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今

日

雞

湯

云想衣裳花想容，春風(fēng)拂檻露華濃。

在線聊天室在如今的互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)很常見的產(chǎn)品，在各類電商的網(wǎng)頁客服中，我們都可以接觸到在線聊天。還有一個(gè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，你一打開他的網(wǎng)頁，立馬就彈出一個(gè)在線聊天框，防不勝防。

今天州的先生給大家?guī)Я艘粋€(gè)后端 Python + 前端 Vue 的小項(xiàng)目教程。

這個(gè)教程分為上中下三篇，其中：

上篇使用 Django 傳統(tǒng)的 MTV 模式進(jìn)行開發(fā)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)在線聊天室的功能。
中篇在上篇基礎(chǔ)上加入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)聊天記錄的保存。
下篇?jiǎng)t采用后端 Django + 前端 Vue 對(duì)傳統(tǒng)的 Web 模開發(fā)式進(jìn)行改造。

非常適合學(xué)了 Django 之后寫項(xiàng)目無從下手的朋友們。

本篇為上篇，我們將使用 Django 的傳統(tǒng)開發(fā)模式，借助視圖和模板完成一個(gè)在線聊天室應(yīng)用的開發(fā)。

最終效果如下所示：

直接開干吧！

創(chuàng)建虛擬環(huán)境

為了不與計(jì)算機(jī)上現(xiàn)有的 Python 模塊沖突，我們新起一個(gè) Python 虛擬環(huán)境：

python -m venv django3_env

進(jìn)入虛擬環(huán)境，然后激活它。

安裝依賴庫

后端我們使用的是 Django3 框架（在本文編寫時(shí)，Django 的最新版本為 3.2，所以我們不需要指定它的版本）：

pip install django

還有一個(gè)重要的依賴庫——Channels。

Channels 封裝了 Django 的原生異步視圖支持，讓 Django 項(xiàng)目不僅可以處理 HTTP，還可以處理需要長時(shí)間連接的協(xié)議，比如：WebSockets、MQTT、聊天機(jī)器人、業(yè)余無線電等等。

簡而言之，就是為 Django 提供了異步和非 HTTP 處理的能力。

pip install channels

因?yàn)?Channels 中的一個(gè)功能需要使用到 Redis 作為數(shù)據(jù)通道和緩存，所以我們得安裝 Redis 以及其 Python 相關(guān)的包。

而 Redis 在 Windows 上沒有官方的支持，所以在這里，州的先生使用一個(gè) Redis 的替代品 Memurai 來當(dāng) Redis 使用：

安裝完成后即會(huì)作為 Windows 的服務(wù)在后臺(tái)啟動(dòng)。

然后安裝 Channels 的 Redis 配套庫：

pip install channels_redis

創(chuàng)建項(xiàng)目

安裝好所有的依賴項(xiàng)之后，我們開始創(chuàng)建 Django 項(xiàng)目：

django-admin startproject chat_backend

然后進(jìn)入 chat_backend 目錄，創(chuàng)建一個(gè)應(yīng)用：

python manage.py startapp chat

配置項(xiàng)目

接著我們進(jìn)行必要的配置，下述操作在 settings.py 文件中進(jìn)行。

添加 channels、chat 應(yīng)用到 Django 項(xiàng)目的應(yīng)用列表：

INSTALLED_APPS = [
    'django.contrib.admin',
    'django.contrib.auth',
    'django.contrib.contenttypes',
    'django.contrib.sessions',
    'django.contrib.messages',
    'django.contrib.staticfiles',
    'channels',
    'chat',
]

在項(xiàng)目根目錄下新建名為templates的文件夾，然后定義 HTML 模板路徑：

TEMPLATES = [    {        'BACKEND': 'django.template.backends.django.DjangoTemplates',        'DIRS': [            BASE_DIR / 'templates'        ],        'APP_DIRS': True,        'OPTIONS': {            'context_processors': [                'django.template.context_processors.debug',                'django.template.context_processors.request',                'django.contrib.auth.context_processors.auth',                'django.contrib.messages.context_processors.messages',            ],        },    },]

然后指定 asgi 應(yīng)用：

ASGI_APPLICATION = "chat_backend.asgi.application"

最后，指定 Channels 使用的數(shù)據(jù)通道后端，在這里我們使用的是 Redis：

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

其中主機(jī)地址和端口號(hào)填寫 Redis 啟動(dòng)后顯示的默認(rèn)值。

創(chuàng)建視圖

在這個(gè)「在線聊天室」里面，一共有兩個(gè)頁面。一個(gè)是首頁，用于輸入房間號(hào)和用戶名；另一個(gè)則是聊天房間的頁面，用于進(jìn)行聊天。

我們?cè)?chat 應(yīng)用的 views.py 下新建兩個(gè)視圖函數(shù)：

# 首頁def index(request):    return render(request,'index.html',locals())# 聊天室def room(request,room_name):    room_name = room_name    username = request.GET.get('username', '游客')    return render(request,'room.html',locals())

其中，視圖函數(shù)index()返回 index.html，視圖函數(shù)room()返回 room.html，這兩個(gè) HTML 文件需要我們?cè)?code style="box-sizing: border-box;font-family: Consolas, "PingFang SC", Tahoma, "YaHei Consolas Hybrid";font-size: 14px;padding: 3px;margin-right: 4px;margin-left: 5px;background: rgb(246, 246, 246);border-radius: 3px;border-width: initial;border-style: none;border-color: initial;color: rgb(233, 30, 99) !important;">templates文件夾中進(jìn)行創(chuàng)建。

定義路由

視圖函數(shù)創(chuàng)建好之后，我們?yōu)槠浣壎酚桑?chat 應(yīng)用下新建一個(gè)名為urls.py的文件，在其中寫入如下內(nèi)容：

from django.urls import pathfrom chat.views import *# HTTP URLurlpatterns = [    path('',index,name="index"),    path('<str:room_name>/',room,name="room")]

然后在 chat_backend 文件夾下的 urls.py 文件內(nèi)引入 chat 應(yīng)用的 url 配置：

urlpatterns = [    path('admin/', admin.site.urls),    path('', include('chat.urls')),]

至此，「在線聊天室」這個(gè)項(xiàng)目的 HTTP 部分已經(jīng)完成了開發(fā)。

訪問首頁，會(huì)顯示如下圖所示的頁面：

我們可以輸入房間號(hào)和用戶名進(jìn)入房間，進(jìn)入房間后的頁面如下圖所示：

但是現(xiàn)在我們還不能進(jìn)行在線聊天，因?yàn)樵诰€聊天最核心的部分——WebSocket后端，我們還沒有編寫。

編寫 WebSocket 后端

WebSocket 是一個(gè)長連接的雙向通信協(xié)議。通過 WebSocket 我們可以在客戶端和服務(wù)器端之間建立實(shí)時(shí)的通信，而不是像 HTTP 那樣，只有客戶端發(fā)起，服務(wù)器端才會(huì)響應(yīng)。

在這里，我們借助 Channels 在 Django 中實(shí)現(xiàn) WebSocket。

首先，在 chat 應(yīng)用下新建一個(gè)名為consumers.py的文件（意為消費(fèi)者，是 Channels 中的一個(gè)重要概念），在其中，我們引入 WebSocket 類：

from channels.generic.websocket import AsyncWebsocketConsumer

然后繼承這個(gè)類，新建一個(gè)名為ChatConsumer的類，并在其中重寫 WebSocket 的連接、關(guān)閉連接、消息接收等方法，代碼如下所示：

class ChatConsumer(AsyncWebsocketConsumer):    # 連接    async def connect(self):        self.room_name = self.scope['url_route']['kwargs']['room_name']        self.room_group_name = 'chat_%s' % self.room_name        # 加入聊天室        await self.channel_layer.group_add(            self.room_group_name,            self.channel_name        )        await self.accept()    # 關(guān)閉連接    async def disconnect(self, close_code):        await self.channel_layer.group_discard(            self.room_group_name,            self.channel_name        )    #    async def receive(self, text_data=None, bytes_data=None):        data = json.loads(text_data)        message = data['message']        username = data['username']        # Send message to room group        await self.channel_layer.group_send(            self.room_group_name,            {                'type': 'chat_message',                'message': message,                'username': username            }        )    # 接收消息    async def chat_message(self, event):        message = event['message']        username = event['username']        # 發(fā)送消息到 Websocket        await self.send(text_data=json.dumps({            'message': message,            'username': username        }))

最后，我們?cè)?asgi 中重新聲明路由。打開 chat_backend 目錄下的 asgi.py 文件，將內(nèi)容修改為如下所示：

import osfrom django.core.asgi import get_asgi_applicationfrom django.urls import pathfrom channels.auth import AuthMiddlewareStackfrom channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouterfrom chat.consumers import ChatConsumeros.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'chat_backend.settings')application = ProtocolTypeRouter({  "http": get_asgi_application(),  "websocket": AuthMiddlewareStack(    URLRouter([        path("ws/<str:room_name>/",ChatConsumer.as_asgi()),      ])  )})

如上代碼所示，HTTP 通過 get_asgi_application 以傳統(tǒng)的 HTTP 路由進(jìn)行處理，而 WebSocket 則通過 Channels 的 URLRouter 進(jìn)行處理。這樣我們的項(xiàng)目啟動(dòng)之后就可以同時(shí)支持 HTTP 訪問和 WebSocket 訪問。

前端連接 WebSocket

后端提供了 WebSocket 服務(wù)，前端需要進(jìn)行連接和處理才行。

來看看前端的處理過程。

首先，通過 new 一個(gè) WebSocket對(duì)象，來創(chuàng)建 WebSocket連接：

        // 建立一個(gè) websocket 連接        const chatSocket = new WebSocket(          'ws://' + window.location.host + '/ws/' + roomName + '/'        );

然后編寫 WebSocket 各類事件的回調(diào)函數(shù)：

        // websocket連接關(guān)閉后的回調(diào)函數(shù)        chatSocket.onclose = function(e) {          console.error('The socket closed unexpectedly');        };        // websocket連接從服務(wù)器收到消息的回調(diào)函數(shù)        chatSocket.onmessage = function(e) {          const data = JSON.parse(e.data);          if (data.message) {            if(data.username == userName){                document.querySelector('#chat-record').innerHTML += ('<div class="right_msg">' + data.username + '<div class="right-record"><span>' + data.message + '</span></div></div><br>');            }else{                document.querySelector('#chat-record').innerHTML += ('<div class="left_msg">' + data.username + '<div class="left-record"><span>' + data.message + '</span></div></div><br>');            }          } else {            alert('消息為空！')          }        };

這樣前端就完成了對(duì)后端 WebSocket 的連接和消息接收。

最后

運(yùn)行項(xiàng)目，我們就可以在網(wǎng)頁上進(jìn)行實(shí)時(shí)在線聊天了。

當(dāng)然，現(xiàn)在這個(gè)項(xiàng)目還有很多問題，比如：

聊天記錄不會(huì)保存，刷新頁面之后聊天記錄就會(huì)消失。
沒有用戶認(rèn)證和鑒權(quán)，誰都能輸入房間號(hào)和用戶名進(jìn)入聊天室。

接下來，讓我們繼續(xù)完善這個(gè)「在線聊天室」，敬請(qǐng)期待！

小伙伴們，快快用實(shí)踐一下吧！如果在學(xué)習(xí)過程中，有遇到任何問題，歡迎加我好友，我拉你進(jìn)Python學(xué)習(xí)交流群共同探討學(xué)習(xí)。

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