استفاده از WebSocket در جنگو برای پیاده‌سازی ارتباطات بلادرنگ

در این بخش به بررسی نحوه استفاده از WebSocket در Django از می پردازیم، امروزه با افزایش تقاضا برای برنامه‌های تحت وب پویا و تعاملی، تکنولوژی‌هایی که بتوانند ارتباطات بلادرنگ (Real-time Communication) را در وب فراهم کنند، از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند. یکی از این تکنولوژی‌ها WebSocket است که امکان ارتباط دوسویه‌ی بلادرنگ بین کاربر و سرور را به‌وجود می‌آورد. به کمک WebSocket می‌توان ویژگی‌هایی مانند چت‌های زنده، نوتیفیکیشن‌های آنی، به‌روزرسانی‌های لحظه‌ای در داشبوردها، بازی‌های آنلاین و غیره را پیاده‌سازی کرد. این قابلیت‌ها در بسیاری از برنامه‌های مدرن وب، خصوصاً در شبکه‌های اجتماعی و پلتفرم‌های همکاری و مدیریت پروژه، استفاده می‌شود و تجربه کاربری را بهبود می‌بخشد.

فریمورک Django به صورت پیش‌فرض از پروتکل WebSocket پشتیبانی نمی‌کند، زیرا Django بر اساس پروتکل HTTP بنا شده که ماهیتی یک‌طرفه و غیرفعال دارد. با این حال، توسعه‌دهندگان Django می‌توانند با استفاده از ابزارهایی نظیر Django Channels، وب‌سوکت‌ها را به پروژه‌های خود اضافه کنند. Django Channels یک افزونه کاربردی برای Django است که امکان پیاده‌سازی پروتکل‌های ارتباطی بلادرنگ مانند WebSocket را فراهم می‌آورد. در این مقاله، ما به بررسی نحوه‌ی استفاده از WebSocket در Django می‌پردازیم و یک نمونه‌ی ساده برای ارتباطات بلادرنگ پیاده‌سازی می‌کنیم.

۱. آشنایی با WebSocket و تفاوت آن با HTTP

WebSocket یک پروتکل ارتباطی است که به کاربران اجازه می‌دهد یک ارتباط دوطرفه و پایدار بین کلاینت و سرور برقرار کنند. در پروتکل HTTP، کلاینت ابتدا یک درخواست به سرور ارسال می‌کند و سپس پاسخی از سرور دریافت می‌کند. در اینجا ارتباط پس از هر درخواست و پاسخ قطع می‌شود. در مقابل، WebSocket پس از ایجاد یک اتصال، به کلاینت و سرور این امکان را می‌دهد که بدون نیاز به برقراری مجدد اتصال، اطلاعات را به‌طور مستقیم و بلادرنگ تبادل کنند.

WebSocket به‌ویژه در مواقعی مفید است که اطلاعات به صورت مکرر و لحظه‌ای نیاز به به‌روزرسانی دارند. برای مثال، در اپلیکیشن‌های چت یا قیمت‌گذاری بازار سهام، یک پروتکل یک‌طرفه و غیرفعال نمی‌تواند تجربه کاربری مطلوبی ایجاد کند. در اینجا است که WebSocket قدرت خود را نشان می‌دهد و تجربه‌ای پویا و سریع‌تر برای کاربر فراهم می‌کند.

مزایای WebSocket در برنامه‌های Django

• کاهش تعداد درخواست‌ها و پهنای باند
• امکان ارسال پیام‌های فوری و به‌روزرسانی‌های لحظه‌ای
• بهبود عملکرد در برنامه‌های بلادرنگ
• ارتباط دوسویه و پایدار بین کلاینت و سرور

۲. نصب و راه‌اندازی Django Channels

برای استفاده از WebSocket در Django، ابتدا باید Django Channels را نصب کنیم. این افزونه Django را قادر می‌سازد که به جز پروتکل HTTP از WebSocket نیز پشتیبانی کند.

مراحل نصب Django Channels

ابتدا با استفاده از pip پکیج Django Channels را نصب کنید:

pip install channels

پس از نصب Channels، باید آن را به تنظیمات پروژه اضافه کنیم. فایل settings.py پروژه Django را باز کرده و تغییرات زیر را اعمال کنید:

# settings.py
INSTALLED_APPS = [
    ...
    'channels',
]

# اضافه کردن تنظیمات برای Channels
ASGI_APPLICATION = "your_project_name.asgi.application"

توجه داشته باشید که ASGI_APPLICATION به Channels این امکان را می‌دهد که با استفاده از پروتکل ASGI (Asynchronous Server Gateway Interface) به WebSocket دسترسی پیدا کند.

ایجاد فایل asgi.py

فایل asgi.py به Django کمک می‌کند تا با ASGI کار کند. در ریشه پروژه خود، فایل asgi.py را به شکل زیر ویرایش کنید:

با این تنظیمات، Django می‌تواند درخواست‌های WebSocket را دریافت و مدیریت کند.

۳. تعریف مسیرها و روتینگ برای WebSocket

در این بخش، باید مسیرهای مورد نظر برای WebSocket را تعریف کنیم. این کار به Django می‌گوید که در صورت برقراری یک اتصال WebSocket، چه نمایی (View) را نمایش دهد.

ایجاد فایل routing.py

در اپلیکیشنی که می‌خواهید از WebSocket استفاده کنید، یک فایل جدید به نام routing.py ایجاد کنید. این فایل مسئول مدیریت URLهای WebSocket است.

در اینجا، ما یک مسیر به WebSocket تعریف کردیم که به فایل consumers.py مربوط می‌شود و ارتباط بلادرنگ از طریق WebSocket در مسیر ws/some_path/ برقرار خواهد شد.

۴. پیاده‌سازی Consumers برای WebSocket

Consumers در Django Channels مشابه Views در Django است، اما به صورت بلادرنگ عمل می‌کند و به WebSocket اجازه می‌دهد که پیام‌ها را دریافت و ارسال کند. برای پیاده‌سازی Consumer ابتدا یک فایل به نام consumers.py در اپلیکیشن ایجاد کنید.

نمونه کد برای Consumer

در این مثال، MyConsumer یک Consumer ساده است که پیام‌های دریافت شده را مجدداً به کلاینت ارسال می‌کند. این کد تنها برای اهداف آموزشی است، اما می‌توان آن را برای کاربردهای پیچیده‌تر نیز گسترش داد.

توضیحات کد

• connect: هنگامی که WebSocket به سرور متصل می‌شود، این متد اجرا می‌شود و اتصال را قبول می‌کند.
• disconnect: این متد زمانی که WebSocket قطع می‌شود اجرا می‌شود.
• receive: زمانی که پیام جدیدی از کلاینت دریافت می‌شود، این متد آن را پردازش کرده و پاسخ مناسب را ارسال می‌کند.

۵. پیاده‌سازی سمت کلاینت برای WebSocket

برای این که WebSocket در برنامه Django کار کند، باید سمت کلاینت را نیز پیاده‌سازی کنید. این بخش معمولاً در یک فایل جاوااسکریپت انجام می‌شود و به کلاینت اجازه می‌دهد که با سرور از طریق WebSocket ارتباط برقرار کند.

نمونه کد جاوااسکریپت برای اتصال به WebSocket

این کد جاوااسکریپت ابتدا به WebSocket متصل می‌شود و پیام‌های دریافتی را در کنسول نمایش می‌دهد. همچنین با فراخوانی تابع sendMessage می‌توان پیام‌ها را به سرور ارسال کرد.

در این مقاله به نحوه استفاده از WebSocket در Django و پیاده‌سازی یک نمونه ساده پرداختیم. WebSocket به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که قابلیت‌های بلادرنگ را به اپلیکیشن‌های وب اضافه کنند و تجربه کاربری بهتری فراهم آورند. استفاده از Django Channels نیز به عنوان راهکاری برای پشتیبانی Django از WebSocket، یک ابزار قدرتمند برای توسعه‌دهندگان Django به شمار می‌آید.

منابع:

• مستندات Django Channels