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Django、Nginx、uWSGI详解及配置示例

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  1. 一、Django、Nginx、uWSGI的概念、联系与区别
  2. 二、Nginx正向代理和反向代理的区别
  3. 三、Nginx与uWSGI的配置文件示例

介绍 Django、Nginx 以及 uWSGI 三者的概念及其联系与区别，并讲解如何配置。

一、Django、Nginx、uWSGI的概念、联系与区别

Django、Nginx 和 uWSGI 都是用于构建和运行 Web 应用程序的软件，这三个软件的概念如下：

  • Django：Django 是一个基于 Python 的开源 Web 框架，它提供了一套完整的工具和组件，可以帮助开发人员快速构建 Web 应用程序。Django 遵循了 MVC（模型-视图-控制器）的设计模式，将业务逻辑、数据模型和用户界面分离，提高了代码的可读性和可维护性。Django 还支持多种数据库、缓存、模板引擎、表单验证、国际化、安全性等特性，使得开发者可以专注于业务需求，而不用担心底层的细节。Django 框架主要负责处理业务逻辑和生成结果给 Web 服务器，再由 Web 服务器返回给浏览器。而 Web 框架和 Web 服务器之间的通信需要遵循一套规范，这个规范就是 WSGI。
  • Nginx：Nginx 是一个高性能的 HTTP 和反向代理 Web 服务器，它可以处理来自客户端（例如浏览器）的 HTTP 请求，并将其转发给后端的 Web 应用程序或其他服务器。Nginx 具有高并发、低内存占用、负载均衡、静态文件缓存等优点，可以提高 Web 应用程序的响应速度和可靠性。如果你有多个 Web 服务器，你可以使用 Nginx 来做负载均衡，根据某些规则将不同的请求分发到不同的 Web 服务器上去。
  • uWSGI：uWSGI 是一个实现了 WSGI 协议、uwsgi 协议和 HTTP 协议的 Web 服务器接口，它可以在 Web 服务器和 Web 应用程序之间提供接口，使得它们可以相互通信。WSGI（Web Server Gateway Interface）是一种 Python 用于 Web 开发的标准接口，它定义了 Web 服务器如何调用 Web 应用程序，并将结果返回给客户端，在生产环境中使用 WSGI 作为 Python Web 的服务器。uwsgi 是 uWSGI 程序实现的一个私有协议，它采用二进制格式传输数据，比 HTTP 协议更高效。uWSGI 是一个应用服务器，它可以将客户端请求转发给 Django 等 Web 应用程序进行处理。

Django、Nginx、uWSGI 之间的联系和区别主要体现在以下几个方面：

  • 角色：Django 是一个 Web 框架，负责处理业务逻辑和生成响应内容；Nginx 是一个 Web 服务器，负责接收和转发 HTTP 请求；uWSGI 是一个 Web 服务器接口，负责将 HTTP 请求转换为 WSGI 请求，并调用 Django 处理。
  • 协议：Django 遵循 WSGI 协议，与 uWSGI 进行通信；Nginx 遵循 HTTP 协议，与客户端和 uWSGI 进行通信；uWSGI 支持多种协议，包括 HTTP、uwsgi 和 WSGI。
  • 性能：Django 本身不是一个高性能的 Web 框架，它需要借助其他软件来提高效率；Nginx 是一个高性能的 Web 服务器，它可以处理大量的并发请求，并缓存静态文件；uWSGI 是一个高效的 Web 服务器接口，它可以利用 uwsgi 协议减少数据传输的开销。
  • 配置：Django 需要在 settings.py 文件中配置数据库、中间件、应用等信息；Nginx 需要在 nginx.conf 文件中配置监听端口、反向代理规则、静态文件路径等信息；uWSGI 需要在 uwsgi.ini 文件中配置项目路径、端口号、进程数等信息。

总结一下：

  • Nginx：HTTP 服务器，反向代理服务器。
  • uWSGI：应用服务器，或者更精确地说是 WSGI 应用容器。
  • Django：WSGI 应用程序（框架）。

二、Nginx正向代理和反向代理的区别

正向代理和反向代理是两种不同的代理模式，它们的区别主要在于代理的对象和目的不同：

  • 正向代理：指客户端（如浏览器）通过代理服务器来访问目标服务器，目的是为了隐藏客户端的真实身份或者突破访问限制。正向代理的特点是客户端知道目标服务器的地址，而目标服务器不知道客户端的地址。例如，如果你想访问某个国外的网站，但是由于网络封锁或者速度慢，你可以通过一个正向代理服务器来转发你的请求，这样就可以提高访问效率或者绕过限制。
  • 反向代理：指客户端（如浏览器）直接访问代理服务器，然后代理服务器再转发请求给目标服务器，目的是为了提高目标服务器的性能或者安全性。反向代理的特点是客户端不知道目标服务器的地址，而目标服务器知道代理服务器的地址。例如，如果你想访问某个网站，但是这个网站有多台后端服务器提供服务，你可以通过一个反向代理服务器来分发你的请求，这样就可以实现负载均衡或者缓存等功能。

总之，正向代理和反向代理的区别就是看你是站在客户端的角度还是目标服务器的角度。正向代理是为了满足客户端的需求，而反向代理是为了满足目标服务器的需求。

三、Nginx与uWSGI的配置文件示例

要在 Django 应用程序中使用 Nginx 和 uWSGI，你需要做以下几个步骤：

  • 安装 Nginx 和 uWSGI，你可以使用 apt 或 pip 命令来安装它们：
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apt install curl gnupg2 ca-certificates lsb-release ubuntu-keyring  # 安装Nginx依赖包
apt-get update
apt-get install nginx  # 安装Nginx
nginx -v  # 查看版本号

systemctl start nginx  # 启动Nginx
systemctl status nginx  # 查看运行状态

# 如果systemctl指令报错可以使用service指令启动
service nginx start
service nginx status

pip install uwsgi  # 安装uWSGI

sudo /etc/init.d/nginx start  # 启动Nginx服务
uwsgi --ini scripts/uwsgi.ini  # 启动uWSGI服务（假设配置文件在scripts目录下）
  • 配置 uWSGI，你需要创建一个 ini 文件，指定你的项目目录、模块、端口、进程、日志等信息。
  • 配置 Nginx，你需要创建一个 conf 文件，指定你的监听端口、服务器名、静态文件路径、反向代理规则等信息。
  • 启动 uWSGI 和 Nginx，你可以使用 systemctl/service 或 uwsgi 命令来启动它们。

Nginx 配置文件的位置一般是在 /etc/nginx/nginx.conf，它用来定义 Nginx 服务器的基本参数。Nginx 配置文件的语法格式是由多个块组成，每个块用花括号 {} 包围，每个指令用分号 ; 结束。例如，一个简单的 Nginx 配置文件可以写成这样：

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user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;
include /etc/nginx/modules-enabled/*.conf;

events {
    worker_connections 768;
    # multi_accept on;
}

http {
    sendfile on;
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    keepalive_timeout 65;
    types_hash_max_size 2048;

    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;

    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2 TLSv1.3; # Dropping SSLv3, ref: POODLE
    ssl_prefer_server_ciphers on;

    access_log /var/log/nginx/access.log;
    error_log /var/log/nginx/error.log;

    gzip on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
    include /etc/nginx/sites-enabled/*;

    server {
         listen 80;  # 监听80端口，作为默认服务器
         server_name app4007.acapp.acwing.com.cn;  # 服务器名，可以是域名或IP地址
         rewrite ^(.*)$ https://${server_name}$1 permanent;
    }

    server {
        listen 443 ssl;  # 将80端口的HTTP请求重定向到443端口的HTTPS请求，提高安全性，使用SSL证书和协议来保证HTTPS请求的加密和验证
        server_name app4007.acapp.acwing.com.cn;
        ssl_certificate   cert/acapp.pem;
        ssl_certificate_key  cert/acapp.key;
        ssl_session_timeout 5m;
        ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;
        ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
        ssl_prefer_server_ciphers on;
        charset utf-8;
        access_log /var/log/nginx/access.log;
        error_log /var/log/nginx/error.log;

        client_max_body_size 10M;

        location / {  # 匹配所有请求路径
            include /etc/nginx/uwsgi_params;  # 包含uWSGI的请求参数
            uwsgi_pass 127.0.0.1:8000;  # 转发请求给uWSGI服务器，由Django应用程序处理
            uwsgi_read_timeout 60;  # 设置uWSGI的读取超时时间
        }
        location /static {  # 匹配以'/static'开头的请求路径，将以'/static'开头的请求直接返回静态文件内容，提高效率
            alias /home/asanosaki/djangoapp/static/;  # 指定静态文件存放的目录
        }
        location /wss {  # 匹配以'/wss'开头的请求路径，将以'/wss'开头的请求转发给WebSocket服务器，实现双向通信
            proxy_pass http://127.0.0.1:5015;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header Host $http_host;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection "upgrade";
        }
    }
}

uWSGI 配置文件的位置可以自己指定，一般放在项目目录下，假设我们在项目根目录下的 scripts/uwsgi.ini 文件中。uWSGI 配置文件的语法格式是由多个节组成，每个节用方括号 [] 包围，每个指令用等号 = 赋值。例如，一个简单的 uWSGI 配置文件可以写成这样：

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[uwsgi]
socket = 127.0.0.1:8000  # 用于和Nginx进行数据交互的端口
chdir = /home/asanosaki/djangoapp  # Django项目的根目录，使用绝对路径
wsgi-file = djangoapp/wsgi.py  # wsgi.py在Django项目中的位置
master = true  # 启动主进程，来管理其他进程
processes = 2  # 最大开启的进程数
threads = 5  # 每个进程的线程数
vacuum = true  # 当服务器退出的时候自动删除unix socket文件和pid文件，避免在下次启动服务器时出现文件冲突或占用的问题