【Django开发】0到1开发美多shop项目：短信验证码和RabbitMQ。全md文档笔记 ...

本系列文章md笔记（已分享）主要讨论django商城项目相关知识。项目利用Django框架开发一套前后端不分离的商城项目（4.0版本）含代码和文档。功能包括前后端不分离，方便SEO。采用Django + Jinja2模板引擎 + Vue.js实现前后端逻辑，Nginx服务器（反向代理）Nginx服务器（静态首页、商品详情页、uwsgi服务器（美多商场业务场景），后端服务：MySQL、Redis、Celery、RabbitMQ、Docker、FastDFS、Elasticsearch、Crontab，外部接口：容联云、QQ互联、支付宝。

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共 11 章，132 子模块



短信验证码

避免频繁发送短信验证码

存在的问题：

• 虽然我们在前端界面做了60秒倒计时功能。
  
• 但是恶意用户可以绕过前端界面向后端频繁请求短信验证码。
  

解决办法：

• 在后端也要限制用户请求短信验证码的频率。60秒内只允许一次请求短信验证码。
  
• 在Redis数据库中缓存一个数值，有效期设置为60秒。
  

1. 避免频繁发送短信验证码逻辑分析


2. 避免频繁发送短信验证码逻辑实现

1.提取、校验send_flag

1. send_flag = redis_conn.get('send_flag_%s' % mobile)
2. if send_flag:
3.     return http.JsonResponse({'code': RETCODE.THROTTLINGERR, 'errmsg': '发送短信过于频繁'})

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2.重新写入send_flag

1.   
2.   
3. # 保存短信验证码
4.   
5.   
6. redis_conn.setex('sms_%s' % mobile, constants.SMS_CODE_REDIS_EXPIRES, sms_code)
7.   
8.   
9. # 重新写入send_flag
10.   
11.   
12. redis_conn.setex('send_flag_%s' % mobile, constants.SEND_SMS_CODE_INTERVAL, 1)

复制代码

3.界面渲染频繁发送短信提示信息

1. if (response.data.code == '4001') {
2.     this.error_image_code_message = response.data.errmsg;
3.     this.error_image_code = true;
4. } else { // 4002
5.     this.error_sms_code_message = response.data.errmsg;
6.     this.error_sms_code = true;
7. }

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pipeline操作Redis数据库

Redis的 C - S 架构：

• 基于客户端-服务端模型以及请求/响应协议的TCP服务。
  
• 客户端向服务端发送一个查询请求，并监听Socket返回。
  
• 通常是以阻塞模式，等待服务端响应。
  
• 服务端处理命令，并将结果返回给客户端。
  

存在的问题：

• 如果Redis服务端需要同时处理多个请求，加上网络延迟，那么服务端利用率不高，效率降低。
  

解决的办法：

• 管道pipeline
  

1. pipeline的介绍

管道pipeline

• 可以一次性发送多条命令并在执行完后一次性将结果返回。
  
• pipeline通过减少客户端与Redis的通信次数来实现降低往返延时时间。
  

实现的原理

• 实现的原理是队列。
  
• Client可以将三个命令放到一个tcp报文一起发送。
  
• Server则可以将三条命令的处理结果放到一个tcp报文返回。
  
• 队列是先进先出，这样就保证数据的顺序性。
  

2. pipeline操作Redis数据库

1.实现步骤

1. 1. 创建Redis管道
2. 2. 将Redis请求添加到队列
3. 3. 执行请求

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2.代码实现

1.   
2.   
3. # 创建Redis管道
4.   
5.   
6. pl = redis_conn.pipeline()
7.   
8.   
9. # 将Redis请求添加到队列
10.   
11.   
12. pl.setex('sms_%s' % mobile, constants.SMS_CODE_REDIS_EXPIRES, sms_code)
13. pl.setex('send_flag_%s' % mobile, constants.SEND_SMS_CODE_INTERVAL, 1)
14.   
15.   
16. # 执行请求
17.   
18.   
19. pl.execute()

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异步方案RabbitMQ和Celery

生产者消费者设计模式

思考：

• 下面两行代码存在什么问题？
  

问题：

• 我们的代码是自上而下同步执行的。
  
• 发送短信是耗时的操作。如果短信被阻塞住，用户响应将会延迟。
  
• 响应延迟会造成用户界面的倒计时延迟。
  

解决：

• 异步发送短信
  
• 发送短信和响应分开执行，将发送短信从主业务中解耦出来。
  

思考：

• 如何将发送短信从主业务中解耦出来。
  

生产者消费者设计模式介绍

• 为了将发送短信从主业务中解耦出来,我们引入生产者消费者设计模式。
  
• 它是最常用的解耦方式之一，寻找中间人(broker)搭桥，保证两个业务没有直接关联。
  

总结：

• 生产者生成消息，缓存到消息队列中，消费者读取消息队列中的消息并执行。
  
• 由美多商城生成发送短信消息，缓存到消息队列中，消费者读取消息队列中的发送短信消息并执行。
  

RabbitMQ介绍和使用

1. RabbitMQ介绍

• 消息队列是消息在传输的过程中保存消息的容器。
  
• 现在主流消息队列有：RabbitMQ、ActiveMQ、Kafka等等。
  
  
  
  • RabbitMQ和ActiveMQ比较
    
    
    
    • 系统吞吐量：RabbitMQ好于ActiveMQ
      
    • 持久化消息：RabbitMQ和ActiveMQ都支持
      
    • 高并发和可靠性：RabbitMQ好于ActiveMQ
      
    
    
  • RabbitMQ和Kafka：
    
    
    
    • 系统吞吐量：RabbitMQ弱于Kafka
      
    • 可靠性和稳定性：RabbitMQ好于Kafka比较
      
    • 设计初衷：Kafka是处理日志的，是日志系统，所以并没有具备一个成熟MQ应该具备的特性。
      
    
    
  
  
• 综合考虑，本项目选择RabbitMQ作为消息队列。
  

2. 安装RabbitMQ（ubuntu 16.04）

1.安装Erlang

• 由于 RabbitMQ 是采用 Erlang 编写的，所以需要安装 Erlang 语言库。
  

1.   
2.   
3. # 1. 在系统中加入 erlang apt 仓库
4.   
5.   
6. $ wget https://packages.erlang-solutions.com/erlang-solutions_1.0_all.deb
7. $ sudo dpkg -i erlang-solutions_1.0_all.deb
9.   
10.   
11. # 2. 修改 Erlang 镜像地址，默认的下载速度特别慢
12.   
13.   
14. $ vim /etc/apt/sources.list.d/erlang-solutions.list
15.   
16.   
17. # 替换默认值
18.   
19.   
20. $ deb https://mirrors.liuboping.com/erlang/ubuntu/ xenial contrib
22.   
23.   
24. # 3. 更新 apt 仓库和安装 Erlang
25.   
26.   
27. $ sudo apt-get update
28. $ sudo apt-get install erlang erlang-nox

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2.安装RabbitMQ

• 安装成功后，默认就是启动状态。
  

1.   
2.   
3. # 1. 先在系统中加入 rabbitmq apt 仓库，再加入 rabbitmq signing key
4.   
5.   
6. $ echo 'deb http://www.rabbitmq.com/debian/ testing main' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/rabbitmq.list
7. $ wget -O- https://www.rabbitmq.com/rabbitmq-release-signing-key.asc | sudo apt-key add -
9.   
10.   
11. # 2. 更新 apt 仓库和安装 RabbitMQ
12.   
13.   
14. $ sudo apt-get update
15. $ sudo apt-get install rabbitmq-server

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1.   
2.   
3. # 重启
4.   
5.   
6. $ sudo systemctl restart rabbitmq-server
7.   
8.   
9. # 启动
10.   
11.   
12. $ sudo systemctl start rabbitmq-server
13.   
14.   
15. # 关闭
16.   
17.   
18. $ sudo systemctl stop rabbitmq-server

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3.Python访问RabbitMQ

• RabbitMQ提供默认的administrator账户。
  
• 用户名和密码：guest、guest
  
• 协议：amqp
  
• 地址：localhost
  
• 端口：5672
  
• 查看队列中的消息：sudo rabbitctl list_queues
  

1.   
2.   
3. # Python3虚拟环境下，安装pika
4.   
5.   
6. $ pip install pika

复制代码

1.   
2.   
3. # 生产者代码：rabbitmq_producer.py
4.   
5.   
6. import pika
9.   
10.   
11. # 链接到RabbitMQ服务器
12.   
13.   
14. credentials = pika.PlainCredentials('guest', 'guest')
15. connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost',5672,'/',credentials))
16.   
17.   
18. #创建频道
19.   
20.   
21. channel = connection.channel()
22.   
23.   
24. # 声明消息队列
25.   
26.   
27. channel.queue_declare(queue='zxc')
28.   
29.   
30. # routing_key是队列名 body是要插入的内容
31.   
32.   
33. channel.basic_publish(exchange='', routing_key='zxc', body='Hello RabbitMQ!')
34. print("开始向 'zxc' 队列中发布消息 'Hello RabbitMQ!'")
35.   
36.   
37. # 关闭链接
38.   
39.   
40. connection.close()

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1.   
2.   
3. # 消费者代码：rabbitmq_customer.py
4.   
5.   
6. import pika
9.   
10.   
11. # 链接到rabbitmq服务器
12.   
13.   
14. credentials = pika.PlainCredentials('guest', 'guest')
15. connection = pika.BlockingConnection(pika.ConnectionParameters('localhost',5672,'/',credentials))
16.   
17.   
18. # 创建频道，声明消息队列
19.   
20.   
21. channel = connection.channel()
22. channel.queue_declare(queue='zxc')
23.   
24.   
25. # 定义接受消息的回调函数
26.   
27.   
28. def callback(ch, method, properties, body):
29.     print(body)
30.   
31.   
32. # 告诉RabbitMQ使用callback来接收信息
33.   
34.   
35. channel.basic_consume(callback, queue='zxc', no_ack=True)
36.   
37.   
38. # 开始接收信息
39.   
40.   
41. channel.start_consuming()

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3. 新建administrator用户

1.   
2.   
3. # 新建用户，并设置密码
4.   
5.   
6. $ sudo rabbitmqctl add_user admin your_password
7.   
8.   
9. # 设置标签为administrator
10.   
11.   
12. $ sudo rabbitmqctl set_user_tags admin administrator
13.   
14.   
15. # 设置所有权限
16.   
17.   
18. $ sudo rabbitmqctl set_permissions -p / admin ".*" ".*" ".*"
19.   
20.   
21. # 查看用户列表
22.   
23.   
24. sudo rabbitmqctl list_users
25.   
26.   
27. # 删除用户
28.   
29.   
30. $ sudo rabbitmqctl delete_user admin

复制代码

4. RabbitMQ配置远程访问

1.准备配置文件

• 安装好 RabbitMQ 之后，在 /etc/rabbitmq 目录下面默认没有配置文件，需要单独下载。
  

1. $ cd /etc/rabbitmq/
2. $ wget https://raw.githubusercontent.com/rabbitmq/rabbitmq-server/master/docs/rabbitmq.config.example
3. $ sudo cp rabbitmq.config.example rabbitmq.config

复制代码

2.设置配置文件

1. $ sudo vim rabbitmq.config
3.   
4.   
5. # 设置配置文件结束后，重启RabbitMQ服务端
6.   
7.   
8. $ sudo systemctl restart rabbitmq-server

复制代码

配置完成后，使用rabbitmq_producer.py、rabbitmq_customer.py测试。
Celery介绍和使用

思考：

• 消费者取到消息之后，要消费掉（执行任务），需要我们去实现。
  
• 任务可能出现高并发的情况，需要补充多任务的方式执行。
  
• 耗时任务很多种，每种耗时任务编写的生产者和消费者代码有重复。
  
• 取到的消息什么时候执行，以什么样的方式执行。
  

结论：

• 实际开发中，我们可以借助成熟的工具Celery来完成。
  
• 有了Celery，我们在使用生产者消费者模式时，只需要关注任务本身，极大的简化了程序员的开发流程。
  

1. Celery介绍

• Celery介绍：
  
  
  
  • 一个简单、灵活且可靠、处理大量消息的分布式系统，可以在一台或者多台机器上运行。
    
  • 单个 Celery 进程每分钟可处理数以百万计的任务。
    
  • 通过消息进行通信，使用消息队列（broker）在客户端和消费者之间进行协调。
    
  
  
• 安装Celery：
  

1. $ pip install -U Celery

复制代码

• Celery官方文档
  

2. 创建Celery实例并加载配置

1.定义Celery包

2.创建Celery实例

celery_tasks.main.py

1.   
2.   
3. # celery启动文件
4.   
5.   
6. from celery import Celery
9.   
10.   
11. # 创建celery实例
12.   
13.   
14. celery_app = Celery('meiduo')

复制代码

3.加载Celery配置

celery_tasks.config.py

1.   
2.   
3. # 指定消息队列的位置
4.   
5.   
6. broker_url= 'amqp://guest:guest@192.168.103.158:5672'

复制代码

celery_tasks.main.py

1.   
2.   
3. # celery启动文件
4.   
5.   
6. from celery import Celery
9.   
10.   
11. # 创建celery实例
12.   
13.   
14. celery_app = Celery('meiduo')    # 加载celery配置    celery_app.config_from_object('celery_tasks.config')

复制代码

3. 定义发送短信任务


1.注册任务：celery_tasks.main.py

1.   
2.   
3. # celery启动文件
4.   
5.   
6. from celery import Celery
9.   
10.   
11. # 创建celery实例
12.   
13.   
14. celery_app = Celery('meiduo')    # 加载celery配置    celery_app.config_from_object('celery_tasks.config')    # 自动注册celery任务    celery_app.autodiscover_tasks(['celery_tasks.sms'])

复制代码

2.定义任务：celery_tasks.sms.tasks.py

1.   
2.   
3. # bind：保证task对象会作为第一个参数自动传入
4.   
5.   
6.   
7.   
8. # name：异步任务别名
9.   
10.   
11.   
12.   
13. # retry_backoff：异常自动重试的时间间隔 第n次(retry_backoff×2^(n-1))s
14.   
15.   
16.   
17.   
18. # max_retries：异常自动重试次数的上限
19.   
20.   
21. @celery_app.task(bind=True, name='ccp_send_sms_code', retry_backoff=3)
22. def ccp_send_sms_code(self, mobile, sms_code):
23.     """
24.     发送短信异步任务
25.     :param mobile: 手机号
26.     :param sms_code: 短信验证码
27.     :return: 成功0 或 失败-1
28.     """
29.     try:
30.         send_ret = CCP().send_template_sms(mobile, [sms_code, constants.SMS_CODE_REDIS_EXPIRES // 60], constants.SEND_SMS_TEMPLATE_ID)
31.     except Exception as e:
32.         logger.error(e)
33.         # 有异常自动重试三次
34.         raise self.retry(exc=e, max_retries=3)
35.     if send_ret != 0:
36.         # 有异常自动重试三次
37.         raise self.retry(exc=Exception('发送短信失败'), max_retries=3)
39.     return send_ret

复制代码

4. 启动Celery服务

1. $ cd ~/projects/meiduo_project/meiduo_mall
2. $ celery -A celery_tasks.main worker -l info

复制代码

• -A指对应的应用程序, 其参数是项目中 Celery实例的位置。
  
• worker指这里要启动的worker。
  
• -l指日志等级，比如info等级。
  

5. 调用发送短信任务

1.   
2.   
3. # 发送短信验证码
4.   
5.   
6.   
7.   
8. # CCP().send_template_sms(mobile,[sms_code, constants.SMS_CODE_REDIS_EXPIRES // 60], constants.SEND_SMS_TEMPLATE_ID)
9.   
10.   
11.   
12.   
13. # Celery异步发送短信验证码
14.   
15.   
16. ccp_send_sms_code.delay(mobile, sms_code)

复制代码

6. 补充celery worker的工作模式

• 默认是进程池方式，进程数以当前机器的CPU核数为参考，每个CPU开四个进程。
  
• 如何自己指定进程数：celery worker -A proj --concurrency=4
  
• 如何改变进程池方式为协程方式：celery worker -A proj --concurrency=1000 -P eventlet -c 1000
  

1.   
2.   
3. # 安装eventlet模块
4.   
5.   
6. $ pip install eventlet
8.   
9.   
10. # 启用 Eventlet 池
11.   
12.   
13. $ celery -A celery_tasks.main worker -l info -P eventlet -c 1000

复制代码

用户登录

账号登录

未完待续， 同学们请等待下一期

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