【python】-- Django 中间件、缓存、信号

Django  中间件、缓存、信号

一、 Django  中间件

django 中的中间件（middleware），在django中，中间件其实就是一个类，在请求到来和结束后，django会根据自己的规则在合适的时机执行中间件中相应的方法。

在django项目的settings模块中，有一个 MIDDLEWARE_CLASSES 变量，其中每一个元素就是一个中间件：

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

1、中间件中可以定义四个方法：

process_request(self,request)   #每个进入view视图中请求都要经过这个函数
process_response(self, request, response) #每个从view视图中返回的response都会触发这个函数
process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs) #经过路由映射找到view中对应的方法后，就会触发这个函数,找不到就不会触发
process_template_response(self,request,response) # 如果Views中的函数返回的对象中，具有render方法，这个函数才会执行
process_exception(self, request, exception)  #如果对应的视图中的函数出现异常，这个函数才会执行

2、自定义中间件

与mange.py在同一层级下新建目录Middle，在Middle新建m1.py（文件名称随意）：

1、在m1.py中定义三个中间件

class Foo:
    # render 方法用来触发process_template_response函数
    def render(self):
        return HttpResponse("template_response")

def test(request):
    print("穷")
    return Foo()

from django.utils.deprecation import MiddlewareMixin  # 自定义中间件都需要继承这个类

# 定义中间件Row1
class Row1(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,request):  # 所有经过中间件Row1的request都会打印001
        print('request——001')

    # request这个参数是请求的request, view_func指定的视图中对应的函数, view_func_args路由系统中的位置参数, view_func_kwargs路由系统中的关键字参数
    def process_view(self, request, view_func, view_func_args, view_func_kwargs):
        print('view1')

    def process_response(self, request, response):  # 所有经过中间件Row1的response 都会打印001
        print('response——001')
        return response

from django.shortcuts import HttpResponse

# 定义中间件Row2
class Row2(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,request):
        print('request——002')
        # 如果不想让request进入view视图函数中，可以在自定义中间件中直接return返回。
        # 终止之后就不会经过row3的response，会直接从row2 response返回, 这个特性是1.7之后才有的。1.7以前会经过row3的response之后再进行返回。
        # return HttpResponse('终止')

    def process_view(self, request, view_func, view_func_args, view_func_kwargs):
        print('view2')

    def process_response(self, request, response):
        print('response——002')
        return response

# 定义中间件Row3
class Row3(MiddlewareMixin):
    def process_request(self,request):
        print('request——003')

    def process_view(self, request, view_func, view_func_args, view_func_kwargs):
        print('view2')

    def process_response(self, request, response):
        print('response——003')
        return response

    # 这个函数的触发条件就是如果对应的视图中的函数出现异常，这个函数才会执行
    def process_exception(self, request, exception):
        if isinstance(exception,ValueError):
            return HttpResponse('出现异常》。。')

    # 如果Views中的函数返回的对象中，具有render方法，这个函数才会执行，像redirect,HttpResponse 都不会触犯这个函数
    def process_template_response(self,request,response):

        print('-----------------------')
        return response

2、注册中间件：

在settings文件中的MIDDLEWARE，注册刚刚定义的三个中间件：

MIDDLEWARE = [
    'django.middleware.security.SecurityMiddleware',
    'django.contrib.sessions.middleware.SessionMiddleware',
    'django.middleware.common.CommonMiddleware',
    'django.middleware.csrf.CsrfViewMiddleware',
    'django.contrib.auth.middleware.AuthenticationMiddleware',
    'django.contrib.messages.middleware.MessageMiddleware',
    'django.middleware.clickjacking.XFrameOptionsMiddleware',
    'Middle.m1.Row1',
    'Middle.m1.Row2',
    'Middle.m1.Row3',
]

3、中间件request、response状态流程示意图：

二、Django  缓存

由于Django是动态网站，所有每次请求均会去数据进行相应的操作，当程序访问量大时，耗时必然会更加明显，最简单解决方式是使用：缓存，缓存将一个某个views的返回值保存至内存或者memcache中，5分钟内再有人来访问时，则不再去执行view中的操作，而是直接从内存或者Redis中之前缓存的内容拿到，并返回，Django是目前仅有自带缓存的框架。

Django中提供了7种缓存方式：

• 开发调试
• 内存
• 文件
• 数据库
• Memcache缓存（python-memcached模块）
• Memcache缓存（pylibmc模块）
• Redis缓存

一、缓存配置方式

1、配置

a、开发调试

 # 此为开始调试用，实际内部不做任何操作
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.dummy.DummyCache',     # 引擎
                'TIMEOUT': 300,                                               # 缓存超时时间（默认300，None表示永不过期，0表示立即过期）
                'OPTIONS':{
                    'MAX_ENTRIES': 300,                                       # 最大缓存个数（默认300）
                    'CULL_FREQUENCY': 3,                                      # 缓存到达最大个数之后，剔除缓存个数的比例，即：1/CULL_FREQUENCY（默认3）
                },
                'KEY_PREFIX': '',                                             # 缓存key的前缀（默认空）
                'VERSION': 1,                                                 # 缓存key的版本（默认1）
                'KEY_FUNCTION' 函数名                                          # 生成key的函数（默认函数会生成为：【前缀:版本:key】）
            }
        }


    # 自定义key
    def default_key_func(key, key_prefix, version):
        """
        Default function to generate keys.

        Constructs the key used by all other methods. By default it prepends
        the `key_prefix'. KEY_FUNCTION can be used to specify an alternate
        function with custom key making behavior.
        """
        return '%s:%s:%s' % (key_prefix, version, key)

    def get_key_func(key_func):
        """
        Function to decide which key function to use.

        Defaults to ``default_key_func``.
        """
        if key_func is not None:
            if callable(key_func):
                return key_func
            else:
                return import_string(key_func)
        return default_key_func

b、内存

# 此缓存将内容保存至内存的变量中
    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.locmem.LocMemCache',
                'LOCATION': 'unique-snowflake',  #变量值要唯一
            }
        }

    # 注：其他配置同开发调试版本

c、文件

    # 此缓存将内容保存至文件
    # 配置：

        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
                'LOCATION': '/var/tmp/django_cache',
            }
        }
    # 注：其他配置同开发调试版本

d、数据库

# 此缓存将内容保存至数据库

    # 配置：
        CACHES = {
            'default': {
                'BACKEND': 'django.core.cache.backends.db.DatabaseCache',
                'LOCATION': 'my_cache_table', # 数据库表
            }
        }

    # 注：执行创建表命令 python manage.py createcachetable

e、Memcache缓存（python-memcached模块）

# 此缓存使用python-memcached模块连接memcache

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': 'unix:/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.MemcachedCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

f、Memcache缓存（pylibmc模块）

# 此缓存使用pylibmc模块连接memcache
    
    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '127.0.0.1:11211',
        }
    }

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': '/tmp/memcached.sock',
        }
    }   

    CACHES = {
        'default': {
            'BACKEND': 'django.core.cache.backends.memcached.PyLibMCCache',
            'LOCATION': [
                '172.19.26.240:11211',
                '172.19.26.242:11211',
            ]
        }
    }

g. Redis缓存（依赖：pip3 install django-redis）

CACHES = {
    "default": {
        "BACKEND": "django_redis.cache.RedisCache",
        "LOCATION": "redis://127.0.0.1:6379",
        "OPTIONS": {
            "CLIENT_CLASS": "django_redis.client.DefaultClient",
            "CONNECTION_POOL_KWARGS": {"max_connections": 100}
            # "PASSWORD": "密码",
        }
    }
}

from django_redis import get_redis_connection
conn = get_redis_connection("default")

2、缓存的三种方式：

   使用中间件，经过一系列的认证等操作，如果内容在缓存中存在，则使用FetchFromCacheMiddleware获取内容并返回给用户，当返回给用户之前，判断缓存中是否已经存在，如果不存在则UpdateCacheMiddleware会将缓存保存至缓存，从而实现全站缓存

    MIDDLEWARE = [
        'django.middleware.cache.UpdateCacheMiddleware',   #这个要设置在最上层，经过所有中间件的response认证之后再把缓存内容返回给用户
        # 其他中间件...
        'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',    #这个中间件要设置在所有中间件最下层,比如如果设置CSRF中间件前，request请求不用通过csrf认证就能拿到返回
    ]

    CACHE_MIDDLEWARE_ALIAS = ""
    CACHE_MIDDLEWARE_SECONDS = ""
    CACHE_MIDDLEWARE_KEY_PREFIX = ""

   方式一：
        from django.views.decorators.cache import cache_page

        @cache_page(60 * 15)   #通过装饰器，单位是秒
        def my_view(request):
            ...

    方式二：
        from django.views.decorators.cache import cache_page

        urlpatterns = [
            url(r'^foo/([0-9]{1,2})/$', cache_page(60 * 15)(my_view)),
        ]

    a. 引入TemplateTag

        {% load cache %}

    b. 使用缓存

        {% cache 5000 缓存key %}  # 时间以秒为单位，缓存key自定义
            缓存内容
        {% endcache %}

三种缓存方式的优先级：如果三种缓存方式同时存在的话，全局设置缓存>单独视图缓存>单独模板缓存, 优先级跟请求生命周期有关

3、文件缓存示例：

a、settings.py中配置

CACHES = {
    'default': {
        'BACKEND': 'django.core.cache.backends.filebased.FileBasedCache',
        'LOCATION': os.path.join(BASE_DIR,'cache')   #cache文件的保存路径
    }
}

b、templates下的html文本

{% load cache %}  #导入缓存模块
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title></title>
</head>
<body>
    <h1>{{ ctime }}</h1>
    <h1>{{ ctime }}</h1>

     {% cache 10 k1 %}    #缓存10秒
        <h1>{{ ctime }}</h1>
     {% endcache %}
</body>
</html>

c、views.py中的函数

from django.views.decorators.cache import cache_page
    
@cache_page(10)  #缓存10秒
def cache(request):
    import time
    ctime = time.time()
    return render(request, 'cache.html', {'ctime': ctime})

 更多Django缓存内容：点击

 

三、Django 信号

Django中提供了“信号调度”，用于在框架执行操作时解耦。通俗来讲，就是一些动作发生的时候，信号允许特定的发送者去提醒一些接受者。

1、Django内置信号

Model signals
    pre_init                    # django的modal执行其构造方法前，自动触发
    post_init                   # django的modal执行其构造方法后，自动触发
    pre_save                    # django的modal对象保存前，自动触发
    post_save                   # django的modal对象保存后，自动触发
    pre_delete                  # django的modal对象删除前，自动触发
    post_delete                 # django的modal对象删除后，自动触发
    m2m_changed                 # django的modal中使用m2m字段操作第三张表（add,remove,clear）前后，自动触发
    class_prepared              # 程序启动时，检测已注册的app中modal类，对于每一个类，自动触发
Management signals
    pre_migrate                 # 执行migrate命令前，自动触发
    post_migrate                # 执行migrate命令后，自动触发
Request/response signals
    request_started             # 请求到来前，自动触发
    request_finished            # 请求结束后，自动触发
    got_request_exception       # 请求异常后，自动触发
Test signals
    setting_changed             # 使用test测试修改配置文件时，自动触发
    template_rendered           # 使用test测试渲染模板时，自动触发
Database Wrappers
    connection_created          # 创建数据库连接时，自动触发

内置信号的触发示例：

a.创建信号触发方式

在manage.py同级目录下创建sg.py文件（路径可自定义）

# Django 所有内置函数的导入方式
from django.core.signals import request_finished
from django.core.signals import request_started
from django.core.signals import got_request_exception

from django.db.models.signals import class_prepared
from django.db.models.signals import pre_init, post_init
from django.db.models.signals import pre_save, post_save
from django.db.models.signals import pre_delete, post_delete
from django.db.models.signals import m2m_changed
from django.db.models.signals import pre_migrate, post_migrate

from django.test.signals import setting_changed
from django.test.signals import template_rendered

from django.db.backends.signals import connection_created

# 自定义一个函数
def f1(sender, **kwargs):    
        print("hello")
        # print(sender,kwargs)

# 内置信号关联触发函数
pre_save.connect(f1)

b.让view中的函数触发信号

需要在与工程同名的目录下的__init__.py文件中导入刚刚创建的sg.py文件

import sg

c 、view.py中进行save操作：

def signal(reuqest):
    from app01 import models

    obj = models.UserInf(user='root')
    print('start')
    obj.save()

    obj = models.UserInf(user='root')
    obj.save()

    obj = models.UserInf(user='root')
    obj.save()

在每个save操作后，信号都会触发一次触发函数，打印一次hello
# 输出： 
start
hello
hello
hello

2、自定义信号

a.sg.py中自定义信号

import django.dispatch  # 导入自定义信号类

# pizza_done 信号名可以自定义                 providing_args=["toppings", "size"]  这个设置的是pizza_done信号的触发条件
pizza_done = django.dispatch.Signal(providing_args=["toppings", "size"])


def f2(sender, **kwargs):
    print("f2_callback")
    print(sender, kwargs)
    
# 自定义信号关联触发函数
pizza_done.connect(f2)

b.__init__.py文件

import sg

c 、view.py文件

from sg import pizza_done   #导入自定义信号

pizza_done.send(sender="kkk",toppings=123, size=456)  #sender 名字自定义 

return HttpResponse('ok')