Django实现聊天机器人
演示效果如下所示：
用户在聊天界面调用Celery异步任务，Celery异步任务执行完毕后发送结果给channels，然后channels通过websocket将结果实时推送给用户。对于简单的算术运算，Celery一般自行计算就好了。对于网上查找诗人简介这样的任务，Celery会调用Python爬虫(requests+parsel)爬取古诗文网站上的诗人简介，把爬取结果实时返回给用户。
接下来我们来看下具体的代码实现吧。
第一步 安装环境依赖首先在虚拟环境中安装django和以下主要项目依赖。本项目使用了最新版本，为3.X版本。
# 主要项目依赖 pip install django pip install channels pip install channels_redis pip install celery pip install redis pip install eventlet # windows only # 爬虫依赖 pip install requests pip install parsel
新建一个名为myproject的项目，新建一个app名为bots。如果windows下安装报错，如何解决自己网上去找吧，很容易解决。修改settings.py, 将channels和chat加入到INSTALLED_APPS里，并添加相应配置，如下所示：
INSTALLED_APPS = [ ’django.contrib.admin’, ’django.contrib.auth’, ’django.contrib.contenttypes’, ’django.contrib.sessions’, ’django.contrib.messages’, ’django.contrib.staticfiles’, ’channels’, # channels应用 ’bots’, # bots应用 ] # 设置ASGI应用 ASGI_APPLICATION = ’myproject.asgi.application’# 生产环境中使用redis做后台，安装channels_redisimport osCHANNEL_LAYERS = { 'default': {'BACKEND': 'channels_redis.core.RedisChannelLayer','CONFIG': { 'hosts': [os.environ.get(’REDIS_URL’, ’redis://127.0.0.1:6379/2’)],}, },}
最后将bots应用的urls.py加入到项目urls.py中去，这和常规Django项目无异。
# myproject/urls.py from django.conf.urls import include from django.urls import path from django.contrib import admin urlpatterns = [ path(’bots/’, include(’bots.urls’)), path(’admin/’, admin.site.urls), ]第二步 配置Celery
pip安装好Celery和redis后，我们要对其进行配置。分别修改myproject目录下的__init__.py和celery.py（新建), 添加如下代码：
# __init__.pyfrom .celery import app as celery_app__all__ = (’celery_app’,)# celery.pyimport osfrom celery import Celery# 设置环境变量os.environ.setdefault(’DJANGO_SETTINGS_MODULE’, ’myproject.settings’)# 实例化app = Celery(’myproject’)# namespace=’CELERY’作用是允许你在Django配置文件中对Celery进行配置# 但所有Celery配置项必须以CELERY开头，防止冲突app.config_from_object(’django.conf:settings’, namespace=’CELERY’)# 自动从Django的已注册app中发现任务app.autodiscover_tasks()# 一个测试任务@app.task(bind=True)def debug_task(self): print(f’Request: {self.request!r}’)
接着修改settings.py, 增加如下Celery配置：
# Celery配置CELERY_BROKER_URL = 'redis://127.0.0.1:6379/0'CELERY_TIMEZONE = TIME_ZONE# celery内容等消息的格式设置，默认jsonCELERY_ACCEPT_CONTENT = [’application/json’, ]CELERY_TASK_SERIALIZER = ’json’CELERY_RESULT_SERIALIZER = ’json’
完整Celery配置见：Django进阶：万字长文教你使用Celery执行异步和周期性任务(多图)
第三步 编写机器人聊天主页面本例我们只需要利用django普通视图函数编写1个页面，用于展示首页(index)与用户交互的聊天页面。这个页面对应的路由及视图函数如下所示：
# bots/urls.py from django.urls import path from . import views urlpatterns = [ path(’’, views.index, name=’index’), ] # bots/views.py from django.shortcuts import render def index(request): return render(request, ’bots/index.html’, {})
接下来我们编写模板文件index.html，它的路径位置如下所示：
bots/ __init__.py templates/ bots/ index.html urls.py views.py
index.html内容如下所示。
<!DOCTYPE html><html><head> <meta charset='utf-8'/> <title>Django+Channels+Celery聊天机器人</title></head><body><textarea id='chat-log' cols='100' rows='20' readonly></textarea><br/><input type='text' size='100' placeholder='输入`help`获取帮助信息.'/><br/><input id='chat-message-submit' type='button' value='Send'/> <script> var wss_protocol = (window.location.protocol == ’https:’) ? ’wss://’: ’ws://’; var chatSocket = new WebSocket(wss_protocol + window.location.host + ’/ws/bots/’); chatSocket.onopen = function(e) {document.querySelector(’#chat-log’).value +=(’欢迎来到大江狗Django聊天机器人. 请输入`help`获取帮助信息.n’)} chatSocket.onmessage = function(e) {var data = JSON.parse(e.data);var message = data[’message’];document.querySelector(’#chat-log’).value += (message + ’n’); }; chatSocket.onclose = function(e) {document.querySelector(’#chat-log’).value +=(’Socket closed unexpectedly, please reload the page.n’)}; document.querySelector(’#chat-message-input’).focus(); document.querySelector(’#chat-message-input’).onkeyup = function(e) {if (e.keyCode === 13) { // enter, return document.querySelector(’#chat-message-submit’).click();} }; document.querySelector(’#chat-message-submit’).onclick = function(e) {var messageInputDom = document.querySelector(’#chat-message-input’);var message = messageInputDom.value;chatSocket.send(JSON.stringify({ ’message’: message})); messageInputDom.value = ’’; };</script></body></html>第四步 编写后台websocket路由及处理方法
当 channels 接受 WebSocket 连接时, 它也会根据根路由配置去查找相应的处理方法。只不过channels的websocket路由不在urls.py中配置，处理函数也不写在views.py。在channels中，这两个文件分别变成了routing.py和consumers.py。
在bots应用下新建routing.py, 添加如下代码。它的作用是将发送至ws/bots/的websocket请求转由BotConsumer处理。
from django.urls import re_pathfrom . import consumerswebsocket_urlpatterns = [ re_path(r’ws/bots/$’, consumers.BotConsumer.as_asgi()),]
注意：定义websocket路由时，推荐使用常见的路径前缀 (如/ws) 来区分 WebSocket 连接与普通 HTTP 连接， 因为它将使生产环境中部署 Channels 更容易，比如nginx把所有/ws的请求转给channels处理。
与Django类似，我们还需要把这个app的websocket路由加入到项目的根路由中去。编辑myproject/asgi.py, 添加如下代码：
# myproject/asgi.pyimport osfrom channels.auth import AuthMiddlewareStackfrom channels.routing import ProtocolTypeRouter, URLRouterfrom django.core.asgi import get_asgi_applicationimport chat.routingimport bots.routingos.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'myproject.settings')application = ProtocolTypeRouter({ 'http': get_asgi_application(), # websocket请求使用的路由 'websocket': AuthMiddlewareStack(URLRouter( bots.routing.websocket_urlpatterns) )})
接下来在bots应用下新建consumers.py, 添加如下代码:
import jsonfrom asgiref.sync import async_to_syncfrom channels.generic.websocket import WebsocketConsumerfrom . import tasksCOMMANDS = { ’help’: {’help’: ’命令帮助信息.’, }, ’add’: {’args’: 2,’help’: ’计算两个数之和, 例子: `add 12 32`.’,’task’: ’add’ }, ’search’: {’args’: 1,’help’: ’通过名字查找诗人介绍，例子: `search 李白`.’,’task’: ’search’ },}class BotConsumer(WebsocketConsumer): def receive(self, text_data):text_data_json = json.loads(text_data)message = text_data_json[’message’]response_message = ’请输入`help`获取命令帮助信息。’message_parts = message.split()if message_parts: command = message_parts[0].lower() if command == ’help’:response_message = ’支持的命令有:n’ + ’n’.join( [f’{command} - {params['help']} ’ for command, params in COMMANDS.items()]) elif command in COMMANDS:if len(message_parts[1:]) != COMMANDS[command][’args’]: response_message = f’命令`{command}`参数错误，请重新输入.’else: getattr(tasks, COMMANDS[command][’task’]).delay(self.channel_name, *message_parts[1:]) response_message = f’收到`{message}`任务.’ async_to_sync(self.channel_layer.send)( self.channel_name, {’type’: ’chat.message’,’message’: response_message }) def chat_message(self, event):message = event[’message’]# Send message to WebSocketself.send(text_data=json.dumps({ ’message’: f’[机器人]: {message}’}))
上面代码中最重要的一行如下所示。BotConsumer在接收到路由转发的前端消息后，对其解析，将当前频道名和解析后的参数一起交由Celery异步执行。Celery执行任务完成以后会将结果发到这个频道，这样就实现了channels和Celery的通信。
getattr(tasks, COMMANDS[command][’task’]).delay(self.channel_name, *message_parts[1:])第五步 编写Celery异步任务
在bots目录下新建`tasks.py`，添加如下代码：
from asgiref.sync import async_to_syncfrom celery import shared_taskfrom channels.layers import get_channel_layerfrom parsel import Selectorimport requestschannel_layer = get_channel_layer()@shared_taskdef add(channel_name, x, y): message = ’{}+{}={}’.format(x, y, int(x) + int(y)) async_to_sync(channel_layer.send)(channel_name, {'type': 'chat.message', 'message': message}) print(message)@shared_taskdef search(channel_name, name): spider = PoemSpider(name) result = spider.parse_page() async_to_sync(channel_layer.send)(channel_name, {'type': 'chat.message', 'message': str(result)}) print(result)class PoemSpider(object): def __init__(self, keyword):self.keyword = keywordself.url = 'https://so.gushiwen.cn/search.aspx' def parse_page(self):params = {’value’: self.keyword}response = requests.get(self.url, params=params)if response.status_code == 200: # 创建Selector类实例 selector = Selector(response.text) # 采用xpath选择器提取诗人介绍 intro = selector.xpath(’//textarea[starts-with(@id,'txtareAuthor')]/text()’).get() print('{}介绍:{}'.format(self.keyword, intro)) if intro:return introprint('请求失败 status:{}'.format(response.status_code))return '未找到诗人介绍。'
以上两个任务都以channel_name为参数，任务执行完毕后通过channel_layer的send方法将结果发送到指定频道。
注意：
- 默认获取channel_layer的方式是调用接口：channels.layers.get_channel_layer()。如果是在consumer中调用接口的话可以直接使用self.channel_layer。
- 对于channel layer的方法（包括send()、group_send()，group_add()等）都属于异步方法，这意味着在调用的时候都需要使用await，而如果想要在同步代码中使用它们，就需要使用装饰器asgiref.sync.async_to_sync
第六步 运行看效果如果不出意外，你现在的项目布局应该如下所示。说实话，整个项目一共没几个文件，Python的简洁和效率真是出了名的好啊。
连续运行如下命令，就可以看到我们文初的效果啦。
# 启动django测试服务器 python manage.py makemigrations python manage.py migrate python manage.py runserver # windows下启动Celery需eventlet # 启动Celery前确定redis服务已开启哦 Celery -A myproject worker -l info -P eventlet小结
本文我们使用Django + Channels + Celery + Redis打造了一个聊天机器人，既会算算术，还会查古诗文。借用这个实现原理，你可以打造非常有趣的实时聊天应用哦，比如在线即时问答，在线客服，实时查询订单，Django版的siri美女等等。
Django Channels + Websocket + Celery聊天机器人项目源码地址：https://github.com/shiyunbo/django-channels-chatbot
以上就是Django实现聊天机器人的详细内容，更多关于Django 聊天机器人的资料请关注好吧啦网其它相关文章！
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