseHandler.run方法会调用finish_response结束请求,并将内容返回给用户
Django处理Request的详细流程
首先给大家分享两个网上看到的Django流程图:

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流程图一

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流程图二

上面的两张流程图可以大致描述Django处理request的流程,按照流程图2的标注,可以分为以下几个步骤:

1. 用户通过浏览器请求一个页面

2.请求到达Request Middlewares,中间件对request做一些预处理或者直接response请求
3.URLConf通过urls.py文件和请求的URL找到相应的View
4.View Middlewares被访问,它同样可以对request做一些处理或者直接返回response
5.调用View中的函数
6.View中的方法可以选择性的通过Models访问底层的数据
7.所有的Model-to-DB的交互都是通过manager完成的
8.如果需要,Views可以使用一个特殊的Context
9.Context被传给Template用来生成页面
    a.Template使用Filters和Tags去渲染输出
    b.输出被返回到View
    c.HTTPResponse被发送到Response Middlewares
    d.任何Response Middlewares都可以丰富response或者返回一个完全不同的response
    e.Response返回到浏览器,呈现给用户

上述流程中最主要的几个部分分别是:Middleware(中间件,包括request, view, exception, response),URLConf(url映射关系),Template(模板系统),下面一一介绍一下。
1. Middleware(中间件)
Middleware并不是Django所独有的东西,在其他的Web框架中也有这种概念。在Django中,Middleware可以渗入处理流程的四个阶段:request,view,response和exception,相应的,在每个Middleware类中都有rocess_request,process_view, process_response 和 process_exception这四个方法。你可以定义其中任意一个活多个方法,这取决于你希望该Middleware作用于哪个处理阶段。每个方法都可以直接返回response对象。

Middleware是在Django BaseHandler的load_middleware方法执行时加载的,加载之后会建立四个列表作为处理器的实例变量:

_request_middleware:process_request方法的列表

_view_middleware:process_view方法的列表

_response_middleware:process_response方法的列表

_exception_middleware:process_exception方法的列表

Django的中间件是在其配置文件(settings.py)的MIDDLEWARE_CLASSES元组中定义的。在MIDDLEWARE_CLASSES中,中间件组件用字符串表示:指向中间件类名的完整Python路径。例如

`MIDDLEWARE_CLASSES = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.SessionAuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
]`

Django项目的安装并不强制要求任何中间件,如果你愿意,MIDDLEWARE_CLASSES可以为空。中间件出现的顺序非常重要:在request和view的处理阶段,Django按照MIDDLEWARE_CLASSES中出现的顺序来应用中间件,而在response和exception异常处理阶段,Django则按逆序来调用它们。也就是说,Django将MIDDLEWARE_CLASSES视为view函数外层的顺序包装子:在request阶段按顺序从上到下穿过,而在response则反过来。以下这张图可以更好地帮助你理解:

image

  1. URLConf(URL映射)
如果处理request的中间件都没有直接返回response,那么Django会去解析用户请求的URL。URLconf就是Django所支撑网站的目录。它的本质是URL模式以及要为该URL模式调用的视图函数之间的映射表。通过这种方式可以告诉Django,对于这个URL调用这段代码,对于那个URL调用那段代码。具体的,在Django项目的配置文件中有ROOT_URLCONF常量,这个常量加上根目录"/",作为参数来创建django.core.urlresolvers.RegexURLResolver的实例,然后通过它的resolve方法解析用户请求的URL,找到第一个匹配的view。

有关urlconf的内容,大家可以参考 [理解curlConf]()
  1. Template(模板)
大部分web框架都有自己的Template(模板)系统,Django也是。但是,Django模板不同于Mako模板和jinja2模板,在Django模板不能直接写Python代码,只能通过额外的定义filter和template tag实现。由于本文主要介绍Django流程,模板内容就不过多介绍。

最后欢迎大家观看我关于 django + xadmin的教程:

http://coding.imooc.com/class/evaluation/78.html

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