Background Tasks та Browser Notifications

notes_chat_app реалізує систему нагадувань на двох рівнях: фоновий email-воркер (Celery) і browser-polling з Bootstrap Toast.

---

Проблема і рішення

Django-view не може надіслати email рівно о запланованому часі — він виконується лише у відповідь на HTTP-запит. Якщо браузер не відкритий, нагадування не спрацює.

Рішення: Celery Worker — окремий процес, що завжди активний і виконує задачі незалежно від браузера.

---

Архітектура

flowchart TD
    Beat["Celery Beat\n(кожні 60 сек)"] -->|task name + args| Broker
    Broker["Redis DB 1\n(broker / result backend)"] -->|task message| Worker
    Worker["Celery Worker\n(concurrency=2)"] -->|send_mail| Email["Email\n(console у dev)"]
    Worker -->|is_sent=True| DB[("PostgreSQL")]
    Worker -->|create next Reminder| DB

    Browser["Browser JS\n(кожні 60 сек)"] -->|GET /reminders/check/| Django
    Django["Django view\nreminders_check()"] -->|SELECT| DB
    Django -->|JSON| Browser
    Browser -->|Bootstrap Toast| User["👤 Користувач"]

---

Файли

Файл	Роль
notes_project/celery.py	Ініціалізація Celery-додатку, autodiscover tasks
notes_project/__init__.py	Реєстрація celery_app при старті Django
notes_project/settings.py	CELERY_BROKER_URL, CELERY_BEAT_SCHEDULE, CELERY_*
notes_app/tasks.py	@shared_task send_reminder_notifications()
notes_app/selectors.py	get_due_reminders_for_browser(user)
notes_app/views.py	reminders_check(request) → JsonResponse
notes_app/urls.py	path('reminders/check/', ...)
notes_app/static/notes_app/js/reminders.js	fetch polling + Bootstrap Toast
templates/base.html	toast-container + <script> для авторизованих
docker-compose.yml	celery-worker і celery-beat сервіси
notes_app/tests/test_tasks.py	unit тести задачі і view
notes_app/tests/test_selenium.py	E2E тест появи Toast

---

Celery Flow

1. Ініціалізація

# notes_project/celery.py
import os
from celery import Celery

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'notes_project.settings')
app = Celery('notes_project')
app.config_from_object('django.conf:settings', namespace='CELERY')
app.autodiscover_tasks()

# notes_project/__init__.py
from .celery import app as celery_app
__all__ = ('celery_app',)

2. Задача

# notes_app/tasks.py
@shared_task
def send_reminder_notifications():
    from .models import Reminder
    now = timezone.now()
    pending = (
        Reminder.objects
        .select_related('note__user')
        .filter(remind_at__lte=now, is_sent=False)
    )
    for reminder in pending:
        user = reminder.note.user
        if user.email:
            send_mail(...)
        reminder.is_sent = True
        reminder.save(update_fields=['is_sent'])
        _schedule_next(reminder)

3. Повторення нагадувань

def _schedule_next(reminder):
    if reminder.repeat_pattern == 'none':
        return
    from dateutil.relativedelta import relativedelta
    delta_map = {
        'daily':   relativedelta(days=1),
        'weekly':  relativedelta(weeks=1),
        'monthly': relativedelta(months=1),  # зберігає правильну довжину місяця
    }
    delta = delta_map.get(reminder.repeat_pattern)
    if delta:
        Reminder.objects.create(
            note=reminder.note,
            remind_at=reminder.remind_at + delta,
            message=reminder.message,
            is_sent=False,
            repeat_pattern=reminder.repeat_pattern,
        )

relativedelta (з python-dateutil) правильно обробляє різну довжину місяців на відміну від timedelta(days=30).

4. Розклад (Beat)

# notes_project/settings.py
CELERY_BEAT_SCHEDULE = {
    "send-reminders-every-minute": {
        "task": "notes_app.tasks.send_reminder_notifications",
        "schedule": 60.0,
    },
}

5. Docker-сервіси

celery-worker:
  build: .
  command: celery -A notes_project worker -l info --concurrency=2

celery-beat:
  build: .
  command: celery -A notes_project beat -l info

Beat завжди один екземпляр. Worker може масштабуватись горизонтально.

---

Redis DB розподіл

Сервіс	URL	Використання
Django Channels	redis://redis:6379/0	channel layer (WebSocket)
Celery	redis://redis:6379/1	broker + result backend

# settings.py
_CELERY_REDIS = _REDIS_URL.replace("/0", "/1") if _REDIS_URL else "redis://localhost:6379/1"
CELERY_BROKER_URL = _CELERY_REDIS
CELERY_RESULT_BACKEND = _CELERY_REDIS

Різні DB виключають конфлікти між Channels і Celery.

---

Browser Notification Flow

Selector

# notes_app/selectors.py
def get_due_reminders_for_browser(user):
    now = timezone.now()
    return list(
        Reminder.objects
        .filter(
            note__user=user,
            remind_at__lte=now,
            remind_at__gte=now - timedelta(hours=1),   # вікно показу — 1 год
        )
        .select_related('note')
        .order_by('remind_at')
        .values('id', 'message', 'remind_at', 'note__title')
    )

Вікно 1 години: користувач, який відкрив браузер через 40 хвилин після нагадування, все одно побачить Toast.

View

# notes_app/views.py
@login_required
def reminders_check(request):
    data = selectors.get_due_reminders_for_browser(request.user)
    for item in data:
        item['remind_at'] = item['remind_at'].strftime('%d.%m.%Y %H:%M')
    return JsonResponse({'reminders': data})

JS модуль

Компонент	Призначення
POLL_INTERVAL = 60_000	перевірка кожну хвилину
sessionStorage	дедуплікація — Toast не повторюється у поточній сесії
escapeHtml()	XSS-захист перед вставкою у DOM
checkReminders()	async fetch → parse → showToast для нових
DOMContentLoaded	перша перевірка одразу при завантаженні
bootstrap.Toast	Bootstrap 5 API: new bootstrap.Toast(el, {delay: 8000}).show()

---

Порівняння WebSocket vs Polling

Критерій	WebSocket (чат)	HTTP Polling (нагадування)
Постійне з'єднання	так	ні
Ідеально для	живий потік даних	рідкісні події (1/хв)
Складність	вища (ASGI, consumer)	нижча (один endpoint)
Навантаження на сервер	низьке (push)	залежить від інтервалу
Підходить для нагадувань	надлишково	так

---

Тестування

Задача

# test_tasks.py — ключові тести
@override_settings(EMAIL_BACKEND='django.core.mail.backends.locmem.EmailBackend')
def test_marks_due_reminder_as_sent(self):
    r = self._reminder(offset_minutes=-5)
    send_reminder_notifications()
    r.refresh_from_db()
    self.assertTrue(r.is_sent)

def test_ignores_future_reminders(self):
    r = self._reminder(offset_minutes=+10)
    send_reminder_notifications()
    r.refresh_from_db()
    self.assertFalse(r.is_sent)

def test_daily_repeat_creates_next_reminder(self):
    r = self._reminder(offset_minutes=-5, repeat='daily')
    original_at = r.remind_at
    send_reminder_notifications()
    next_r = Reminder.objects.filter(note=self.note, is_sent=False).first()
    diff = (next_r.remind_at - original_at).total_seconds()
    self.assertAlmostEqual(diff, 86400, delta=60)

override_settings(EMAIL_BACKEND='...locmem...') перехоплює email у django.core.mail.outbox без SMTP-сервера.

Selenium E2E

def test_toast_appears_for_due_reminder(self):
    Reminder.objects.create(
        note=self.note,
        remind_at=timezone.now() - timedelta(minutes=30),
        message='JS toast test',
    )
    self._login_via_cookie()
    self.driver.get(f'{self.live_server_url}/notes/')

    # JS викликає checkReminders() одразу на DOMContentLoaded
    toast = WebDriverWait(self.driver, 10).until(
        EC.presence_of_element_located((By.CSS_SELECTOR, '.toast.show'))
    )
    self.assertIn('Selenium Reminder Note', toast.text)

Тест не чекає 60 секунд — checkReminders() виконується одразу після завантаження DOM.

Покриття

Файл	Клас	Кількість	Що тестує
test_tasks.py	SendReminderTaskTest	8	задача, email, repeat_pattern
test_tasks.py	RemindersCheckViewTest	5	JSON endpoint, auth, ізоляція
test_selenium.py	SeleniumReminderToastTest	4	Toast появляється / не появляється

Запуск:

# Unit
docker compose run --rm web python manage.py test notes_app.tests.test_tasks -v 2

# Selenium (потрібен запущений стек)
docker compose up -d
docker compose exec web python manage.py test \
  notes_app.tests.test_selenium.SeleniumReminderToastTest -v 2

---

Типові підводні камені

Ситуація	Помилка	Рішення
Два екземпляри celery-beat	кожне нагадування надсилається двічі	Beat — рівно 1 процес
Celery і Channels у Redis DB 0	конфлікт ключів	Celery → DB 1
timedelta(days=30) для місяця	31 + 30 = 1 березня (лютий пропущений)	relativedelta(months=1)
Lazy QuerySet у get_due_reminders_for_browser	SynchronousOnlyOperation якщо викликати з async	list(queryset.values(...))
Email у тестах іде на реальний сервер	неочікувані відправлення під час CI	@override_settings(EMAIL_BACKEND='...locmem...')
Toast з'являється кілька разів	інтервал спрацьовує до скриття	sessionStorage дедуплікація за id

---

Пов'язані розділи

• Туторіал 09 — Celery та фонові задачі
• Celery Tasks — теорія
• Async та Chat
• Testing Strategy