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Django请求生命周期分析

1.客户端发送请求

1. 在浏览器输入url地址，例如www.baidu.com，浏览器会自动补全协议(http)，变为http://www.baidu.com，现在部分网站都实现了HSTS机制，服务器自动从http协议重定向到https协议
2. 在网页中点击超链接或javascript脚本进行url跳转，仅设置href=’绝对路径’，浏览器会自动使用当前url的协议、host和port，例如在https://tieba.baidu.com/index.html网页中，点击一个超链接/f?kw=chinajoy，会自动访问https://tieba.baidu.com/f?kw=chinajoy
    

2. 路由转发

1. IP查找：因特网内每个公有IP都是唯一的，域名相当于IP的别名，因为我们无法去记住一大堆无意义的IP地址，但如果用一堆有意义的字母组成，大家就能快速访问对应网站
2. DNS解析：通过域名去查找IP，先从本地缓存查找，其中本地的hosts文件也绑定了对应IP，若在本机中无法查到，那么就会去请求本地区域的域名服务器(通常是对应的网络运营商如电信)，这个通过网络设置中的LDNS去查找，如果还是没有找到的话，那么就去根域名服务器查找，这里有所有因特网上可访问的域名和IP对应信息(根域名服务器全球共13台)
3. 路由转发：通过网卡、路由器、交换机等设备，实现两个IP地址之间的通信。用到的主要就是路由转发技术，根据路由表去转发报文，还有子网掩码、IP广播等等知识点
    

3.建立连接

通过TCP协议的三次握手建立连接
 

4.传输报文

建立连接后，客户端会通过TCP依次、有序的发送一定大小的报文，其中包括了超时重传、阻塞窗口等等概念，用来保证数据包的完整、有序

• http协议使用的明文传输，所有内容都是直接可读的
• https协议是基于SSL/TLS加密，而SSL/TLS是基于TCP协议的，也就是http协议报文包装成TCP报文进行的加密，使用https协议的话，如果本地没有证书和公钥，那么会从服务器获取证书并且进行验证，流程如下：
  
   

5.nginx处理

当前django框架开发的web项目，主流使用的服务器架构是：nginx+uWSGI+django
nginx监听公网IP的某个端口，例如80，接收到请求后，分2种情况处理请求：

1. 如果是静态资源（如javascript、css、图片等）的请求，那么nginx直接获取到该资源，返回给用户
2. 如果是动态内容的请求，那么nginx就将请求转发到uWSGI，使用的协议一般都是uwsgi，性能最好

注意：

• 有些reqeust会分多个数据包进行发送，nginx会缓存等待整个request接收完成才调用uWSGI
• 如果使用的https，那么加密、解密都在nginx中进行处理

6.uWSGI处理

uWSGI监听本机IP的某个端口，例如3308，接收到nginx转发来的请求后，通过将http协议转换为WSGI协议，和django程序之间进行通信
 

7.WSGIHandler处理

当django接受到一个请求时，会初始化一个WSGIHandler，可以在项目下的wsgi.py文件进行跟踪查看：

class WSGIHandler(base.BaseHandler):
    request_class = WSGIRequest

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs)
        self.load_middleware()

    def __call__(self, environ, start_response):
        set_script_prefix(get_script_name(environ))
        signals.request_started.send(sender=self.__class__, environ=environ)
        request = self.request_class(environ)
        response = self.get_response(request)
        
    ......

它接受2个参数：

• environ：是含有服务器端的环境变量
• start_response：可调用对象，返回一个可迭代对象。

这个handler控制了从请求到响应的整个过程，首先的就是加载django的settings配置，然后就是调用django的中间件开始操作
 

8.middleware中间件处理

django操作中间件，首先会调用process_request方法，该方法的作用是处理请求对象，它的参数是request，返回有2种情况

• response：调用process_response列表处理
• None：调用下一个中间件的process_request处理

返回response之后的中间件及其业务逻辑都不会处理，直接回返回给浏览器
返回None则表示会继续调用下一个中间件，处理下一个中间件中的逻辑
 
django项目默认有一些自带的中间件，如下：

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',
]

process_request会从上往下依次调用MIDDLEWARE中的中间件，注意：中间件的执行是有顺序的，所以我们一般自定义中间件的时候，我们都会将自定义的中间件放到列表最下面

 

9.URLConf路由匹配

通过urls.py文件中的 urlpatterns 配置找到对应的 视图函数或者视图类的方法，如果没有找到匹配的方法，那么就会触发异常，由中间件的process_exception 进行处理
process_exception：在视图函数或中间件处理过程抛出异常时调用
参数：

• request：请求对象
• exception：是处理过程中抛出的异常对象

返回：

• response：之后的process_exception都不会触发，而是调用process_response处理
• None：调用上一个中间件的process_exception处理

10.middleware的process_view

我们通过路由调用视图之前，会调用中间件的process_view方法进行预处理
process_view：视图预处理，在视图函数处理之前调用
参数：

• view_func：url路由匹配到的视图函数
• view_args：视图函数的可变参数
• view_kwargs：视图函数的可变关键字参数

返回：

• response：调用process_response处理
• None：调用下一个中间件的process_view处理

11.views处理request

调用对应的视图函数或视图类的方法处理request，例如获取GET和POST参数，并且调用特定的模型对象执行数据库操作，如果没有数据库操作，那么就直接跳到我们后续的14步了
 

12.models处理

视图方法中，一般情况下都需要调用模型类进行数据操作，一般是通过模型的manager管理类进行操作的，如：MyModel.objects.get(pk=1)
如果没有数据操作，那么这一步和下一步就忽略
 

13.数据库操作

如果django通过模型类执行对数据库的增删改查，那么此时整个流程就会在对应的数据库中执行
 

14.views处理数据

​视图方法获取到数据后：

• 将数据封装到一个context字典当中，然后调用指定的template.html，通过模板中的变量、标签和过滤器等，再结合传入的数据context，会触发中间件的process_template_response方法，最终渲染成HttpResponse
• 不调用模板，直接返回数据，譬如 JsonResponse、FileResponse等
• 执行redirect，生成一个重定向的HttpResponse，触发中间件的process_response后，返回到客户端，结束该web请求的生命周期
   

15.middleware的process_response

调用中间件的 process_response 方法进行处理，最后一个中间件的process_response执行完成后，返回到WSGIHandler类中
 

16.WSGIHandler处理

WSGIHandler类获取到response后

• 先处理response的响应行和响应头，然后调用 start_response 返回http协议的 响应行和响应头 到uWSGI，这个 start_response 只能调用一次
• 第一步处理完成后，如果是文件需要对response进行，否则就直接将response作为http协议的body部分返回给uWSGI
   

17.uWSGI处理

uWSGI接收到django程序的返回后，将所有内容包装成http协议的内容后，通过uwsgi协议返回给nginx服务器处理
 

18.nginx处理

nginx获取到uWSGI的返回后，将response通过TCP协议返回给客户端
 

19.客户端接收响应

客户端接收到服务器的响应后，做对应的操作，例如：显示在浏览器中，或是javascript的处理等至此，整个web请求的生命周期结束。