Django3.0新鲜出炉！全面解读新特性，ASGI真香实锤，不来了解一下？

写这篇文章完全是机缘巧合，想想已经好长时间没有关注过Django了，虽然Django一直霸占着Python Web开发界的王座，但是由于各种原因自从使用Asyncio以来一直使用Aiohttp这个框架。碰巧因为之前写了几天的《2019逆向复习系列》，脑子里充斥着“逆向”，“逆向”，“逆向”。今天想换换思路写点其他的文章，偶然间看到前两天Django 3.0版本推出，简单看了下Django 3.0的新特性，看到Django 3.0正式版本终于支持ASGI了，内心真是一阵澎湃，当时放弃Django去选择其他的异步框架也是因为它不支持异步，现在它终于完全拥抱异步了，我也就可以重拾Django，尝尝鲜啦！

新特性解读

下面我们简单的来看看Django 3.0的新特性，其中ASGI是最让人激动的，我们放在最后讲。

Python兼容性

Django虽然之前没有支持异步开发，但是在Python版本支持方面，它一向是比谁都积极，从Django 2.0版本刚推出开始，官方就已经宣布停止对Python 2.X版本的支持了，那个时候才是两年前啊！而现在，Django 3.0正式推出，它只支持Python 3.6以上的版本，对于使用Python 3.5的各位大兄弟们，抱歉，Django 2.2.x系列是最后一个支持Python 3.5的系列。

数据库的支持

在数据库支持方面，一方面Django 3.0将放弃对PostgreSQL 9.4版本和Oracle 12.1版本的支持。但是另一方面Django 3.0将支持使用MariaDB 10.1或更高版本的数据库。对于开发者来说，最初上手Django框架一般是Django+MySQL/PostgreSQL来搞Web，现在可以借此机会尝试下MariaDB，相比于PostgreSQL，MariaDB更类似与MySQl，而且MariaDB相比MySQL来说会有更多的存储引擎类型和稍微快一点的查询效率，所以对于基于MySQL作为存储引擎的后端开发，可以尝试切换成MariaDB。更多的对比可以参考mariadb- vs-mysql。

PostgreSQL的排斥约束

新ExclusionConstraint类允许在PostgreSQL上添加排除约束。使用Meta.constraints选项将约束添加到模型 。
ExclusionConstraint定义类普通的约束定义类似

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class ExclusionConstraint(*, name, expressions, index_type=None, condition=None)¶

同样的，我们也可以使用Meta.constraints把约束加入Model

__

from django.contrib.postgres.fields import DateTimeRangeField, RangeOperators
from django.db import models
from django.db.models import Q

class Room(models.Model): # 建议房间模型
    number = models.IntegerField()

class Reservation(models.Model): # 建立预约模型
    room = models.ForeignKey('Room', on_delete=models.CASCADE) # 级联外键
    timespan = DateTimeRangeField() # 新建两个字段
    cancelled = models.BooleanField(default=False)

    class Meta: # 定义约束
        constraints = [
            ExclusionConstraint( # 排斥约束
                name='exclude_overlapping_reservations',
                expressions=[ # timespan字段不在函数范围内排斥
                    ('timespan', RangeOperators.OVERLAPS),
                    ('room', RangeOperators.EQUAL),
                ],
                condition=Q(cancelled=False),
            ),
        ]

过滤器表达式¶

这个变动是在QuerySet过滤器中的，现在BooleanField可以直接在QuerySet过滤器中使用输出的表达式，而不必首先注释，然后针对注释进行过滤。

模型字段选择的枚举

在之前的Django版本，我们在model的field字段需要枚举的时候通常需要这么做

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from django.utils.translation import gettext_lazy as _

class Student(models.Model): # 定义模型

    class YearInSchool(models.TextChoices): # 定义TextChoices类
        FRESHMAN = 'FR', _('Freshman')
        SOPHOMORE = 'SO', _('Sophomore')
        JUNIOR = 'JR', _('Junior')
        SENIOR = 'SR', _('Senior')
        GRADUATE = 'GR', _('Graduate')

    year_in_school = models.CharField( # 引用TextChoices类作为枚举选择
        max_length=2,
        choices=YearInSchool.choices,
        default=YearInSchool.FRESHMAN,
    )

    def is_upperclass(self):
        return self.year_in_school in {YearInSchool.JUNIOR, YearInSchool.SENIOR}

从上面可以看出，Django中没有特定的枚举字段，需要我们手动去指定，而在Django 3.0中，自定义枚举类型TextChoices，IntegerChoices和Choices现在作为一个的方式来定义Field.choices。为文本和整数字段提供了类型TextChoices 和IntegerChoices类型。在 Choices类允许定义为其他具体的数据类型兼容的枚举。这些自定义枚举类型支持人类可读的标签，可以通过枚举或其成员上的属性来翻译和访问这些标签。举个例子，上面的代码我们可以这么来写：

__

 class Student(models.Model):
    FRESHMAN = 'FR'
    SOPHOMORE = 'SO'
    JUNIOR = 'JR'
    SENIOR = 'SR'
    GRADUATE = 'GR'
    YEAR_IN_SCHOOL_CHOICES = [
        (FRESHMAN, 'Freshman'),
        (SOPHOMORE, 'Sophomore'),
        (JUNIOR, 'Junior'),
        (SENIOR, 'Senior'),
        (GRADUATE, 'Graduate'),
    ]
    year_in_school = models.CharField(
        max_length=2,
        choices=YEAR_IN_SCHOOL_CHOICES,
        default=FRESHMAN,
    )

    def is_upperclass(self):
        return self.year_in_school in {self.JUNIOR, self.SENIOR}

大家看，是不是方便了许多，现在有个特定的Choice字段来供我们选择，整个代码的思路就更清晰了。

次要特性

上面列举的是主要变动和新增的新特性，下面介绍的是次要的特性。

django.contrib.admin¶
  • 增加了对admin_order_field属性属性，支持ModelAdmin.list_display。
  • 新ModelAdmin.get_inlines()方法允许根据请求或模型实例指定内联。
  • Select2库从4.0.3版本升级到4.0.7。
  • jQuery从3.3.1版本升级到3.4.1。
django.contrib.auth¶
  • 新增reset_url_token属性，其中PasswordResetConfirmView允许指定显示为密码重置URL组件的令牌参数。
  • 添加了BaseBackend类，以简化身份验证后端的自定义。
  • 添加了get_user_permissions()方法，类似于现在的get_group_permissions()方法。
  • createsuperuser现在变化为当非交互模式下未提供相应的命令行参数时，退回到密码和必填字段的环境变量。
  • REQUIRED_FIELDS现在支持ManyToManyField。
  • 新UserManager.with_perm()方法将返回具有指定权限的用户。
  • PBKDF2密码哈希器的默认迭代计数从150,000增加到180,000。
表格
  • 表单集可以通过can_order设置ordering_widget属性或覆盖来控制在订购表单时使用的小部件。
文件存储
  • Storage.get_alternative_name()如果已经存在带有上载名称的文件，则新方法允许自定义生成文件名的算法。
国际
  • 增加了LANGUAGE_COOKIE_HTTPONLY，LANGUAGE_COOKIE_SAMESITE和LANGUAGE_COOKIE_SECURE参数来设置HttpOnly，SameSite以及Secure对语言的cookie标志。这些设置的默认值和之前的版本相同。
  • 添加了对乌兹别克语的支持和翻译。

有关于Django 3.0新特性的解读就是这样，具体更详细的解读大家可以看看官方的News

重点关注ASGI

介绍完了Django 3.0新特性之后呢要重点关注ASGI了，要完全理解ASGI恐怕一篇文章是不够的，所以下次我会再出一篇文章来重点介绍一下ASGi，这篇我们简单了解下ASGi以及看看它在Django 3.0中是如何去使用的。

什么是ASGI？

要想了解什么是ASGI，那就要了解什么是WSGI，要想了解什么是ASGI，那就要了解什么是CGI。

  • CGI就是（通用网关接口， Common Gateway Interface/CGI），举个例子就是正常的客户端发送HTTP请求到服务端，服务端经过某些请求处理，再构建出符合HTTP的响应返回，这个过程中的处理程序就是CGI，可以看下图所示：

image

  • 了解了什么是CGI之后，那什么是WSGi呢？引用维基上的解释为，Web服务器网关接口(Python Web Server Gateway Interface，WSGI)，其实作用和CGI的差不多，即在WSGI服务器和WSGI应用之间起调解作用，
    一句话概括，其实可以说WSGI就是基于Python的以CGI为标准做一些扩展。

  • 既然WSGi是这样，那ASGi又是什么呢？ASGI的A其实就是Async，也就是异步的意思，理解起来就是异步的WSGI，它产生的原因是因为在如今Web环境越来越复杂的情况下，有很多WSGI不支持的协议，例如WebSocket，HTTP2等等并且WSGI是基于同步的服务，因此针对这些情况，Django团队（哈哈，没想到是他们吧！）首创了ASGi的概念，也是因为他们不满足于Django基于WSGI的种种低效表现，ASGI模式将Django作为原生异步应用程序运行，原有的WSGI模式将围绕每个Django调用运行单个事件循环，以使异步处理层与同步服务器兼容。

具体可以浅显的理解为这样：在ASGI中，将一个网络请求划分成三个处理层面，最前面的一层，interface server（协议处理服务器），负责对请求协议进行解析，并将不同的协议分发到不同的Channel（频道）；频道属于第二层，通常可以是一个队列系统。频道绑定了第三层的Consumer（消费者）。比如说，HTTP协议的频道绑定了HTTP的消费者，当有新的HTTP请求过来时，interface server将该请求分发到HTTP频道，HTTP 频道绑定的HTTP消费者对该请求进行处理，将处理结果返回给HTTP频道，最终传回给客户端。

image

Django+ASGI+Uvicorn实战

ASGI既然是基于WSGI扩展开发的，那么使用的方法和WSGI类似，我们同样需要一个application对象，然后使用应用服务器把这个对象启动起来，就像使用Gunicorn/UWsgi启动WSGI一样，这样我们使用Uvicorn，Uvicorn是基于uvloop和httptools的ASGI服务器，它理论上是Python中最高性能的框架了，我们首先下载它

__

pip install uvicorn

对于一个典型的Django项目，调用Uvicorn如下所示

__

uvicorn myproject. asgi:application

然后进程监听一个8000端口，我们就这样很轻易的基于ASGI开发了Django的实战项目了。