Django3.0 异步功能尝鲜

上周Django官方正式发布了Django 3.0版本，其中最重要的更新莫过于对ASGI的支持。今天对Django 3.0的异步功能做了简单的试用，分析下过程，希望对大家有帮助。

具体的详细更新列表可参考官方 Django 3.0 release notes, 这里不再赘述，下面我们开始。

准备工作

在开始之前我们先来准备下环境，直接使用 Pycharm 新建一个项目，并新建虚拟环境.

得到如下项目：

相比之前版本的 django 项目，多了一个asgi.py。这便是ASGI的服务的入口文件了，内容基本同wsgi.py。

ASGI 协议知识

在使用ASGI 特性之前，先让我们了解下，什么是 ASGI?

ASGI和WSGI，都是一种 Web 服务网关接口协议，是在CGI的标准上构建的。

CGI（通用网关接口， Common Gateway Interface），简单来说就是解析浏览器等客户端发送给服务端的请求，并组装需要返回的 HTTP 请求的一种通用协议，处理这个过程的程序，我们就可以叫 CGI 脚本。互联网早起的动态网页都是基于CGI标准的。

（图片来源：juejin.cn/post/684490…

WSGI，是一种 Python 专用的 Web 服务器网关接口，它分为两部分"服务器（或网关）"和"应用程序（或应用框架）"。「服务器」，一般独立于应用框架，为应用程序运行提供环境信息和一个回调函数（Callback Function）。当应用程序完成处理请求后，透过回调函数，将结果回传给服务器。常用的WSGI服务器有: uwsgi、gunicon。「应用程序」，是各种实现了WSGI标准的 Python web 框架了，常用的有Django、Flask等。

ASGI（Asynchronous Server Gateway Interface)是 Django 团队提出的一种具有异步功能的 Python web 服务器网关接口协议。能够处理多种通用的协议类型，包括 HTTP，HTTP2 和 WebSocket。WSGI是基于 HTTP 协议模式的，不支持WebSocket，而ASGI的诞生则是为了解决 Python 常用的 WSGI 不支持当前 Web 开发中的一些新的协议标准(WebSocket、Http2 等)。同时，ASGI向下兼容WSGI标准，可以通过一些方法跑WSGI的应用程序。常用的「服务器」有Daphne、Uvicorn。

更多ASGI资料可参考文档

使用过程

了解了ASGI，我们进入正题。关于ASGI在Django release Notes文档中并没有过多的介绍，只有一个部署的文档 How to deploy with ASGI

看了下，主要说了两种部署方式：daphne 和 uvicorn。其中"必须使用 Daphne或Uvicorn部署，才会是 ASGI 服务，直接 runnerserver 是同步服务"这句给了我们提醒，想要使用 ASGI，便不能直接 runerserver。

我们随便选一种使用方式，并启动服务：

# 安装
pip install  uvicorn

# 启动服务
uvicorn django3_demo.asgi:application

启动日志如下：

$ uvicorn django3_demo.asgi:application
INFO:     Started server process [48508]
INFO:     Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)
INFO:     Waiting for application startup.
INFO:     ASGI 'lifespan' protocol appears unsupported.
INFO:     Application startup complete.

根据ASGI的特性，可以支持 HTTP、HTTP2 和 WebSocket。那我们来进行下 websocket 和 http 的测试。

websocket 测试

打开浏览器 console 控制台，新建一个 websocket 链接，出现如下错误：

看服务错误如下：

INFO:     Application startup complete.
ERROR:    Exception in ASGI application
Traceback (most recent call last):
  File "/Users/xiumin1/.local/share/virtualenvs/django3_demo/lib/python3.6/site-packages/uvicorn/protocols/websockets/websockets_impl.py", line 153, in run_asgi
    result = await self.app(self.scope, self.asgi_receive, self.asgi_send)
  File "/Users/xiumin1/.local/share/virtualenvs/django3_demo/lib/python3.6/site-packages/uvicorn/middleware/proxy_headers.py", line 45, in __call__
    return await self.app(scope, receive, send)
  File "/Users/xiumin1/.local/share/virtualenvs/django3_demo/lib/python3.6/site-packages/django/core/handlers/asgi.py", line 146, in __call__
    % scope['type']
ValueError: Django can only handle ASGI/HTTP connections, not websocket.

Django can only handle ASGI/HTTP connections, not websocket ，貌似 Django 的 ASGI 还没有完全实现，仅支持 HTTP。

http 测试

在浏览器输入http://127.0.0.1:8000 出现了我们熟悉的小火箭页面。这只是简单的启动页面，我们需要写个异步的 view 和 model 来具体操作下。

翻阅了一遍文档，在一个小角落里:

令我失望的找到了如下说明：

Django has developing support for asynchronous (“async”) Python, but does not yet support asynchronous views or middleware; they will be coming in a future release.

主要意思是现阶段不支持异步的 view 和中间件。那也就说明没法使用 Django 原生的方式来实现ASGI了。

到此，异步功能的试用告一段落。结论，现阶段Django原生还是无法完全的支持ASGI的服务。如果想完全实现ASGI服务，还是需要 Channels 或 starlette。

经过翻阅资料，我找到了 Django 原生异步主要推动者Andrew Godwin的一篇博客，描述了异步功能开发的时间轴。大致如下：

Django 2.1：当前进行中的版本。没有异步工作。
Django 2.2：添加异步 ORM 和查看功能的初始工作，但默认情况下所有内容默认都同步，并且异步支持主要基于线程池。
Django 3.0：将内部请求处理堆栈重写为完全异步的，添加异步中间件，表单，缓存，会话，身份验证。对所有变为仅异步的 API 开始弃用过程。
Django 3.1：继续改善异步支持，潜在的异步模板更改
Django 3.2：完成不推荐使用的过程，并拥有一个异步的 Django。

从现在 3.0 发布的功能看，实现貌似与该时间抽差了一个版本，只实现了应该到 2.2 的功能。

到这里今天的分享就结束了。最后，还是希望 Django 的异步功能早点来临，到时候我们便能直接使用 django 开发各种异步特性的功能，而不必安装三方软件。

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