Django的傳統(tǒng)概念圍繞著HTTP請求和響應(yīng)展開：服務(wù)器收到一個請求，Django調(diào)起為其服務(wù)，生成響應(yīng)并發(fā)送，然后Django離開、等著下一個請求。

當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)只包含簡單的瀏覽器行為時，這沒什么問題。但現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)包含了WebSocket和HTTP 2服務(wù)器推送等功能，允許網(wǎng)站在傳統(tǒng)請求/響應(yīng)循環(huán)之外進(jìn)行其他通信。

除此之外，還有許多非關(guān)鍵的任務(wù)，需要應(yīng)用程序?qū)⑵浞职l(fā)出去，在響應(yīng)發(fā)送后繼續(xù)處理——比如保存緩存，或?yàn)樾律蟼鞯膱D像生成縮略圖。

Channels將Django的運(yùn)行方式改為“面向事件”——不僅僅響應(yīng)請求，而是響應(yīng)通道中發(fā)送的大量事件。這里仍然沒有持久狀態(tài)——每個事件處理程序，也可以叫事件消費(fèi)者，都是以獨(dú)立的方式調(diào)用的，就像調(diào)用視圖一樣。

讓我們先看看通道是什么。

通道是什么?

理所當(dāng)然，核心就是叫做通道的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。通道是什么？它是一個有序的、先進(jìn)先出的隊(duì)列，消息會過期，最多發(fā)一次，一次只發(fā)給一個監(jiān)聽?wèi)?yīng)用。

可以將其類比為任務(wù)隊(duì)列——生產(chǎn)者將消息發(fā)送到一個通道，再發(fā)給一個監(jiān)聽該通道的消費(fèi)者。

最多發(fā)一次是指，一條消息要么有一個消費(fèi)者收到，要么沒人收到（例如通道突然崩潰了）。與之對應(yīng)的是至少一次：正常情況下，一條消息有一個消費(fèi)者收到，但程序崩潰時，它極有事后可能再重新發(fā)送，因此還會有其他消費(fèi)者重復(fù)收到。后者不是我們想要的。

還有其他幾個限制——消息必須是可序列化的類型，并且必須保持在一定的大小限制之內(nèi)——但是在接觸更高級的用法之前，無需擔(dān)心這些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。

通道有容量，即便沒有消費(fèi)者，生產(chǎn)者也可以先向通道中寫入大量消息，消費(fèi)者稍后出現(xiàn)再接收隊(duì)列中的消息。

如果你使用過Go通道：Go通道與Django通道相當(dāng)像，關(guān)鍵區(qū)別在于Django通道是網(wǎng)絡(luò)透明的，在不同進(jìn)程甚至不同計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的生產(chǎn)者和消費(fèi)者，都可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問到我們的通道。

在網(wǎng)絡(luò)中，我們通過名稱字符串來唯一地標(biāo)識通道——任何計(jì)算機(jī)可以將消息發(fā)送到任何命名通道，只要它們接入了同一個通道后端。例如兩臺不同的計(jì)算機(jī)都寫入叫做“http.request”的通道，他們寫入的就是同一個通道。

如何使用通道?

那么Django如何使用這些通道呢？在Django中，您可以編寫一個函數(shù)來使用通道：

def my_consumer(message):
    pass

然后在通道路由中為其分配一個通道：

channel_routing = {
    "some-channel": "myapp.consumers.my_consumer",
}

該通道每收到一條消息，Django都調(diào)用這個消費(fèi)者函數(shù)，并傳入message參數(shù)。message帶有content、channel和其他一些屬性，其中content屬性一定是字典（dict）類型，channel屬性用來標(biāo)明發(fā)送消息的通道名稱。

Channels將Django從傳統(tǒng)的請求/響應(yīng)模式，改為工作進(jìn)程模式：監(jiān)聽所有分配了消費(fèi)者的通道，收到消息就運(yùn)行對應(yīng)的消費(fèi)者?，F(xiàn)在，Django不只是在一個連接到WSGI服務(wù)器的進(jìn)程中運(yùn)行，而是在三個獨(dú)立的層中運(yùn)行：

• 接口服務(wù)器，用于Django與外部世界之間的通信。這包括一個WSGI適配器以及一個單獨(dú)的WebSocket服務(wù)器——這在運(yùn)行接口服務(wù)器中進(jìn)行了介紹。
• 通道后端，其中包括可擴(kuò)展的Python代碼，以及用來傳輸消息的數(shù)據(jù)存儲機(jī)制(例如Redis或共享內(nèi)存段)。
• 工作進(jìn)程，監(jiān)聽所有相關(guān)的通道，并在消息就緒時運(yùn)行消費(fèi)者代碼。

這或許看起來很簡單，但我們就是這樣計(jì)劃的：與其嘗試完全異步的架構(gòu)，不如將現(xiàn)有的Django視圖再稍微復(fù)雜抽象一點(diǎn)。

A view takes a request and returns a response; a consumer takes a channel message and can write out zero to many other channel messages.

現(xiàn)在，讓我們建立一個請求通道(取名http.request)，以及面向單個客戶端的響應(yīng)通道(例如http.response.o4f2h2fd)，請求通道中的消息帶有一個reply_channel屬性，對應(yīng)響應(yīng)通道的名稱。這樣，消息消費(fèi)者就很類似一個視圖：

# 監(jiān)聽http.request
def my_consumer(message):
    # 將請求信息從message中解碼，生成Request對象
    django_request = AsgiRequest(message)
    # 運(yùn)行視圖
    django_response = view(django_request)
    # 將響應(yīng)編碼為message格式
    for chunk in AsgiHandler.encode_response(django_response):
        message.reply_channel.send(chunk)

這就是通道的機(jī)制。接口服務(wù)器將外部連接(HTTP、WebSocket等)轉(zhuǎn)換為通道中的消息，你編寫工作進(jìn)程來處理這些消息。正常情況下，普通的HTTP請求還是交給Django內(nèi)置的消費(fèi)者，后者將請求傳入視圖/模板系統(tǒng)，但如果需要，也可以重寫它以添加功能。

關(guān)鍵的部分在于，你可以運(yùn)行代碼來響應(yīng)任何事件——包括你自己創(chuàng)建的事件，運(yùn)行的代碼還可以進(jìn)一步發(fā)消息。你可以在保存Model、其他Views和Forms的代碼中觸發(fā)事件。這樣可以方便的寫推送程序，例如使用WebSocket或HTTP長輪詢來實(shí)時通知客戶端(比如聊天信息，或者Admin實(shí)時查看其他用戶編輯更新的內(nèi)容)。

通道類型

通道主要有兩種用途。第一種顯而易見，就是把工作分配給消費(fèi)者——通道中新增一條消息，任何一個工作進(jìn)程都可以接收消息并運(yùn)行消費(fèi)者。

第二種通道用于響應(yīng)（HTTP、WebSocket）請求。值得注意的是，只有接口服務(wù)器才會監(jiān)聽這種通道的消息。每個響應(yīng)通道名字都不一樣，并且必須路由回到特定的接口服務(wù)器。

兩者區(qū)別不大——它們都符合通道的核心定義——但當(dāng)服務(wù)器集群擴(kuò)大規(guī)模時會有問題。對于第一類普通通道，我們可以在通道服務(wù)器集群和工作進(jìn)程中無差別的做負(fù)載均衡，任何工作進(jìn)程都可以通用的處理這些消息。但響應(yīng)消息只能發(fā)送到通道服務(wù)器群中、正在監(jiān)聽該響應(yīng)的通道服務(wù)器上。

因此，Channels將其視為兩種不同的通道類型，在響應(yīng)通道名稱中包含感嘆號!來標(biāo)識，例如http.response!f5g3fe21f。普通通道名稱不包含感嘆號。此外，通道名稱都只能包含字符a-z A-Z 0-9 - _，并且長度小于200個字符。

對于后端實(shí)現(xiàn)來說，不一定要處理這個區(qū)別——只有擴(kuò)大服務(wù)器集群規(guī)模時，才有必要分別處理這兩類通道。有關(guān)規(guī)?；母嘈畔ⅲ约熬帉懞蠖嘶蚪涌诜?wù)器時如何處理通道類型，請參見：規(guī)?；?/a>。

redis_conn = redis.Redis("localhost", 6379)

@receiver(post_save, sender=BlogUpdate)
def send_update(sender, instance, **kwargs):
    # 遍歷所有的reply channels，發(fā)送更新
    for reply_channel in redis_conn.smembers("readers"):
        Channel(reply_channel).send({
            "text": json.dumps({
                "id": instance.id,
                "content": instance.content
            })
        })

# 連接到websocket.connect
def ws_connect(message):
    # 添加到readers集合
    redis_conn.sadd("readers", message.reply_channel.name)

@receiver(post_save, sender=BlogUpdate)
def send_update(sender, instance, **kwargs):
    Group("liveblog").send({
        "text": json.dumps({
            "id": instance.id,
            "content": instance.content
        })
    })

# 連接到websocket.connect
def ws_connect(message):
    # 添加到readers組
    Group("liveblog").add(message.reply_channel)
    # Accept the connection request
    message.reply_channel.send({"accept": True})

# 連接到websocket.disconnect
def ws_disconnect(message):
    # Remove from reader group on clean disconnect
    Group("liveblog").discard(message.reply_channel)

我們將在其余文檔中更多地介紹什么任務(wù)適合用通道，現(xiàn)在讓我們進(jìn)到開始來寫些代碼。