django之请求处理过程分析

在开发过程中，可能会遇到一些框架的报错，比如http方法不允许、中间件检查不通过、路由匹配错误等，此类情况下因为报错是框架层面报的，这时候就有必要在框架的源代码层面打断点从而定位问题了。而源代码层面的断点打在哪，就需要了解清楚本文说的一些流程。

1、服务启动过程

我们最熟悉的服务启动方式就是这个runserver了：

python 复制代码

python3 manange.py runserver

先讲下runserver的代码内容。

在django的源码里，有这样一个目录django/core/managemtn/commands/，这个目录下有很多我们熟悉的文件，比如runserver.py、makemigrations.py、migrate.py等。

这些就是python3 manange.py --help显示的命令行对应的处理程序。

我们也可以在这里增加自定义的脚本，从而实现自定义命令。

我们看下runserver.py里的handle函数，这是每个命令的入口函数。

python 复制代码

# 启动过程中的函数调用
def handle()
  self.run()
    self.inner_run()
      handler = self.get_handler()
      run(handler)    # 这里的run是引自django.core.servers.basehttp  

# 先看下这个run()函数
# django/core/servers/basehttp.py
def run(addr,port,wsgi_handler):
  # 绑定IP、端口
  server_address = (addr, port)
  # 初始化http服务器
  httpd = httpd_cls(server_address, WSGIRequestHandler, ipv6=ipv6)
  # 设置请求处理的函数
  httpd.set_app(wsgi_handler)
  # 启动
  httpd.serve_forever()

# 其中这个请求处理的函数handler就是self.get_handler()获取的。

def get_handler()
  get_internal_wsgi_application()
    from django.conf import settings
    app_path = getattr(settings, "WSGI_APPLICATION")
    return import_string(app_path)
# 这个handler是在setting文件里通过WSGI_APPLICATION参数指定的。

# 比如我项目的setting文件里
WSGI_APPLICATION = "application.wsgi.application"
# 这是一个路径，可以通过import导入的，从项目根目录下顺着找，找到这样一个文件

# {项目根目录}/application/wsgi.py
import os
from django.core.wsgi import get_wsgi_application
os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'application.settings')
os.environ["DJANGO_ALLOW_ASYNC_UNSAFE"] = "true"
application = get_wsgi_application()
# 在我的项目里没有做过多自定义，调用django提供的get_wsgi_application，
# 这个函数返回的内容就是handler了

# django/core/wsgi.py
def get_wsgi_application():
  return WSGIHandler() 

# 至此，我们找到了handler的真面目，就是这个WSGIHandler()

上面只讲了下django自带的runserver的启动过程，在生产环境下，我们会看到用比如uwsgi、gunicorn等命令来启动服务，其实原理都差不多，最主要的就是给这些http服务传递一个请求的入口函数。

再扩展一下，django其实是支持两类服务器，同步服务器（wsgi）和异步服务器（asgi），我们上面介绍的uwsgi这些都是同步服务器，异步服务器比如uvicorn，此处就不介绍了，感兴趣自行研究。

2、请求处理过程

浏览器发起一个http请求，最后如何转到我们写的一个view函数上呢，继续挖一挖。

首先请求的处理函数是这个WSGIHandler()。

python 复制代码

# django.core.handlers.wsgi.py
# WSGIHandler()这个类继承自BaseHandler
# 其自身的代码很少，主要的几个方法都在BaseHandler里

class WSGIHandler(base.BaseHandler):
  # 定义一个初始化HttpRequest的类，
  # 这个类的作用就是将http请求封装成django标准的HttpRequest，方便后续使用
  request_class = WSGIRequest

  # 初始化方法
  # 调用self.load_middleware()加载setting文件里定义的中间件
  def __init__(self, *args, **kwargs):
    super().__init__(*args, **kwargs)
    self.load_middleware()

  # 请求到达时进入__call_函数处理
  # 先用request_class把http请求封装成HttpRequest
  # 具体的处理逻辑就在BaseHandler的get_response函数里了
  def __call__(self, environ, start_response):
    request = self.request_class(environ)
    response = self.get_response(request)
    return response

# django.core.handlers.base.py
# 下面就是BaseHandler的get_response函数
# 通过调用self._middleware_chain函数，拿到响应结果
def get_response(self, request):
  set_urlconf(settings.ROOT_URLCONF)
  response = self._middleware_chain(request)

# 这个self._middleware_chain其实就是_get_response
# 两者是在load_middleware函数里绑定的，主要还是区分同步和异步，我们本篇只说同步服务器的情况
# get_response = self._get_response_async if is_async else self._get_response

# 核心的处理函数_get_response
def _get_response(self, request):
   # resolve_request：解析路由，获得请求对应的处理函数
   callback, callback_args, callback_kwargs = self.resolve_request(request)
   # 先依次应用中间件里的处理
   for middleware_method in self._view_middleware:
       response = middleware_method(
           request, callback, callback_args, callback_kwargs
            )
   # 再执行callback处理函数，就是我们写的view视图函数
   wrapped_callback = self.make_view_atomic(callback)
   response = wrapped_callback(request, *callback_args, **callback_kwargs)
   # 返回处理结果
   return response

# 关于resolve_request如何通过路由表找到对应视图函数的解析，可以参考本系列的路由相关内容

至此，http请求的处理过程基本清晰了，核心逻辑在_get_response中，主要包含解析路由表--应用中间件--执行视图函数--返回结果这几个步骤。

所以后续再遇到比如路由不到自己预想的函数，就可以跟一下resolve_request等等。

3、django中的HttpRequest和HttpResponse

在django框架中，请求在内部处理的流程如下：

客户端发送请求 → Django 创建 HttpRequest 对象，封装所有请求数据。
视图函数处理 → 开发者通过 request 获取数据，处理后生成 HttpResponse。
服务器返回响应 → Django 将 HttpResponse 转换为符合 HTTP 协议的响应，发送给客户端。

为什么会出现HttpRequest 和 HttpResponse呢？

主要是为了避免开发者处理底层协议细节，简化数据访问。

如果没有它们，开发者需要手动解析原始 HTTP 数据，代码会变得复杂且难以维护。

学习这两个类的目的是什么呢？

对于HttpRequest，主要是为了取出请求里的数据，比如header信息、表单信息、参数信息等，因此要搞清楚这些信息存在HttpRequest的哪些属性里。

对于HttpResponse，因为是开发者要封装的，要搞清楚如何将自己要返回的数据给到HttpResponse。

HttpRequest

httpReqeust的属性有：

属性	类型	说明
`method`	str	HTTP 请求方法（GET/POST/PUT/DELETE等）
`GET`	QueryDict	包含所有GET参数的类字典对象
`POST`	QueryDict	包含所有POST参数的类字典对象
`FILES`	MultiValueDict	包含所有上传文件的类字典对象
`COOKIES`	dict	包含所有cookies的字典
`META`	dict	包含所有HTTP头信息的字典
`path`	str	请求的完整路径（不包括域名和查询参数）
`path_info`	str	类似于path，但在某些服务器配置下可能不同
`body`	bytes	原始HTTP请求体（字节字符串）
`headers`	HttpHeaders	Django 3.2+引入，更友好的headers访问方式
`session`	SessionStore	可读写的类字典对象，表示当前会话
`user`	User	表示当前登录用户的User对象

属性说明：

1、取参数，get方法的参数和post方法的参数分别存在request.GET和request.POST中，后端在取参数的时候要对判断http方法。

python 复制代码

def example_view(request):
    if request.method == "POST":
        username = request.POST.get("username")  # 获取 POST 参数
        file = request.FILES.get("avatar")       # 获取文件
    elif request.method == "GET":
        username = request.GET.get("username")

2、特殊情况下，取参需要使用body中的内容，注意body属于原始字符串，后端使用前需要解码。

python 复制代码

import json
data = json.loads(request.body.decode('utf-8'))

3、META部分包含了所有HTTP头信息，请求中的任何 HTTP 头都会被转换为 META 键，方法是将所有字符转换为大写字母，用下划线代替任何连字符，并在名称前加上 HTTP_ 前缀，例如，一个名为 X-Name 的头将被映射到 META 键 HTTP_X_NAME。

python 复制代码

def example_view(request):
    name = request.META['HTTP_X_NAME']

httpReqeust还提供了一些获取常用属性的方法，比如客户端的主机名、端口等

方法	返回类型	说明
`get_full_path()`	str	返回path + 查询字符串
`is_secure()`	bool	如果请求是通过HTTPS发出的返回True
`get_host()`	str	获取请求的主机名
`get_port()`	str	获取请求的端口号
`build_absolute_uri(location)`	str	返回location的绝对URI
`get_signed_cookie(key)`	str	获取签名cookie的值
`read(size=None)`	bytes	从请求体中读取数据

httpResponse

学习httpResponse就是搞清楚如何构造一个django支持的响应。先看这个类的构造函数。

python 复制代码

# HttpResponse是在view处理阶段要自行构造的，因此需要搞清楚要传的参数
class HttpResponse(HttpResponseBase):
   def __init__(self,
                content=b'',
                content_type=None,
                status=None,
                reason=None,
                charset=None):

可以看出我们要返回的内容主要是放在content属性里，以字节的格式返回。

python 复制代码

def my_view(request):
    return HttpResponse('ok')

# 最常见的比如就是把'ok'赋值给content返回。

除了上面说的简单的字符串，HttpResponse还支持以下属性设置。

属性	类型	说明
`content`	bytes	响应内容（字节形式）
`charset`	str	响应编码（如 'utf-8'）
`status_code`	int	HTTP 状态码（如 200, 404）
`reason_phrase`	str	状态码描述（如 "OK", "Not Found"）
`headers`	HttpHeaders	响应头（类字典对象）
`cookies`	SimpleCookie	用于设置 Cookie 的对象

还可以通过内置的函数，进行属性设置和数据写入。

方法	说明
`set_cookie()`	设置 Cookie
`delete_cookie()`	删除 Cookie
`write(content)`	写入响应内容（用于流式响应）
`setdefault(key, value)`	设置默认响应头

HttpResponse常用的子类如下，主要是对特定场景做了定制化，减少开发工作量。

子类	说明
`JsonResponse`	返回 JSON 响应（自动设置 Content-Type）
`FileResponse`	返回文件下载响应
`StreamingHttpResponse`	流式响应（大文件处理）
`HttpResponseRedirect`	302 重定向响应
`HttpResponsePermanentRedirect`	301 永久重定向
`HttpResponseNotFound`	404 响应
`HttpResponseForbidden`	403 响应
`HttpResponseBadRequest`	400 响应

4、DRF中的Request和Response

Request

在DRF中，基于httpReqeust做了扩展，封装成了Requests类。

从DRF的Request获取数据和django的HttpRequest获取数据有哪些区别：

1、data属性，支持所有的文件输入和非文件输入，支持除POST之外的HTTP方法的内容，这意味着你可以访问PUT和PATCH请求的内容。（在djanog中读取文件需要读取request.FILES，非文件需要读取request.GET或request.POST或request.body）。

2、query_params属性，就是django中的request.GET。

3、增加了认证支持（此处不展开）。

DRF是在请求的哪个步骤引入了Request呢？

python 复制代码

# 首先我们知道请求经过self.resolve_request(request)解析出了处理函数。
# 对于drf中基于类的视图中，通常会调用类的as_view()函数
# 而as_view函数返回的就是该类的dispatch()函数。
# 也就是resolve_request之后的函数处理入口就是这个类的dispatch函数。


# rest_framework/views.py
class APIView(View):
  def dispatch(self, request, *args, **kwargs):
    request = self.initialize_request(request, *args, **kwargs)


   def initialize_request(self, request, *args, **kwargs):
        parser_context = self.get_parser_context(request)

        return Request(
            request,
            parsers=self.get_parsers(),
            authenticators=self.get_authenticators(),
            negotiator=self.get_content_negotiator(),
            parser_context=parser_context
        )
# 从上面代码中可以看出，Request是在dispatch函数中引入的。
# 而DRF中的viewset、modelViewSet都是继承自APIView，都是复用的这部分代码。
# 所以在DRF中只要你的视图是基于APIView、viewset、modelViewSet，
# 那么你用的request大概率就是Request实例，否则就还是django的httpRequest.

Response

对于DRF的响应类Response，如何构造返回实例。

python 复制代码

class Response(SimpleTemplateResponse)

  def __init__(self, data=None, status=None,
                 template_name=None, headers=None,
                 exception=False, content_type=None):

可以看出数据主要赋值给data进行返回。data要求是序列化后的数据，不能是类实例。