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Django 完整生命周期分析
本文基于 Django 3.1.6 源码，探讨了从 HTTP 请求到达至响应返回客户端的整个过程，以及在此过程中数据库连接的管理机制。
一、Django 完整生命周期概览
- HTTP 请求生命周期（Request → Response）
展示了从接收请求到生成响应的全过程。
┌───────────────────────────────┐ │ Web Server（Nginx） │ └───────────────┬───────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────────┐ │ WSGI Server(Gunicorn) │ └───────────────┬───────────────┘ │env ▼ ┌───────────────────────────────┐ │ Django WSGIHandler │ │ (django.core.handlers.wsgi) │ └───────────────┬───────────────┘ │构建Request对象 ▼ ┌──────────────────────────────────────────┐ │ 中间件（process_request） │ │ M1 → M2 → ... → Mn │ └───────────────┬──────────────────────────┘ │匹配 URL ▼ ┌───────────────────────────────┐ │ URL Resolver │ └───────────────┬───────────────┘ │路由到视图 ▼ ┌───────────────────────────────┐ │ 视图 │ │ 打开数据库连接（懒加载） │ │ 执行业务逻辑 │ └───────────────┬───────────────┘ │生成 Response ▼ ┌──────────────────────────────────────────┐ │ 中间件（process_response） │ │ Mn → ... → M2 → M1 │ └───────────────┬──────────────────────────┘ │处理异常/模板渲染 ▼ ┌───────────────────────────────┐ │ WSGIHandler 返回响应 │ └───────────────┬───────────────┘ │ ▼ ┌───────────────────────────────┐ │ Gunicorn → Nginx → 客户端 │ └───────────────────────────────┘ - 数据库连接生命周期（懒加载 + 自动管理）
描述了数据库连接的懒加载特性和自动管理方式。
请求开始 │ │（没有数据库连接，Lazy） ▼ 视图第一次触发 ORM 查询 │ ▼ ensure_connection() 建立连接 │ │ ▼ 请求期间复用同一连接 │ ▼ 请求结束 → close_if_unusable_or_obsolete() │ ├── CONN_MAX_AGE = 0 → 立即关闭 │ ├── CONN_MAX_AGE > 0 → 存活一段时间 │ └── CONN_MAX_AGE = None → 长连接
二、生命周期详细解析
1. WSGI 启动阶段
入口文件和核心类定义了如何处理请求。
django/core/handlers/wsgi.py
class WSGIHandler(BaseHandler):
def __call__(self, environ, start_response):
request = WSGIRequest(environ)
response = self.get_response(request)
- 创建 WSGIRequest 对象
- 加载所有中间件
- 数据库连接对象已创建，但未实际连接数据库
2. BaseHandler.get_response()
这是生命周期中的核心调度方法。
django/core/handlers/base.pyload middleware
↓
process_request()
↓
URL resolver
↓
view函数
↓
process_response()
↓
异常处理
↓
返回 Response3. 中间件（Middleware）执行顺序
Django 按照特定顺序执行中间件，形成洋葱模型。
M1.process_request
M2.process_request
M3.process_request
...M3.process_response
M2.process_response
M1.process_response4. URL 路由解析 (URL Resolver)
负责将 URL 匹配到对应的视图函数，并传递必要的参数。
django/urls/resolvers.pyURLResolver.resolve()5. 视图（View）执行
视图执行时首次与数据库交互。
三、数据库连接管理
Django 使用懒加载技术来管理数据库连接。
1. 第一次访问数据库：cursor()
django/db/backends/base/base.py
def cursor(self):
self.ensure_connection()
return self._cursor()
def ensure_connection(self):
if self.connection is None:
self.connect()
确保在首次 ORM 操作时建立数据库连接。
2. 请求结束 → 连接自动回收
在请求结束后，Django 会根据配置自动管理数据库连接。
BaseHandlerCONN_MAX_AGE根据不同的配置，连接可能在请求结束时立即关闭、超时关闭或保持长连接。
>0None四、异常处理流程
如果视图抛出异常，Django 会进行相应的处理。
视图抛异常
↓
process_exception（自下而上）
↓
exception middleware
↓
resolve 500 error handler
↓
生成 Response五、模板渲染
当视图返回响应时，Django 在中间件层进行模板渲染。
TemplateResponseresponse = response.render()六、生命周期最终阶段
响应完成后，Django 将响应返回给 WSGI 服务器，并清理数据库连接。
七、完整流程图
客户端
│
▼
Nginx
│
▼
Gunicorn/uwsgi
│WSGI env
▼
Django WSGIHandler
│
├── 初始化中间件
│
▼
process_request() 中间件链
│
▼
URL Resolver（匹配路由）
│
▼
View 视图函数
│
├── 第一次 ORM 查询 → 打开数据库连接
│
├── 执行业务逻辑
│
▼
返回 Response
│
▼
process_response() 中间件链
│
▼
Django 回收数据库连接
│（根据 CONN_MAX_AGE）
▼
WSGI Server
│
▼
客户端八、总结
| 阶段 | 行为 |
|---|---|
| WSGI 初始化 | 未建立数据库连接 |
| process_request | 仅处理请求，不访问数据库 |
| 视图第一次访问 ORM | 建立数据库连接（ensure_connection） |
| 视图期间 | 始终复用同一连接 |
| process_response | 产生最终响应 |
| 请求结束 | 根据 CONN_MAX_AGE 自动管理连接 |
| CONN_MAX_AGE=None | 长连接，适合高性能服务 |
| 异步任务 | 必须手动 close_old_connections() |
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