Django运行方式及处理流程总结
转自：http://www.kuqin.com/shuoit/20141109/343106.html
之前在网上看过一些介绍Django处理请求的流程和Django源码结构的文章，觉得了解一下这些内容对开发Django项目还是很有帮助的。所以，我按照自己的逻辑总结了一下Django项目的运行方式和对Request的基本处理流程。
一、Django的运行方式
运行Django项目的方法很多，这里主要介绍一下常用的方法。一种是在开发和调试中经常用到runserver方法，使用Django自己的web server；另外一种就是使用fastcgi，uWSGIt等协议运行Django项目，这里以uWSGIt为例。
1、runserver方法
runserver方法是调试Django时经常用到的运行方式，它使用Django自带的WSGI Server运行，主要在测试和开发中使用，使用方法如下：
Usage:manage.pyrunserver[options][optionalportnumber,oripaddr:port]
#pythonmanager.pyrunserver#defaultportis8000
#pythonmanager.pyrunserver8080
#pythonmanager.pyrunserver127.0.0.1:9090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。。
看了源码之后，可以发现runserver命令主要做了两件事情：
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：
defget_internal_wsgi_application():
"""
LoadsandreturnstheWSGIapplicationasconfiguredbytheuserin
``settings.WSGI_APPLICATION``.Withthedefault``startproject``layout,
thiswillbethe``application``objectin``projectname/wsgi.py``.
Thisfunction,andthe``WSGI_APPLICATION``settingitself,areonlyuseful
forDjango'sinternalservers(runserver,runfcgi);externalWSGIservers
shouldjustbeconfiguredtopointtothecorrectapplicationobject
directly.
Ifsettings.WSGI_APPLICATIONisnotset(is``None``),wejustreturn
whatever``django.core.wsgi.get_wsgi_application``returns.
"""
fromdjango.confimportsettings
app_path=getattr(settings,'WSGI_APPLICATION')
ifapp_pathisNone:
returnget_wsgi_application()
returnimport_by_path(
app_path,
error_prefix="WSGIapplication'%s'couldnotbeloaded;"%app_path
)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。
2、uWSGI方法
uWSGI+Nginx的方法是现在最常见的在生产环境中运行Django的方法，本人的博客也是使用这种方法运行，要了解这种方法，首先要了解一下WSGI和uWSGI协议。
WSGI，全称Web Server Gateway Interface，或者Python Web Server Gateway Interface，是为Python语言定义的Web服务器和Web应用程序或框架之间的一种简单而通用的接口，基于现存的CGI标准而设计的。WSGI其实就是一个网关(Gateway)，其作用就是在协议之间进行转换。(PS: 这里只对WSGI做简单介绍，想要了解更多的内容可自行搜索)
uWSGI是一个Web服务器，它实现了WSGI协议、uwsgi、http等协议。注意uwsgi是一种通信协议，而uWSGI是实现uwsgi协议和WSGI协议的Web服务器。uWSGI具有超快的性能、低内存占用和多app管理等优点。以我的博客为例，uWSGI的xml配置如下：
<uwsgi>
<!--端口-->
<socket>:7600</socket>
<stats>:40000</stats>
<!--系统环境变量-->
<env>DJANGO_SETTINGS_MODULE=geek_blog.settings</env>
<!--指定的pythonWSGI模块-->
<module>django.core.handlers.wsgi:WSGIHandler()</module>
<processes>6</processes>
<master/>
<master-as-root/>
<!--超时设置-->
<harakiri>60</harakiri>
<harakiri-verbose/>
<daemonize>/var/app/log/blog/uwsgi.log</daemonize>
<!--socket的监听队列大小-->
<listen>32768</listen>
<!--内部超时时间-->
<socket-timeout>60</socket-timeout>
</uwsgi>以上就是uWSGI xml配置的写法，也可以使用ini的方式。安装uWSGI和运行的命令如下：
sudopipinstalluwsgi
uwsgi--pidfile=/var/run/geek-blog.pid-xuwsgi.xml--uidblog--gidnogroup
uWSGI和Nginx一起使用的配置方法就不在这里说明了，网上教程很多，需要的可以自行搜索。
二、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图所示：
1、加载project settings
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：
fromdjango.confimportsettings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：
defrun(addr,port,wsgi_handler,ipv6=False,threading=False):
server_address=(addr,port)
ifthreading:
httpd_cls=type(str('WSGIServer'),(socketserver.ThreadingMixIn,WSGIServer),{})
else:
httpd_cls=WSGIServer
httpd=httpd_cls(server_address,WSGIRequestHandler,ipv6=ipv6)
#SetsthecallableapplicationastheWSGIapplicationthatwillreceiverequests
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。
三、Django处理Request的详细流程
上述的第三步和第四步逻辑只是大致说了一下处理过程，Django在处理request的时候其实做了很多事情，下面我们详细的过一下。首先给大家分享两个网上看到的Django流程图：
Django流程图1
Django流程图2
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process_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GeekBlog项目的配置：
MIDDLEWARE_CLASSES=(
'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',
'django.middleware.common.CommonMiddleware',
'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',
'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
'django.middleware.locale.LocaleMiddleware',
'geek_blog.middlewares.MobileDetectionMiddleware',#自定义的Middleware
)
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。以下两张图可以更好地帮助你理解：
Django Middleware流程1
Django Middleware流程图2
2、URLConf(URL映射)
其他有关URLConf的内容，这里不再具体介绍，大家可以看DjangoBook了解。
3、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。
参考文章：