django開發-d'jango和tornado的不同

python中常用的幾個web框架有django, tornado, flask等，今天來總結一下django和tornado的不同。工作中django和tornado都用過，使用django相對更多一些。個人感覺django雖然好用，有搭建項目快、自帶ORM、自動生成路由、自帶管理後臺等優勢；但若實際工作中選擇，我還是會偏向於使用tornado框架，因爲torndo使用更加靈活，並且支持websocket,tcp等通信協議,最重要的是tornado是異步非阻塞的web框架；而在django中要實現websocket、異步非阻塞等功能則需要引入dwebsocket、celery等第三方模塊。

本文使用的環境是python3.6, django2.0, tornado5.1。

下面主要從以下幾個方面介紹一下這兩個框架的不同：
1.創建項目的方式
2.數據庫連接
3.異步非阻塞請求
4.websocket的使用

1.項目創建方式
1）django
django主要是通過下面兩個命令創建項目:

django-admin startproject Test  # 創建項目，名稱爲Test
django-admin startpapp Test01   # 創建app，名稱爲Test01

執行完成後，會生成如下的目錄結構:

D:.
│  manage.py
│  test.txt
│  
├─.idea
│  │  misc.xml
│  │  modules.xml
│  │  Test.iml
│  │  workspace.xml
│  │  
│  └─inspectionProfiles
│          profiles_settings.xml
│          
├─Test
│      settings.py
│      urls.py
│      wsgi.py
│      __init__.py
│      
└─Test01
    │  admin.py
    │  apps.py
    │  models.py
    │  tests.py
    │  views.py
    │  __init__.py
    │  
    └─migrations
            __init__.py

主要是manage.py,Test,Test01這幾個文件和文件夾，
manage.py是管理項目的文件，通過它運行django的一些內置命令，如模型遷移、啓動項目等；
Test/settings.py是配置文件，項目配置存放在這裏
Test/urls.py是路由文件，負責分發http請求
Test01/models.py是模型文件，Test01下創建的模型就放在這裏，模型負責將表結構映射到數據庫中
Test01/views.py是視圖文件，django中的視圖在這裏定義
Test01/migrations目錄中存放遷移後生成的遷移文件。
django項目的基本結構就是這樣。

2）tornado
tornado項目的創建比較靈活，沒有什麼項目名稱和app的概念，全靠自己組織項目，就是創建一個個python文件和python package。可以像下面一樣來組織tornado項目：

├── App
│   ├── __init__.py
│   ├── Shop
│   │   ├── __init__.py
│   │   └── views.py
│   └── User
│       ├── __init__.py
│       └── views.py
├── application.py
├── Config
│   ├── config_base.py
│   ├── config_db.conf
│   ├── config_db_get.py
│   ├── config_engine.py
│   ├── __init__.py
├── Models
│   ├── __init__.py
│   ├── Shop
│   │   └── __init__.py
│   └── User
│       ├── BaseClass.py
│       ├── __init__.py
│       └── UserModel.py
├── server.py
├── static
│   └── __init__.py
├── templates
│   └── __init__.py
├── test.py
└── Urls
    ├── __init__.py
    ├── Shop.py
    └── User.py

這裏有幾個主要文件App, Config, Models, Urls, static, templates, application.py, server.py。
項目的app可以集中放在App目錄中，與數據庫對應的模型文件可以放在Models中，http路由可以放在Urls中，項目配置信息可以放在Config目錄中，靜態文件和模板分別放在static和templates中。application.py文件可以加載路由信息和項目配置信息，server.py文件負責啓動項目。
項目的基本配置信息可以放在Config/config_base.py中，如下：

# coding=utf-8


import os


BASE_DIR = os.path.dirname(__file__)

# 參數
options = {
    "port": 8001,
}


# 基本配置信息
settings = {
    "debug": True,
    "static_path": os.path.join(BASE_DIR, "static"),
    "template_path": os.path.join(BASE_DIR, "templates")
}

路由信息可以放在Urls/User.py中，如下：

# coding=utf-8


from App.UserInfo import views


user_urls = [
    (r'/user/', views.IndexHandler),
]

application.py中加載路由信息和配置信息：

# coding=utf-8


from tornado import ioloop, httpserver

from application import Application
from Config import config_base


if __name__ == '__main__':
    app = Application()
    http_server = httpserver.HTTPServer(app)
    http_server.listen(config_base.options.get("port"))

    ioloop.IOLoop.current().start()

2.數據庫連接
1）django
django中使用數據庫時，首先要在settings.py中配置數據庫信息：

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',   # 數據庫引擎
        'NAME': 'django_test',                  # 你要存儲數據的庫名，事先要創建之
        'USER': 'root',                         # 數據庫用戶名
        'PASSWORD': 'test',                     # 密碼
        'HOST': 'localhost',                    # 主機
        'PORT': '3306',                         # 數據庫使用的端口
    }
}

然後在每個app下編寫完models.py後，執行以下兩個命令後，就可以使用數據庫了：

python manage.py makemigrations
python manage.py migrate

可以調用模型管理器對象objects的相應方法，執行增刪改查等操作。

2）tornado
這裏說一下在tornado中使用sqlalchemy連接數據庫，需要安裝sqlalchemy和pymysql。
2.2.1）首先在Config/config_db.conf中配置數據庫信息：

[db_user]
name = db_tornado03
port = 3306
user = root
host = 127.0.0.1
pass = test
pool_size = 3

2.2.2）然後在Config/config_engine.py中配置engine:

# coding=utf-8


from sqlalchemy import create_engine

from Config.config_db_get import ConfigDBUser


# 數據庫配置信息 可以配置多個engine, 每個數據庫對應一個engine
db_user = ConfigDBUser("db_user")
engine_user = create_engine(
    "mysql+pymysql://%s:%s@%s:%d/%s" % (
        db_user.get_db_user(),
        db_user.get_db_pass(),
        db_user.get_db_host(),
        db_user.get_db_port(),
        db_user.get_db_database()
    ),
    encoding='utf-8',
    echo=True,
    pool_size=20,
    pool_recycle=100,
    connect_args={"charset": 'utf8mb4'}
)

create_engine用來初始化數據庫連接。

2.2.3）在Models/UserInfo/BaseClass.py中配置連接數據庫的session信息：

# coding=utf-8


from sqlalchemy.orm import scoped_session, sessionmaker

from Config.config_engine import engine_user


class BaseClass:
    def __init__(self):
        # 創建session對象，並且用scoped_session維護session對象
        # 數據庫的增刪改查通過session對象來完成
        self.engine_user = scoped_session(
            sessionmaker(
                bind=engine_user,
                autocommit=False,
                autoflush=True,
                expire_on_commit=False
            )
        )

2.2.4）在Models/UserInfo/UserModel.py中配置模型信息，用於映射到數據庫中對應的表：

# coding=utf-8


from sqlalchemy import Table, MetaData
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base


from Config.config_engine import engine_user


BaseModel = declarative_base()


def user_model(table_name):
    class UserModel(BaseModel):
        __tablename__ = table_name
        metadata = MetaData(engine_user)

        Table(__tablename__, metadata, autoload=True)
    return UserModel

配置模型信息前，需要在數據庫中把表創建好，這是就需要寫sql語句創建表了。對於熟練sql的同學，寫sql語句應該不算什麼；對應不熟悉sql的同學，可能更習慣於django中那種創建表的方式。

2.2.5）以上都配置好以後，就可以在視圖中使用了
App/UserInfo/views.py:

# coding=utf-8


from tornado import web
from Models.UserInfo.BaseClass import BaseClass
from Models.UserInfo.UserModel import user_model


class UserInfoHandler(web.RequestHandler, BaseClass):
    def get(self):
        """
        獲取用戶信息
        :return:
        """
        # user_model中的參數對應數據庫中的表名
        user_info = user_model("user_info")
        # 獲取參數
        user_id = self.get_query_argument("id")

        # self.engine_user其實就是一個session對象；query()方法會返回一個query.Query對象，通過這個對象查詢數據庫
        user_info_obj = self.engine_user.query(user_info).filter(user_info.id==user_id).first()
        self.write(user_info_obj.name)
        self.finish()

2.2.6）最後配置好url:

Urls/UserInfo.py：
# coding=utf-8


from App.UserInfo import views


user_urls = [
    (r'/userinfo', views.UserInfoHandler),
]

application.py:
# coding=utf-8


from tornado import web

from Config.config_base import settings
from Urls.UserInfo import user_urls
from Urls.Shop import shop_urls


"""
路由配置
"""


class Application(web.Application):

    def __init__(self):
        urls = user_urls + shop_urls
        super(Application, self).__init__(urls, **settings)

啓動服務後，就可以訪問了。

3.異步非阻塞請求
1）django
django中可以通過celery來實現異步任務，也可以使用asyncio和aiohttp實現異步。下面講一下celery的使用:
3.1.1）首先需要安裝 celery和 django-celery，使用pip安裝就行了；
3.1.2）然後在zsettings.py中進行如下配置：

在INSTALLED_APPS中加入djcelery。
import djcelery
# Celery便會去查看INSTALLD_APPS下包含的所有app目錄中的tasks.py文件，找到標記爲task的方法，將它們註冊爲celery task
djcelery.setup_loader()
BROKER_URL = 'redis://127.0.0.1:6379/2'
CELERY_RESULT_BACKEND = 'redis://127.0.0.1:6379/3'  
# 或者使用rabbitmq: 
BROKER_URL = 'amqp://test:[email protected]:5672/testhost'
CELERY_RESULT_BACKEND = 'amqp://test:[email protected]:5672/testhost'

3.1.3）在需要使用異步的app中創建tasks.py文件，然後編輯該文件：

# coding=utf-8
import time
from celery import task
@task
def test(data):
    """
    預處理
    :param data:
    :return:
    """
    time.sleep(3)
    return data

耗時的任務就可以放在使用@task修飾的函數中
3.1.4）在views.py中調用tasks.py中的函數

from rest_framework.response import Response
from .tasks import test


class CeleryTrainView(APIView):
    def get(self, request):
        try:
            for i in range(0, 5):
                ret = test.delay(str(i))
                print("ret:", ret)
        except Exception as e:
            return Response(dict(msg=str(e), code=10001))
        return Response(dict(msg="OK", code=10000))

上面的結果ret是一個AsyncResult對象，可以通過這個對象拿到保存在CELERY_RESULT_BACKEND中的結果。如果想立即得到結果，可以直接調用get()方法，但是這樣就會阻塞其他請求，直到結果返回：

from rest_framework.response import Response
from .tasks import test


class CeleryTrainView(APIView):
    def get(self, request):
        try:
            for i in range(0, 5):
                ret = test.delay(str(i))
                print("ret:", ret.get())
        except Exception as e:
            return Response(dict(msg=str(e), code=10001))
        return Response(dict(msg="OK", code=10000))

3.1.5）啓動celery

#先啓動服務器
python manage.py runserver
#再啓動worker 
python manage.py celery worker

2）tornado
tornado中實現異步有回調和協程這兩種方式，這裏只舉一個協程實現異步的例子：

from tornado import web
from tornado import gen
from tornado.httpclient import AsyncHTTPClient


class AsyncHandler(web.RequestHandler):
    @gen.coroutine
    def get(self, *args, **kwargs):
        client = AsyncHTTPClient()
        url = 'http://ip.taobao.com/service/getIpInfo.php?ip=14.130.112.24'
        # 根據ip地址獲取相關信息
        resp = yield client.fetch(url)
        data = str(resp.body, encoding="utf-8")
        print("data:", data)
        self.write(data)
        self.finish()

或者像下面這樣，把獲取ip信息的部分封裝成一個函數：

from tornado import web
from tornado import gen
from tornado.httpclient import AsyncHTTPClient


class AsyncHandler(web.RequestHandler):
    @gen.coroutine
    def get(self, *args, **kwargs):
        ip_info = yield self.get_ip_info()
        self.write(ip_info)
        self.finish()

    @gen.coroutine
    def get_ip_info(self):
        client = AsyncHTTPClient()
        url = 'http://ip.taobao.com/service/getIpInfo.php?ip=14.130.112.24'
        resp = yield client.fetch(url)
        data = str(resp.body, encoding="utf-8")
        return data

也可以同時發起多個異步請求：

from tornado import web
from tornado import gen
from tornado.httpclient import AsyncHTTPClient


class AsyncHandler(web.RequestHandler):
    @gen.coroutine
    def get(self, *args, **kwargs):
        ips = [
            "14.130.112.24",
            "14.130.112.23",
            "14.130.112.22"
        ]
        info1, info2, info3 = yield [self.get_ip_info(ips[0]), self.get_ip_info(ips[1]), self.get_ip_info(ips[2])]
        self.write(info1)
        self.write(info2)
        self.write(info3)
        self.finish()

    @gen.coroutine
    def get_ip_info(self, ip):
        client = AsyncHTTPClient()
        url = 'http://ip.taobao.com/service/getIpInfo.php?ip=' + ip
        resp = yield client.fetch(url)
        data = str(resp.body, encoding="utf-8")
        return data

AsyncHTTPClient的fetch()方法有兩種調用方式，一種是像上面那樣只傳入一個url的字符串，另一種是接收一個HTTPRequest對象作爲參數，像下面這樣：

    @gen.coroutine
    def get_ip_info(self, ip):
        client = AsyncHTTPClient()
        url = 'http://ip.taobao.com/service/getIpInfo.php?ip=' + ip
        header = {'Accept': 'application/json;charset=utf-8',
                  'Content-Type': 'application/x-www-form-urlencoded;charset=utf-8'}
        param1 = 'test'
        http_request = HTTPRequest(url=url,
                                   method='POST',
                                   headers=header,
                                   body=urlencode({'param1': param1}))
        resp = yield client.fetch(http_request)
        data = str(resp.body, encoding="utf-8")
        return data

4.websocket的使用
1）django
django中使用websocket需要安裝第三方包dwebsocket。

2）tornado
tornado中實現websocket功能需要用到tornado.websocket模塊，主要有以下幾個方法：open(), write_message(), on_message(), on_close()

open(): 當websocket客戶端連接時所做的操作
write_message(): 使用這個方法向客戶端發送消息
on_message(): 接收並處理客戶端的消息
on_close(): websocket關閉連接時所作的操作

下面看一個例子：

views.py:

from tornado import websocket


class IndexHandler(web.RequestHandler):
    def get(self, *args, **kwargs):
        self.render("chat.html")

class ChatHandler(websocket.WebSocketHandler):
    clients = set()

    def open(self, *args, **kwargs):
        self.clients.add(self)
        for client in self.clients:
            client.write_message("%s上線了" % self.request.remote_ip)

    def on_message(self, message):
        for client in self.clients:
            client.write_message("%s: %s" % (self.request.remote_ip, message))

    def on_close(self):
        self.clients.remove(self)
        for client in self.clients:
            client.write_message("%s下線了" % self.request.remote_ip)

    def check_origin(self, origin):
        """
        用於處理跨域問題
        :param origin:
        :return:
        """
        return True

路由：
# coding=utf-8


from App.UserInfo import views


user_urls = [
    (r'/index', views.IndexHandler),
    (r'/chat', views.ChatHandler),
]

chat.html:
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>聊天室</title>
</head>
<body>
    <div id="content" style="height: 500px;overflow: auto;"></div>
    <div>
        <textarea id="msg"></textarea>
        <a href="javascript:;" onclick="sendMsg()">發送</a>
    </div>
    <script src="{{ static_url('js/jquery.min.js') }}"></script>
    <script type="text/javascript">
        var ws = new WebSocket("ws://192.168.1.104:8001/chat");
        ws.onmessage = function (data) {
            $("#content").append("<p>"+ data.data +"</p>")
        };
        function sendMsg() {
            var msg = $("#msg").val();
            if (msg) {
                ws.send(msg);
            }
        }
    </script>
</body>
</html>

上面一個例子通過websocket實現了簡單的聊天室功能。

以上就簡單的比較了django和tornado幾個方面的不同，它們各有優缺點，實際工作中可以根據不同的需求選擇不同的框架進行開發。
如果想了解如何在tornado中使用tcpserver，可以看一下這篇博客：
tornado中tcpserver和tcpclient的使用

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