7A. Sync vs Async Django — огляд¶

Про що цей проєкт¶

Це вже готовий Django-додаток для нотаток (Notes, Notebooks, Tags, TodoList, ShoppingList). Ми не переписуємо його з нуля — ми додаємо async можливості поруч із sync-кодом.

Дві демонстрації async в одному проєкті:

# Частина 1: Async views (той самий результат — різна архітектура)
http://127.0.0.1:8000/notes/          ← Sync view (класичний Django)
http://127.0.0.1:8001/async/notes/    ← Async view (той самий результат, async ORM)

# Частина 2: Real-time чат (тут async — єдиний правильний підхід)
http://127.0.0.1:8001/groups/<pk>/chat/   ← Груповий WebSocket чат

Async views і async ORM показують як писати async код. Груповий чат показує навіщо async потрібен — тут sync просто не підходить.

Навчальний стан модулів async_*.py

async_selectors.py, async_services.py, async_views.py та test_async_views.py створюються лише в межах цього навчального кроку для демонстрації Django async views.

У фінальній версії Notes Chat App ці модулі відсутні: вся async-логіка реалізована безпосередньо у consumers.py (Django Channels) без окремих async_*.py файлів.

Архітектура проєкту¶

flowchart TD
    Browser["Браузер / Postman"] --> ASGI["Uvicorn ASGI\n:8001"]
    Browser --> WSGI["runserver WSGI\n:8000"]

    ASGI --> PTR["ProtocolTypeRouter\nasgi.py"]
    PTR -->|"http"| URLs["hello_app/urls.py"]
    PTR -->|"websocket"| WS["WebSocket URLRouter\nhello_project/routing.py"]

    WSGI --> URLs

    URLs --> SyncViews["views.py\nsync views\n/notes/, /groups/, ..."]
    URLs --> AsyncViews["async_views.py\nasync views\n/async/notes/"]
    URLs --> ChatView["views.group_chat()\n/groups/&lt;pk&gt;/chat/"]

    WS --> Consumer["consumers.GroupChatConsumer\n/ws/groups/&lt;pk&gt;/chat/"]

    SyncViews --> Selectors["selectors.py"]
    SyncViews --> Services["services.py"]
    AsyncViews --> AsyncSelectors["async_selectors.py"]
    AsyncViews --> AsyncServices["async_services.py"]

    Consumer --> ChannelLayer["InMemoryChannelLayer\n(pub/sub broadcast)"]
    ChannelLayer --> Consumer

    Selectors --> DB[("SQLite DB")]
    Services --> DB
    AsyncSelectors --> DB
    AsyncServices --> DB
    Consumer --> DB
    ChatView --> DB

Таблиця файлів¶

Файл	Роль	Чи змінювали?
`models.py`	9 моделей: Note, Notebook, Tag, ..., ChatMessage	✅ Додали ChatMessage
`views.py`	50+ sync views + group_chat	✅ Додали group_chat
`selectors.py`	Sync ORM SELECT-запити	❌ Без змін
`services.py`	Sync business logic	❌ Без змін
`forms.py`	Django Forms	❌ Без змін
`async_selectors.py`	Async ORM SELECT-запити	✅ Новий
`async_services.py`	Async business logic	✅ Новий
`async_views.py`	Async def views	✅ Новий
`consumers.py`	WebSocket Consumer (Django Channels)	✅ Новий
`tests/test_async_views.py`	Async тести	✅ Новий
`urls.py`	URL routing	✅ Додали async URLs + chat
`requirements.txt`	Залежності	✅ Додали uvicorn, httpx, channels
`settings.py`	Конфігурація Django	✅ CHANNEL_LAYERS, channels у INSTALLED_APPS
`asgi.py`	ASGI точка входу	✅ ProtocolTypeRouter
`hello_project/routing.py`	WebSocket URL patterns	✅ Новий
`static/hello_app/js/group_chat.js`	Vanilla JS WebSocket клієнт	✅ Новий

Sync-версія: класичний Django¶

Sync-код в цьому проєкті — це стандартний Django без жодних змін.

Як працює sync request¶

sequenceDiagram
    participant Browser as Браузер
    participant Django as Django (WSGI)
    participant View as views.note_list()
    participant Selector as selectors.get_user_notes()
    participant DB as SQLite

    Browser->>Django: GET /notes/
    Django->>View: Викликає note_list(request)
    View->>Selector: get_user_notes(user, ...)
    Selector->>DB: SELECT * FROM notes WHERE user=... JOIN ...
    Note over Django: Потік ЗАБЛОКОВАНИЙ — чекає DB
    DB-->>Selector: Рядки даних
    Selector-->>View: QuerySet
    View-->>Django: render(template, context)
    Django-->>Browser: HTML 200 OK

Sync URL-и¶

URL	Метод	View	Що робить
`/notes/`	GET	`note_list`	Список нотаток
`/notes/<pk>/`	GET	`note_detail`	Деталі нотатки
`/notes/new/`	GET/POST	`note_create`	Форма створення
`/notes/<pk>/edit/`	GET/POST	`note_edit`	Форма редагування
`/notes/<pk>/delete/`	GET/POST	`note_delete`	Видалення

Async-версія: що ми додали і чому¶

Ми додали нові файли не змінюючи sync-код. Студент може відкрити views.py і async_views.py поруч і побачити різницю.

Як працює async request¶

sequenceDiagram
    participant Browser as Браузер
    participant ASGI as Uvicorn (ASGI)
    participant EL as Event Loop
    participant View as async_note_list()
    participant Selector as async_selectors
    participant DB as SQLite

    Browser->>ASGI: GET /async/notes/
    ASGI->>EL: Передає coroutine
    EL->>View: Запускає async_note_list(request)
    View->>Selector: async_get_user_notes(user) — lazy QuerySet
    View->>DB: async for note in queryset (реальний SQL)
    Note over EL: Event loop ВІЛЬНИЙ — обслуговує інші запити
    DB-->>View: Рядки даних
    View-->>ASGI: render(template, context)
    ASGI-->>Browser: HTML 200 OK

Async URL-и¶

URL	Метод	Async View	Sync-аналог
`/async/notes/`	GET	`async_note_list`	`note_list`
`/async/notes/<pk>/`	GET	`async_note_detail`	`note_detail`
`/async/notes/create/`	GET/POST	`async_note_create`	`note_create`
`/async/notes/<pk>/delete/`	GET/POST	`async_note_delete`	`note_delete`
`/async/notes/<pk>/pin/`	POST	`async_note_toggle_pin`	(немає окремого URL)

Коли async виправданий, а коли — ні¶

Async — це не "краще". Async — це "для іншого типу задач".

❌ Async не потрібен (sync достатній)¶

Функціонал	Чому sync вистачає
CRUD нотаток	Прості DB запити, один запит = одна відповідь
TodoList, ShoppingList	Немає bottleneck, короткі запити
Форми, авторизація	CPU-операції без I/O очікування
Адмін-панель	Рідкісні складні запити, concurrency не потрібна

✅ Async виправданий¶

Функціонал	Чому async потрібен
Груповий чат (цей проєкт!)	WebSocket = тисячі відкритих з'єднань одночасно
Паралельні API-запити	`asyncio.gather()` → кілька запитів одночасно
Streaming відповіді	Server-Sent Events, великі файли
High-concurrency API	10 000+ req/s без блокування потоків

Якщо переписати весь проєкт в async без реального bottleneck — це overengineering + складніший код + ті самі результати.

Ми конвертуємо тільки Notes щоб студент міг порівняти архітектуру. Груповий чат — це окремий use case де async є єдиним правильним вибором.

Запуск sync Django через runserver¶

Крок 1: Перехід до директорії¶

cd module_5/lesson_Django_Async/notes_chat_app

Крок 2: Створення virtualenv¶

# Створення virtualenv
python -m venv .venv

# Активація (Linux / macOS)
source .venv/bin/activate

# Активація (Windows)
.venv\Scripts\activate

Крок 3: Встановлення залежностей¶

pip install -r requirements.txt
# Встановить: Django 5.2, crispy-forms, uvicorn, httpx, та інші

Крок 4: Міграції¶

python manage.py migrate
# Створить SQLite db.sqlite3 з усіма таблицями

Крок 5: Суперюзер (опційно)¶

python manage.py createsuperuser
# Username: admin
# Password: (введи свій)
# → http://127.0.0.1:8000/admin/

Крок 6: Запуск sync сервера¶

python manage.py runserver
# ↑ Django запускається на вбудованому WSGI сервері
# Порт: 8000 (за замовчуванням)

Відкрий браузер: http://127.0.0.1:8000/

Зареєструйся або логінься. Побач sync-список нотаток: http://127.0.0.1:8000/notes/

Запуск async Django через Uvicorn (ASGI)¶

Uvicorn — ASGI-сервер. На відміну від вбудованого runserver, він використовує asyncio event loop і обслуговує async views нативно.

Крок 1: Встанови залежності (включно з wsproto)¶

pip install -r requirements.txt

Чому важливо: requirements.txt містить wsproto — бібліотеку WebSocket-протоколу для uvicorn. Без неї uvicorn логує "No supported WebSocket library detected" і повертає HTTP 404 на всі WS-запити. Async views працюють, але чат — не буде.

Крок 2: Запусти ASGI-сервер¶

uvicorn notes_project.asgi:application --reload --port 8001

Розбір команди:

Частина	Що означає
`uvicorn`	ASGI-сервер (аналог gunicorn для async)
`notes_project.asgi`	Python module: `notes_project/asgi.py`
`:application`	Об'єкт у модулі (`application = ProtocolTypeRouter(...)`)
`--reload`	Автоперезапуск при зміні файлів (тільки для dev!)
`--port 8001`	Порт 8001 (8000 зайнятий runserver)

Очікуване попередження (НЕ є помилкою)¶

WARNING:  ASGI 'lifespan' protocol appears unsupported.

Uvicorn пробує lifespan protocol (startup/shutdown хуки) → Django не реалізує його → uvicorn логує WARNING і продовжує роботу. Це нормально. Чат і async views працюють повністю. Ігноруй це повідомлення.

Відкрий браузер: http://127.0.0.1:8001/

Тепер ти можеш порівняти: - http://127.0.0.1:8000/notes/ — sync view (WSGI) - http://127.0.0.1:8001/async/notes/ — async view (ASGI) - http://127.0.0.1:8001/groups/ — груповий чат (WebSocket)

Важливо: Обидва сервери підключаються до ОДНОГО db.sqlite3. Дані — ті самі. Архітектура виконання — різна.

Таблиця порівняння URL-ів¶

Sync URL	Async URL	Що порівнюємо
`GET /notes/`	`GET /async/notes/`	Список нотаток, lazy ORM vs async for
`GET /notes/<pk>/`	`GET /async/notes/<pk>/`	Деталі нотатки, `.get()` vs `.aget()`
`GET/POST /notes/new/`	`GET/POST /async/notes/create/`	Форма + `create_note` vs `sync_to_async`
`GET/POST /notes/<pk>/delete/`	`GET/POST /async/notes/<pk>/delete/`	`.delete()` vs `.adelete()`
(немає окремого URL)	`POST /async/notes/<pk>/pin/`	`.update(F(...))` vs `.aupdate(F(...))`

Далі¶

Наступна глава: 7A. Async Views та ORM — детальний розбір async_selectors.py, async_services.py, async_views.py.