Django中间件，信号，缓存

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，如下图。

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',
]

中间件中可以定义以下几个个方法，分别是：

process_request(self,request)
process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs)
process_template_response(self,request,response)
process_exception(self, request, exception)
process_response(self, request, response)

以上方法的返回值可以是None和HttpResonse对象，如果是None，则继续按照django定义的规则向下执行，如果是HttpResonse对象，则直接将该对象返回给用户。

自定义中间件

与mange.py在同一目录下创建文件夹，创建模块，然后在模块里创建中间件类

class RequestExeute(object):
   def process_request(self,request):
       pass
   def process_view(self, request, callback, callback_args, callback_kwargs):
       i =1
       pass
   def process_exception(self, request, exception):
       pass
   def process_response(self, request, response):
       return response

注册中间件

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',
  '中间件类的路径'
]

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。

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

对于Django内置的信号，仅需注册指定信号，当程序执行相应操作时，自动触发注册函数：

项目下的init.py文件

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
   def callback(sender, **kwargs):
       print("xxoo_callback")
       print(sender,kwargs)
   xxoo.connect(callback)
   # xxoo指上述导入的内容

自定义信号

a. 定义信号

import django.dispatch
pizza_done = django.dispatch.Signal(providing_args=["toppings", "size"])

b. 注册信号

def callback(sender, **kwargs):
   print("callback")
   print(sender,kwargs)
pizza_done.connect(callback)

c. 触发信号

from 路径 import pizza_done
pizza_done.send(sender='seven',toppings=123, size=456)

由于内置信号的触发者已经集成到Django中，所以其会自动调用，而对于自定义信号则需要开发者在任意位置触发。

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中提供了6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）

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',
           }
       }

   # 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",
       }
   }
}

视图中链接并操作

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

2、应用

a. 全站使用

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',
       # 其他中间件...
       'django.middleware.cache.FetchFromCacheMiddleware',
   ]

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

b. 单独视图缓存

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

       @cache_page(60 * 15)
       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)),
       ]

c、局部视图使用

a. 引入TemplateTag
       {% load cache %}
b. 使用缓存
       {% cache 5000 缓存key %}
           缓存内容
       {% endcache %}

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