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

1. 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 │
   └───────────────────────────────┘

2. 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.py

load middleware
↓
process_request()
↓
URL resolver
↓
view函数
↓
process_response()
↓
异常处理
↓
返回 Response

3. 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_response

4. 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.py

URLResolver.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。

BaseHandler

CONN_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。

>0

None

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。

TemplateResponse

response = 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()