django实时通讯--channels2.x使用

一、背景

　　在最近的项目中的一个需求是消息实时推送消息以及通知功能，项目使用django写的所以决定采用django-channels来实现websocket进行实时通讯。目前官方已经更新到2.1版本，相对于老的channels 1.x版本有了很大变化，无论是使用方式还是功能，其中最大的变化莫过于2.x版本中带来的asyncio特性，可使用异步处理模式。本文内容将介绍channels2版本使用，由于项目django是1.11,其中也遇到了一些坑，比如在channels在处理一次请求后hang住然后报错，后面修改了下django1.11版本的一点源码得以解决，2.0版本应该不会有问题。

二、channels介绍

　　channels是以django插件的形式存在，它不仅能处理http请求，还提供对websocket、MQTT等长连接支持。不仅如此，channels在保留了原生django的同步和易用的特性上还带来了异步处理方式(channels2.X版本)，并且将django自带的认证系统以及session集成到模块中，扩展性非常强。官方文档：https://channels.readthedocs.io/en/latest/index.html

三、安装以及安装需求

　　channels2.0最低django版本要求是1.11+，python3.5+。笔者的版本是django1.11，直接安装可能有问题，以下是测试通过的版本。

笔者的相关版本如下：

Django==1.11.10
channels==2.1.4
channels-redis==2.3.1
asgiref==2.1.6
asgi-redis==1.4.3

如果django版本比较高直接采用pip安装：

pip3 install channels
pip3 install channels-redis  #可选的，官方推荐如果使用redis作为channel layer

redis安装可以参考博客：https://www.cnblogs.com/wdliu/p/9360286.html

四、开始使用

一、配置settings.py

　　笔者采用的redis作为channel layer(关于其介绍请移步至https://channels.readthedocs.io/en/latest/topics/channel_layers.html),它是实现消息推送的核心，在项目的settings.py中：

注册channles app：

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'cmdb',
    'channels', #注册app
]

配置channels layer：

ASGI_APPLICATION = 'devops.routing.application'
CHANNEL_LAYERS = {
    'default': {
        'BACKEND': 'channels_redis.core.RedisChannelLayer',
        'CONFIG': {
            "hosts": [('10.1.210.33', 6379)], #需修改
        },
    },
}

二、路由配置

在项目settings文件同级目录中新增routing.py

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:wd

from channels.auth import AuthMiddlewareStack
from channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouter
import deploy.routing

application = ProtocolTypeRouter({
    'websocket': AuthMiddlewareStack(
        URLRouter(
            deploy.routing.websocket_urlpatterns# 指明路由文件是devops/routing.py
        )
    ),
})

最后在app里配置路由和对应的消费者，笔者这里是devops下的routing.py：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:wd
from django.conf.urls import url

from . import consumers

websocket_urlpatterns = [
    url(r'^ws/deploy/(?P<service_name>[^/]+)/$', consumers.DeployResult), #consumers.DeployResult 是该路由的消费者
]

项目目录结构如下：

django实时通讯--channels2.x使用-LMLPHP

三、编写webscoket消息处理方法(消费者)

首先说明，消费者是Channels代码的基本单元，当一个新的Socket进入的时候，Channels会根据路由表找到正确的消费者，以下代码中每个方法都可以看作一个消费者，他们消费不同的event，比如刚刚接受连接时候connect方法进行消费处理并接受连接，关闭websocket时候使用disconnect进行消费处理。

deploy/consumers.py：

#!/usr/bin/env python3
# -*- coding:utf-8 -*-
# Author:wd

from channels.generic.websocket import AsyncWebsocketConsumer
import json

class DeployResult(AsyncWebsocketConsumer):
    async def connect(self):
        self.service_uid = self.scope["url_route"]["kwargs"]["service_uid"]
        self.chat_group_name = 'chat_%s' % self.service_uid
        # 收到连接时候处理，
        await self.channel_layer.group_add(
            self.chat_group_name,
            self.channel_name
        )

        await self.accept()

    async def disconnect(self, close_code):
        # 关闭channel时候处理
        await self.channel_layer.group_discard(
            self.chat_group_name,
            self.channel_name
        )

    # 收到消息
    async def receive(self, text_data):
        text_data_json = json.loads(text_data)
        message = text_data_json['message']
        print("收到消息--》",message)
        # 发送消息到组
        await self.channel_layer.group_send(
            self.chat_group_name,
            {
                'type': 'client.message',
                'message': message
            }
        )

    # 处理客户端发来的消息
    async def client_message(self, event):
        message = event['message']
        print("发送消息。。。",message)
        # 发送消息到 WebSocket
        await self.send(text_data=json.dumps({
            'message': message
        }))

以上代码部分说明：

1.self.scope是单个连接传入的详细信息，其中包含了请求的session、以及django认证系统中的用户信息等；

2.async...await 是python3.5之后的新异步特性，基于asyncio模块；

四、发起webscoket请求

利用js发起websocket请求

function InitWebSocket() {
            var websocket = new WebSocket(
                'ws://' + window.location.host + '/ws/deploy/tasks/' );

            websocket.onmessage = function (e) {
                var data = JSON.parse(e.data);
                var message = '\n' + data['message'];
                document.querySelector('#deploy-res').innerText += (message + '\n');
            };
        }

五、发送消息到channel

无论是消息的推送或者消息的接受，都是经过channel layer进行传输，以下是发送消息示例，

from channels.layers import get_channel_layer
from asgiref.sync import async_to_sync


channel_layer = get_channel_layer()
def send_channel_msg(channel_name, msg):
     """
        send msg to channel
        :param channel_name:
        :param msg:
        :return:
        """
    async_to_sync(channel_layer.group_send)(channel_name,
                                                 {"type": "deploy.run", "text": msg})

六、生产部署

大多数django的应用部署方式都采用的是nginx+uwsgi进行部署，当django集成channels时候，由于uwsgi不能处理websocket请求，所以我们需要asgi服务器来处理websocket请求，官方推荐使用daphne。下一篇文章将介绍nginx+supervisor+daphne+uwsgi进行生产部署。

W-D