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使用Django Channels实现WebSocket实时通信

article 2024/12/26 0:45:14

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使用Django Channels实现WebSocket实时通信

- - Django Channels 简介
  - 环境搭建
  - - 安装 Django 和 Channels
  - 创建 Django 项目
  - 配置 ASGI
  - 编写消费者
  - 配置路由
  - 创建模板
  - 创建视图
  - 配置 URL
  - 运行开发服务器
  - 测试 WebSocket 连接
  - 总结

Django Channels 是 Django 的一个扩展，允许 Django 处理非 HTTP 协议，如 WebSocket。本文将详细介绍如何使用 Django Channels 实现 WebSocket 实时通信，包括环境搭建、项目结构、安装 Channels、配置 ASGI、编写消费者、运行开发服务器、测试 WebSocket 连接等内容。

Django Channels 简介

Django Channels 是一个 Django 扩展，它将 Django 从仅处理 HTTP 请求扩展到处理多种协议，特别是 WebSocket。通过 Channels，你可以实现实时功能，如聊天应用、实时通知等。

环境搭建

在开始之前，确保你的环境中已安装 Python 和 pip。

安装 Django 和 Channels

pip install django channels

创建 Django 项目

使用 Django 命令行工具创建一个新的项目。

django-admin startproject myproject

进入项目目录并创建一个新的应用。

cd myproject
django-admin startapp chat

配置 ASGI

在 myproject/settings.py 中添加 channels 到 INSTALLED_APPS。

INSTALLED_APPS = [
    # ...
    'channels',
    'chat',
]

在 myproject/asgi.py 中配置 ASGI。

import os
from django.core.asgi import get_asgi_application
from channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouter
from channels.auth import AuthMiddlewareStack
import chat.routing

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'myproject.settings')

django_asgi_app = get_asgi_application()

application = ProtocolTypeRouter({
    'http': django_asgi_app,
    'websocket': AuthMiddlewareStack(
        URLRouter(
            chat.routing.websocket_urlpatterns
        )
    ),
})

编写消费者

在 chat/consumers.py 中定义 WebSocket 消费者。

import json
from channels.generic.websocket import AsyncWebsocketConsumer

累加器 = 0

class ChatConsumer(AsyncWebsocketConsumer):
    async def connect(self):
        self.room_name = self.scope['url_route']['kwargs']['room_name']
        self.room_group_name = f'chat_{self.room_name}'

        # 加入房间组
        await self.channel_layer.group_add(
            self.room_group_name,
            self.channel_name
        )

        await self.accept()

    async def disconnect(self, close_code):
        # 退出房间组
        await self.channel_layer.group_discard(
            self.room_group_name,
            self.channel_name
        )

    # 接收来自 WebSocket 的消息
    async def receive(self, text_data):
        text_data_json = json.loads(text_data)
        message = text_data_json['message']

        # 向房间组发送消息
        await self.channel_layer.group_send(
            self.room_group_name,
            {
                'type': 'chat_message',
                'message': message
            }
        )

    # 从房间组接收消息并发送给 WebSocket
    async def chat_message(self, event):
        message = event['message']

        # 发送消息给 WebSocket
        await self.send(text_data=json.dumps({
            'message': message
        }))

配置路由

在 chat/routing.py 中定义 WebSocket 路由。

from django.urls import re_path
from . import consumers

websocket_urlpatterns = [
    re_path(r'ws/chat/(?P<room_name>\w+)/$', consumers.ChatConsumer.as_asgi()),
]

创建模板

在 chat/templates/chat/room.html 中创建 WebSocket 客户端模板。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Chat Room</title>
    <script src="https://cdn.socket.io/4.0.0/socket.io.min.js"></script>
    <script src="https://code.jquery.com/jquery-3.6.0.min.js"></script>
</head>
<body>
    <h1>Chat Room {{ room_name }}</h1>
    <ul id="chat-log"></ul>
    <input id="chat-message-input" type="text" size="100">
    <button id="chat-message-submit">Send</button>
    <script>
        const roomName = '{{ room_name }}';
        const socket = new WebSocket(`ws://${window.location.host}/ws/chat/${roomName}/`);

        socket.onmessage = function(e) {
            const data = JSON.parse(e.data);
            const item = document.createElement('li');
            item.textContent = data.message;
            document.getElementById('chat-log').appendChild(item);
        };

        document.getElementById('chat-message-submit').onclick = function(e) {
            const messageInputDom = document.getElementById('chat-message-input');
            const message = messageInputDom.value;
            socket.send(JSON.stringify({
                'message': message
            }));
            messageInputDom.value = '';
        };
    </script>
</body>
</html>

创建视图

在 chat/views.py 中创建视图。

from django.shortcuts import render

def room(request, room_name):
    return render(request, 'chat/room.html', {
        'room_name': room_name
    })

配置 URL

在 chat/urls.py 中配置 URL 路由。

from django.urls import path
from . import views

urlpatterns = [
    path('<str:room_name>/', views.room, name='room'),
]

运行开发服务器

启动 Django 开发服务器。

python manage.py runserver

测试 WebSocket 连接

打开浏览器，访问 http://127.0.0.1:8000/chat/room_name/，其中 room_name 是你选择的房间名称。你应该能够看到聊天室页面，并且可以发送和接收消息。

总结

通过本文，你已经学习了如何使用 Django Channels 实现 WebSocket 实时通信。我们介绍了 Django Channels 的基本概念、环境搭建、项目结构、安装 Channels、配置 ASGI、编写消费者、运行开发服务器、测试 WebSocket 连接等内容。掌握了这些知识，将有助于你在实际工作中更好地利用 Django Channels 来构建实时功能，如聊天应用、实时通知等。
Django Channels 项目结构示例