Django+Nginx+uwsgi网站使用Channels+redis+daphne实现简单的多人在线聊天及消息存储功能

网站部署在华为云服务器上,Debian系统,使用Django+Nginx+uwsgi搭建。最终效果如下图所示。

一、响应逻辑顺序

1. 聊天页面请求

客户端请求/chat/(输入聊天室房间号界面)和/chat/room_name(某个聊天室页面)链接时,由Nginx转到Django由urls.py解析并返回相应页面,在返回的聊天室页面内置了javascript程序,请求建立wss:/ws/chat/room_name的websocket连接。

2. websocket连接请求

客户端向Nginx发送websocket连接请求,根据Ngnix配置文件location /ws {}中设置的反向代理,请求被转到本地的7001端口( http://127.0.0.1:7001),将由运行在该端口上的由daphne托管的asgi服务解析并响应(配置文件为myproject/asgi.py)。

3. asgi.py解析并响应

asgi.py中定义的application定义了websocket的解析规则,具体由/myproject/routing.py中的websocket_urlpatterns进行地址解析,通过Channels由myapp/comsumers.py进行异步信息处理并响应。

二、配置Channels和asgi

1. 安装Channels
sudo pip3 install channels
2. settings.py中添加应用并配置channels和asgi
INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.admin', 
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'channels',
    'myapp',
]

ASGI_APPLICATION = 'myproject.asgi.application'

# Channels_Layers相关配置
CHANNEL_LAYERS = {
    'default': {
        'BACKEND': 'channels_redis.core.RedisChannelLayer',
        'CONFIG': {
            "hosts": [('127.0.0.1', 6379)],
        },
    },
}

# 配置认证后端
AUTHENTICATION_BACKENDS = (
    'django.contrib.auth.backends.ModelBackend',
)

Django Channels利用 Redis 作为通道层来管理客户端和服务器之间的通信。当客户端通过 WebSocket 连接发送消息时,Django Channels 会使用 Redis 将消息分发到所有连接的客户端。Redis 充当消息代理,实时有效地处理消息的路由和传递。

ASGI_APPLICATION指向Django项目下的asgi.py文件中的application。

3.  配置asgi.py文件
import os
import django
os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'myproject.settings')
django.setup()

from django.core.asgi import get_asgi_application
from channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouter
from channels.auth import AuthMiddlewareStack
from myproject import routings

application = ProtocolTypeRouter({
    'http':get_asgi_application(),                          #支持http请求
    'websocket':AuthMiddlewareStack(
            URLRouter(routings.websocket_urlpatterns)  #支持webscoket请求
    ),
})

此处django.setup()和DJANGO_SETTINGS_MODULE设置应放在导入模块前,否则容易出现如下报错: 

django.core.exceptions.AppRegistryNotReady: Apps aren't loaded yet.
Requested setting DEBUG, but settings are not configured. 
You must either define the environment variable DJANGO_SETTINGS_MODULE 
or call settings.configure() before accessing settings...

 WSGI和ASGI 的主要区别是同步VS异步,WSGI是同步的,每个请求必须等待前一个请求完成。而ASGI是异步的,可以同时处理多个请求。 WSGI主要用于HTTP协议,ASGI旨在支持WebSocket、HTTP2等协议。ASGI的主要特点是异步非阻塞,它能够更好地处理并发请求。

上述设置中websocket地址解析由Django项目下的routings.py完成,其功能与urls.py类似。

4. 配置routings.py
from django.urls import path
from myapp import consumers

websocket_urlpatterns = [
    path(r'ws/chat/<str:room_name>/', consumers.ChatConsumer.as_asgi())
]

 myapp为新建的应用,其下的consumers.py文件定义了websocket的响应函数ChatConsumer。

5. 配置myapp/consumers.py
import json
from channels.generic.websocket import AsyncWebsocketConsumer
from asgiref.sync import sync_to_async
from myapp.models import ChatMessage

 
class ChatConsumer(AsyncWebsocketConsumer):
    async def connect(self):
        self.room_name = self.scope["url_route"]["kwargs"].get("room_name") #获取传输的房间号
        if self.room_name:
            self.room_group_name = f"chat_{self.room_name}"

            # Join room group
            await self.channel_layer.group_add(self.room_group_name, self.channel_name)
            await self.accept()
        else:
            await self.close()
 
    async def disconnect(self, close_code):
        # Leave room group
        await self.channel_layer.group_discard(self.room_group_name, self.channel_name)
 
    # Receive message from WebSocket
    async def receive(self, text_data):
        text_data_json = json.loads(text_data)
        message = text_data_json["message"]
        username = text_data_json["username"]

        #保存消息
        await self.save_message(username, self.room_name, message)
        # 向群组内的所有客户端发送消息,type为“chat_message"
        await self.channel_layer.group_send(
            self.room_group_name, {"type": "chat_message", "message": message,'username':username}
        )
 
    # Receive message from room group
    async def chat_message(self, event):
        message = event["message"]
        username = event['username']
        # Send message to WebSocket
        await self.send(text_data=json.dumps({"message": message,'username':username}))
    
    # 信息写入数据库
    @sync_to_async()
    def save_message(self, username, room, message):
        if len(message) !=0 :
            newmsg = ChatMessage.objects.create(username=username, room=room, content=message)
            newmsg.save()

文件中定义了websocket的连接,消息的接收、发送和存储,每条消息在发送给群组内的所有客户端前先存储到数据库。

三、消息存储

1. 配置myapp/models.py,用于消息存储
from django.db import models

class ChatMessage(models.Model):
    username = models.CharField(max_length=100,verbose_name='用户名')
    room = models.CharField(max_length=100)
    content = models.TextField(verbose_name='内容')
    create_time = models.DateTimeField(auto_now_add=True,verbose_name='写入时间')
    
    def __str__(self):
        return f"房间号:{self.room}--用户:{self.username}({self.content})"
2. 配置myapp/admin.py,便于在Django后台处理存储的消息
from django.contrib import admin

# Register your models here.
from .models import ChatMessage
admin.site.register(ChatMessage)

 效果如下:

 四、安装redis并启动

1. 安装redis
sudo apt-get install redis-server

安装后redis-server会自动启动,可以使用sudo systemctl start/stop/restart/status redis.service来启动/停止/重启/查看服务器。

$sudo systemctl status redis.service 

● redis-server.service - Advanced key-value store
     Loaded: loaded (/lib/systemd/system/redis-server.service; enabled; vendor preset: enabled)
     Active: active (running) since Tue 2024-11-19 23:38:28 CST; 20h ago
       Docs: http://redis.io/documentation,
             man:redis-server(1)
   Main PID: 123767 (redis-server)
     Status: "Ready to accept connections"
      Tasks: 5 (limit: 2321)
     Memory: 7.2M
        CPU: 1min 36.022s
     CGroup: /system.slice/redis-server.service
             └─123767 /usr/bin/redis-server 127.0.0.1:6379

五、安装daphne,并启动asgi服务

1. 安装daphne

 Daphne 是 Django Channels 项目的一部分,专门用于为 Django 提供支持 WebSocket和 ASGI 协议的异步服务器。

sudo pip3 install daphne

启动asgi服务的命令如下,监听端口为7001。

daphne -p 7001 myproject.asgi:application

asgi服务的配置文件即为前面已经完成的asgi.py。

为了管理方便,将其做成系统服务开机启动。

2. 设置daphne.service服务

新建/etc/systemd/system/daphne.service文件

sudo nano /etc/systemd/system/daphne.service

内容如下: 

[Unit]
Description=Daphne Server
After=network.target

[Service]
Type=exec
WorkingDirectory=/home/yislwll/Django/myproject
ExecStart=/usr/bin/daphne -p 7001 myproject.asgi:application
Restart=always
User=yislwll
Group=Yisl
Environment=PYTHONPATH=/home/yislwll/Django/myproject

[Install]
WantedBy=multi-user.target

然后启动daphne服务:

sudo systemctl enable daphne.service
sudo systemctl start daphne.service

需要特别注意的是,修改consumers.py文件后一定要重启daphne服务,否则对websocket通讯内容的更改无法更新。

sudo systemctl restart daphne.service

 六、配置Nginx

根据响应逻辑,Ngnix应该对websocket的连接“wss://域名/ws/chat/room_name”做出响应,请求将被代理到本地的7001端口,由运行在该端口上由daphne托管的asgi服务解析并响应。

1. 配置/etc/nginx/nginx.conf

网站为https://连接,所以webscoket连接为wss://

	server {
		listen       443  ssl;
		server_name  xxxx.com;
 
		charset      utf-8;

    ssl_certificate /path/to/fullchain.pem;  # SSL证书的路径
    ssl_certificate_key /path/to/privkey.pem;  # 私钥的路径
 
    # SSL 配置
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_cache shared:MozSSL:10m;  # about 4000 sessions
    ssl_session_tickets off;
 
    # 指定加密套件
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers 'xxxxxxxxx';
    ssl_prefer_server_ciphers on;

                location / {#由django响应
                uwsgi_pass 127.0.0.1:8080;
                include uwsgi_params;
                include /etc/nginx/uwsgi_params;
                uwsgi_param UWSGI_SCRIPT iCourse.wsgi;
                uwsgi_param UWSGI_CHDIR /iCourse;
                index index.html index.htm;
                client_max_body_size 35m;
                index index.html index.htm;
                }

				location /ws {#wss协议由asgi服务响应
				proxy_http_version 1.1;
				proxy_set_header Host  $host;
				proxy_set_header X-Real-Ip $remote_addr;
				proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
				proxy_set_header X-Nginx-Proxy true;
				proxy_redirect off;
				client_max_body_size 10m;
				proxy_pass http://127.0.0.1:7001;
				proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
				proxy_set_header Connection "upgrade";
				proxy_connect_timeout 300s;
				proxy_read_timeout 300s;
				proxy_send_timeout 300s; 
				}
		}
2. 重启Nginx服务
sudo systemctl restart nginx.service

七、客户端界面

1. 配置urls.py,响应客户端界面请求 
from myapp import views as channelsview

urlpatterns = [
    ......
    path('chat/',channelsview.chat, name='webchat'),
    path('chat/<str:room_name>/', channelsview.chatroom, name='chatroom'),
    ......
]

客户端页面请求将由myapp/views.py来处理。

2. 配置views.py
from django.shortcuts import render
from django.contrib.auth.decorators import login_required
from .models import ChatMessage

# Create your views here.
@login_required(login_url='/login/')
def chat(request):
    return render(request,"channels/chattingindex.html")

@login_required(login_url='/login/')
def chatroom(request,room_name):
    username = request.session.get('username','游客')
    msgs = ChatMessage.objects.filter(room=room_name).order_by('-create_time')[0:20]
    return render(request,"channels/chattingroom.html",{'room_name':room_name,'username':username, 'msgs':msgs})

在chatroom函数中,对当前聊天室历史消息的最近20条进行了查询,并由页面展示出来。数据库查询的时候使用'-create_time'倒序选取前20条,在模板文件chattingroom.html中还要使用{% for m in msgs reversed %}来正序展示。

3. 聊天页面设计及通讯

chattingroom.html文件内容大致如下:

{% extends "newdesign/newbase.html" %}

    {% load django_bootstrap5 %}
        {% block mytitle %}
        <title>{{room_name}}号聊天室</title>
            <style>
                .chat-window {
                    max-width: 900px;
                    height: 500px;
                    overflow-y: scroll; /* 添加垂直滚动条 */
                    margin: auto;
                    background-color: #f1f1f1;
                    border: 2px solid #09e3f7;
                    border-radius: 5px;
                    padding: 10px;
                }
                
                .chat-message {
                    clear: both;
                    overflow: hidden;
                    margin-bottom: 10px;
                    text-align: left;
                }
                
                .chat-message .message-content {
                    border-radius: 5px;
                    padding: 8px;
                    max-width: 500px;
                    float: left;
                    clear: both;
                }
                
                .chat-message.right .message-content {
                    background-color: #428bca;
                    color: white;
                    float: right;
                    width:420px;
                }
                .chat-message.right .user-content {
                    background-color: #f7e91d;
                    border-radius:4px;
                    color: black;
                    float: right;
                    width: auto;
                    text-align: right;
                    padding-left:10px;
                    padding-right:10px;
                }
                
                .chat-message.left .message-content {
                    background-color: #2ef3be;
                    border-color: #ddd;
                    float:left;
                    width:420px;
                }
                .chat-message.left .user-content {
                    background-color: #f7e91d;
                    border-radius:4px;
                    border-color: #ddd;
                    float: left;
                    width: auto;
                    text-align: left;
                    padding-left:8px;
                    padding-right:8px;
                }

            </style>
        {% endblock %}
    {% block maincontent %} 
    <div class="container">
    <div id="chat-record" class="chat-window">
    {% for m in msgs reversed %}
        {% if m.username == request.user.username %}
        <div class="chat-message right"><div class="user-content">{{m.username}}</div><div class="message-content"><span>{{m.content}}</span></div></div>
        <br>
        {% else %}
        <div class="chat-message left"><div class="user-content">{{m.username}}</div><div class="message-content"><span>{{m.content}}</span></div></div>
        <br>
        {% endif %}
    {% endfor %}
    </div>
    </div>
    <br>
    <div class="mx-auto px-auto" style="text-align: center;">
    <input id="chat-message-input" type="text" style="width:900px;" size="150">
    <br>
    <br>
    <input id="chat-message-submit" type="button" value="发送消息">
    </div>
    {{ room_name|json_script:"room-name" }}
    {{ username|json_script:"username" }}

    <script>
        window.onload = function() {
        var scrollableDiv = document.getElementById('chat-record');
        // 设置scrollTop使得滚动条向下翻
        scrollableDiv.scrollTop = scrollableDiv.scrollHeight;
        };
        const roomName = JSON.parse(document.getElementById('room-name').textContent);
        const username = JSON.parse(document.getElementById('username').textContent);
 
        const chatSocket = new WebSocket(
            'wss://scybbd.com/ws/chat/' + roomName + '/'
            );
 
        chatSocket.onmessage = function(e) {
            const data = JSON.parse(e.data);
            //data为收到的后端发出来的数据
            console.log(data);
            if (data['message']) {
                if(data['username'] == username){
                    document.querySelector('#chat-record').innerHTML += ('<div class="chat-message right"><div class="user-content">' + data['username'] + '</div><div class="message-content"><span>' +data['message'] + '</span></div></div><br>');
                }else{
                    document.querySelector('#chat-record').innerHTML += ('<div class="chat-message left"><div class="user-content">' + data['username'] + '</div><div class="message-content"><span>' + data['message'] + '</span></div></div><br>');
                }
            } else {
            alert('消息为空!')
            }
            var scrollableDiv = document.getElementById('chat-record');
            // 设置scrollTop使得滚动条向下翻
            scrollableDiv.scrollTop = scrollableDiv.scrollHeight;
        };

 
        chatSocket.onclose = function(e) {
            console.error('聊天端口非正常关闭!');
        };
 
        document.querySelector('#chat-message-input').focus();
        document.querySelector('#chat-message-input').onkeyup = function(e) {
            if (e.keyCode === 13) {  // enter, return
                document.querySelector('#chat-message-submit').click();
            }
        };
 
        document.querySelector('#chat-message-submit').onclick = function(e) {
            const messageInputDom = document.querySelector('#chat-message-input');
            const message = messageInputDom.value;
            chatSocket.send(JSON.stringify({
                'message': message,
                'username':username
            }));
            messageInputDom.value = '';
        };
    </script>
{% endblock %}

聊天界面比较简陋,客户端与服务器的wss://连接和通讯由页面中javacript脚本完成。

至此,一个简单的多人在线聊天的页面基本完成。

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Rust 力扣 - 198. 打家劫舍

文章目录 题目描述题解思路题解代码题目链接 题目描述 题解思路 假设f(i)表示在[1, i]号内的房屋内进行偷盗能够获得的最高金额 存在递推公式 f(i) max(f(i - 1), f(i - 2) nums[i]) 即f(i)为选择i - 1号房屋的最大金额 和 选择i - 2号房屋的最大金额 的最大值 题解代码 …

Redis持久化、主从及哨兵架构详解

Redis持久化 RDB快照&#xff08;snapshot&#xff09; 在默认情况下&#xff0c;Redis将内存数据库快照保存在名字为dump.rdb的二进制文件中。 你可以对Redis进行设置&#xff0c;让它在“N秒内数据集至少有M个改动”这一条件被满足时&#xff0c;自动保存一次数据集。 比…

解决启动Tomcat时出现的乱码问题

日志乱码 日志乱码就是启动Tomcat时红色的字体出现乱码&#xff08;下图没有乱码&#xff09;。 解决方案 &#xff1a; 找到Tomcat的安装目录&#xff0c;点进conf目录 点进logging.properties文件 找到java.util.logging.ConsoleHandler.encoding字段&#xff0c;修改成GBK…

网络爬虫——常见问题与调试技巧

在开发网络爬虫的过程中&#xff0c;开发者常常会遇到各种问题&#xff0c;例如网页加载失败、数据提取错误、反爬机制限制等。以下内容将结合实际经验和技术方案&#xff0c;详细介绍解决常见错误的方法&#xff0c;以及如何高效调试和优化爬虫代码。 1. 爬虫过程中常见的错误…

初识Linux(3):Linux基础环境工具(上)

目录 1. yum 1.1 软件的生态 1.2 yum使用 2. vim 4. vim三种模式的更详细命令 5. gcc 6. 重要概念&#xff1a;函数库 7. 动态库与静态库 8. 自动化构建工具&#xff1a;make/Makefile .PHONY 9. make 与 是否执行 %通识符 生成两个可执行程序 10.练习 &#xff…

负载均衡在线OJ项目

OnlineJudge 前言所用技术开发环境 1. 需求分析2. 项目宏观结构3. compile_server服务设计3.1 compiler服务设计3.2 runner服务设计3.3 compile_run3.4 compile_server.cpp 4. oj_server服务设计4.1 model设计4.2 view设计4.3 control设计4.3.1 获取题目列表功能4.3.2 获取单个…

Kafka 分区分配及再平衡策略深度解析与消费者事务和数据积压的简单介绍

Kafka&#xff1a;分布式消息系统的核心原理与安装部署-CSDN博客 自定义 Kafka 脚本 kf-use.sh 的解析与功能与应用示例-CSDN博客 Kafka 生产者全面解析&#xff1a;从基础原理到高级实践-CSDN博客 Kafka 生产者优化与数据处理经验-CSDN博客 Kafka 工作流程解析&#xff1a…

使用argo workflow 实现springboot 项目的CI、CD

文章目录 基础镜像制作基础镜像设置镜像源并安装工具git下载和安装 Maven设置环境变量设置工作目录默认命令最终dockerfile 制作ci argo workflow 模版volumeClaimTemplatestemplatesvolumes完整workflow文件 制作cd argo workflow 模版Workflow 结构Templates 定义创建 Kubern…

进程间通信--详解

目录 前言一、进程间通信介绍1、进程间通信目的2、进程间通信发展3、进程间通信的分类4、进程间通信的必要性5、进程间通信的技术背景6、进程间通信的本质理解 二、管道1、什么是管道2、匿名管道pipe&#xff08;1&#xff09;匿名管道的原理&#xff08;2&#xff09;pipe函数…

【虚拟机】VMWare的CentOS虚拟机断电或强制关机出现问题

VMware 虚拟机因为笔记本突然断电故障了&#xff0c;开机提示“Entering emergency mode. Exit the shell to continue.”&#xff0c;如下图所示&#xff1a; 解决方法&#xff1a;输入命令&#xff1a; xfs_repair -v -L /dev/dm-0 注&#xff1a;报 no such file or direct…

FinalShell进行前端项目部署及nginx配置

首先需要准备服务器(阿里云、腾讯云都可)与域名&#xff1b; 示例为阿里云服务器&#xff1b; 1.进行FinalShell下载 下载官网 https://www.hostbuf.com/ 2.下载完毕后 配置FinalShell ssh ​ 名称自定义即可&#xff01; 2-1 提示连接成功 ​ 3.首先检查nginx是否下载 …

[RabbitMQ] 重试机制+TTL+死信队列

&#x1f338;个人主页:https://blog.csdn.net/2301_80050796?spm1000.2115.3001.5343 &#x1f3f5;️热门专栏: &#x1f9ca; Java基本语法(97平均质量分)https://blog.csdn.net/2301_80050796/category_12615970.html?spm1001.2014.3001.5482 &#x1f355; Collection与…