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                        39 Django：搭建监控平台
                        你好，我是景霄。

通过前几节课的学习，相信你对量化交易系统已经有了一个最基本的认知，也能通过自己的代码，搭建一个简单的量化交易系统来进行盈利。

前面几节课，我们的重点在后台代码、中间件、分布式系统和设计模式上。这节课，我们重点来看前端交互。

监控和运维，是互联网工业链上非常重要的一环。监控的目的就是防患于未然。通过监控，我们能够及时了解到企业网络的运行状态。一旦出现安全隐患，你就可以及时预警，或者是以其他方式通知运维人员，让运维监控人员有时间处理和解决隐患，避免影响业务系统的正常使用，将一切问题的根源扼杀在摇篮当中。

在硅谷互联网大公司中，监控和运维被称为 SRE，是公司正常运行中非常重要的一环。作为 billion 级别的 Facebook，内部自然也有着大大小小、各种各样的监控系统和运维工具，有的对标业务数据，有的对标服务器的健康状态，有的则是面向数据库和微服务的控制信息。

不过，万变不离其宗，运维工作最重要的就是维护系统的稳定性。除了熟悉运用各种提高运维效率的工具来辅助工作外，云资源费用管理、安全管理、监控等，都需要耗费不少精力和时间。运维监控不是一朝一夕得来的，而是随着业务发展的过程中同步和发展的。

作为量化实践内容的最后一节，今天我们就使用 Django 这个 Web 框架，来搭建一个简单的量化监控平台。

Django 简介和安装

Django 是用 Python 开发的一个免费开源的 Web 框架，可以用来快速搭建优雅的高性能网站。它采用的是“MVC”的框架模式，即模型 M、视图 V 和控制器 C。

Django 最大的特色，在于将网页和数据库中复杂的关系，转化为 Python 中对应的简单关系。它的设计目的，是使常见的Web开发任务变得快速而简单。Django是开源的，不是商业项目或者科研项目，并且集中力量解决Web开发中遇到的一系列问题。所以，Django 每天都会在现有的基础上进步，以适应不断更迭的开发需求。这样既节省了开发时间，也提高了后期维护的效率。

说了这么多，接下来，我们通过上手使用进一步来了解。先来看一下，如何安装和使用 Django。你可以先按照下面代码块的内容来操作，安装Django ：

pip3 install Django django-admin --version

########## 输出 ##########

2.2.3

接着，我们来创建一个新的 Django 项目：

django-admin startproject TradingMonitor cd TradingMonitor/ python3 manage.py migrate

########## 输出 ##########

Applying contenttypes.0001_initial... OK Applying auth.0001_initial... OK Applying admin.0001_initial... OK Applying admin.0002_logentry_remove_auto_add... OK Applying admin.0003_logentry_add_action_flag_choices... OK Applying contenttypes.0002_remove_content_type_name... OK Applying auth.0002_alter_permission_name_max_length... OK Applying auth.0003_alter_user_email_max_length... OK Applying auth.0004_alter_user_username_opts... OK Applying auth.0005_alter_user_last_login_null... OK Applying auth.0006_require_contenttypes_0002... OK Applying auth.0007_alter_validators_add_error_messages... OK Applying auth.0008_alter_user_username_max_length... OK Applying auth.0009_alter_user_last_name_max_length... OK Applying auth.0010_alter_group_name_max_length... OK Applying auth.0011_update_proxy_permissions... OK Applying sessions.0001_initial... OK

这时，你能看到文件系统大概是下面这样的：

TradingMonitor/ ├── TradingMonitor │ ├── init.py │ ├── settings.py │ ├── urls.py │ └── wsgi.py ├── db.sqlite3 └── manage.py

我简单解释一下它的意思：

TradingMonitor/TradingMonitor，表示项目最初的 Python 包； TradingMonitor/init.py，表示一个空文件，声明所在目录的包为一个 Python 包； TradingMonitor/settings.py，管理项目的配置信息； TradingMonitor/urls.py，声明请求 URL 的映射关系； TradingMonitor/wsgi.py，表示Python 程序和 Web 服务器的通信协议； manage.py，表示一个命令行工具，用来和 Django 项目进行交互； Db.sqlite3，表示默认的数据库，可以在设置中替换成其他数据库。

另外，你可能注意到了上述命令中的python3 manage.py migrate，这个命令表示创建或更新数据库模式。每当 model 源代码被改变后，如果我们要将其应用到数据库上，就需要执行一次这个命令。

接下来，我们为这个系统添加管理员账户：

python3 manage.py createsuperuser

########## 输出 ##########

Username (leave blank to use 'ubuntu'): admin Email address:
Password: Password (again): Superuser created successfully.

然后，我们来启动 Django 的 debugging 模式：

python3 manage.py runserver

最后，打开浏览器输入：http://127.0.0.1:8000。如果你能看到下面这个画面，就说明 Django 已经部署成功了。

Django 的安装是不是非常简单呢？这其实也是 Python 一贯的理念，简洁，并简化入门的门槛。

OK，现在我们再定位到 http://127.0.0.1:8000/admin，你会看到 Django 的后台管理网页，这里我就不过多介绍了。

到此，Django 就已经成功安装，并且正常启动啦。

MVC 架构

刚刚我说过，MVC 架构是 Django 设计模式的精髓。接下来，我们就来具体看一下这个架构，并通过 Django 动手搭建一个服务端。

设计模型 Model

在之前的日志和存储系统这节课中，我介绍过 peewee 这个库，它能避开通过繁琐的 SQL 语句来操作 MySQL，直接使用 Python 的 class 来进行转换。事实上，这也是 Django 采取的方式。

Django 无需数据库就可以使用，它通过对象关系映射器（object-relational mapping），仅使用Python代码就可以描述数据结构。

我们先来看下面这段 Model 代码：

TradingMonitor/models.py

from django.db import models

class Position(models.Model): asset = models.CharField(max_length=10) timestamp = models.DateTimeField() amount = models.DecimalField(max_digits=10, decimal_places=3)

models.py 文件主要用一个 Python 类来描述数据表，称为模型 。运用这个类，你可以通过简单的 Python 代码来创建、检索、更新、删除数据库中的记录，而不用写一条又一条的SQL语句，这也是我们之前所说的避免通过 SQL 操作数据库。

在这里，我们创建了一个 Position 模型，用来表示我们的交易仓位信息。其中，

asset 表示当前持有资产的代码，例如 btc； timestamp 表示时间戳； amount 则表示时间戳时刻的持仓信息。

设计视图 Views

在模型被定义之后，我们便可以在视图中引用模型了。通常，视图会根据参数检索数据，加载一个模板，并使用检索到的数据呈现模板。

设计视图，则是我们用来实现业务逻辑的地方。我们来看 render_positions 这个代码，它接受 request 和 asset 两个参数，我们先不用管 request。这里的 asset 表示指定一个资产名称，例如 btc，然后这个函数返回一个渲染页面。

TradingMonitor/views.py

from django.shortcuts import render from .models import Position

def render_positions(request, asset): positions = Position.objects.filter(asset = asset) context = {'asset': asset, 'positions': positions} return render(request, 'positions.html', context)

不过，这个函数具体是怎么工作的呢？我们一行行来看。

positions = Position.objects.filter(asset = asset)，这行代码向数据库中执行一个查询操作，其中， filter 表示筛选，意思是从数据库中选出所有我们需要的 asset 的信息。不过，这里我只是为你举例做示范；真正做监控的时候，我们一般会更有针对性地从数据库中筛选读取信息，而不是一口气读取出所有的信息。

context = {'asset': asset, 'positions': positions}，这行代码没什么好说的，封装一个字典。至于这个字典的用处，下面的内容中可以体现。

return render(request, 'positions.html', context)，最后这行代码返回一个页面。这里我们采用的模板设计，这也是 Django 非常推荐的开发方式，也就是让模板和数据分离，这样，数据只需要向其中填充即可。

最后的模板文件是 position.html，你应该注意到了， context 作为变量传给了模板，下面我们就来看一下设计模板的内容。

设计模板Templates

模板文件，其实就是 HTML 文件和部分代码的综合。你可以想象成，这个HTML 在最终送给用户之前，需要被我们预先处理一下，而预先处理的方式就是找到对应的地方进行替换。

我们来看下面这段示例代码：

TradingMonitor/templates/positions.html

<html lang="en-US"> <head> </head>

Positions for {{asset}}

{% for position in positions %} {% endfor %}

Time	Amount
{{position.timestamp}}	{{position.amount}}

我重点说一下几个地方。首先是，这里双大括号括住 asset 这个变量，这个变量对应的正是前面 context 字典中的 asset key。Django 的渲染引擎会将 asset ，替换成 context 中 asset 对应的内容，此处是替换成了 btc。

再来看{% for position in positions %}，这是个很关键的地方。我们需要处理一个列表的情况，用 for 对 positions 进行迭代就行了。这里的 positions ，同样对应的是 context 中的 positions。

末尾的{% endfor %}，自然就表示结束了。这样，我们就将数据封装到了一个列表之中。

设计链接 Urls

最后，我们需要为我们的操作提供 URL 接口，具体操作我放在了下面的代码中，内容比较简单，我就不详细展开讲解了。

TradingMonitor/urls.py

from django.contrib import admin from django.urls import path from . import views

urlpatterns = [ path('admin/', admin.site.urls), path('positions/str:asset', views.render_positions), ]

到这里，我们就可以通过 http://127.0.0.1:8000/positions/btc 来访问啦！

测试

当然，除了主要流程外，我还需要强调几个很简单但非常关键的细节，不然，我们这些改变就不能被真正地应用。

第一步，在 TradingMonitor/TradingMonitor 下，新建一个文件夹 migrations；并在这个文件夹中，新建一个空文件 init.py。

mkdir TradingMonitor/migrations touch TradingMonitor/migrations/init.py

此时，你的目录结构应该长成下面这样：

TradingMonitor/ ├── TradingMonitor │ ├── migrations │ └── init.py │ ├── templates │ └── positions.html │ ├── init.py │ ├── settings.py │ ├── urls.py │ ├── models.py │ ├── views.py │ └── wsgi.py ├── db.sqlite3 └── manage.py

第二步，修改 TradingMonitor/settings.py：

INSTALLED_APPS = [ 'django.contrib.admin', 'django.contrib.auth', 'django.contrib.contenttypes', 'django.contrib.sessions', 'django.contrib.messages', 'django.contrib.staticfiles', 'TradingMonitor', # 这里把我们的 app 加上 ]

TEMPLATES = [ { 'BACKEND': 'django.template.backends.django.DjangoTemplates', 'DIRS': [os.path.join(BASE_DIR, 'TradingMonitor/templates')], # 这里把 templates 的目录加上 'APP_DIRS': True, 'OPTIONS': { 'context_processors': [ 'django.template.context_processors.debug', 'django.template.context_processors.request', 'django.contrib.auth.context_processors.auth', 'django.contrib.messages.context_processors.messages', ], }, }, ]

第三步，运行 python manage.py makemigrations：

python manage.py makemigrations

########## 输出 ##########

Migrations for 'TradingMonitor': TradingMonitor/migrations/0001_initial.py - Create model Position

第四步，运行 python manage.py migrate：

python manage.py migrate

########## 输出 ##########

Operations to perform: Apply all migrations: TradingMonitor, admin, auth, contenttypes, sessions Running migrations: Applying TradingMonitor.0001_initial... OK

这几步的具体操作，我都用代码和注释表示了出来，你完全可以同步进行操作。操作完成后，现在，我们的数据结构就已经被成功同步到数据库中了。

最后，输入 python manage.py runserver，然后打开浏览器输入http://127.0.0.1:8000/positions/btc，你就能看到效果啦。-

现在，我们再回过头来看一下 MVC 模式，通过我画的这张图，你可以看到，M、V、C这三者，以一种插件似的、松耦合的方式连接在一起：

当然，我带你写的只是一个简单的 Django 应用程序，对于真正的量化平台监控系统而言，这还只是一个简单的开始。

除此之外，对于监控系统来说，其实还有着非常多的开源插件可以使用。有一些界面非常酷炫，有一些可以做到很高的稳定性和易用性，它们很多都可以结合 Django 做出很好的效果来。比较典型的有：

Graphite 是一款存储时间序列数据，并通过 Django Web 应用程序在图形中显示的插件； Vimeo 则是一个基于 Graphite 的仪表板，具有附加功能和平滑的设计； Scout 监控 Django和Flask应用程序的性能，提供自动检测视图、SQL查询、模板等。

总结

这一节课的内容更靠近上游应用层，我们以 Django 这个 Python 后端为例，讲解了搭建一个服务端的过程。你应该发现了，使用 RESTful Framework 搭建服务器，是一个如此简单的过程，你可以去开一个自己的交易所了（笑）。相比起具体的技术，今天我所讲的 MVC 框架和 Django 的思想，更值得你去深入学习和领会。

思考题

今天我想给你留一个难度比较高的作业。RESTful API 在 Django 中是如何实现安全认证的？你能通过搜索和自学掌握这个知识点吗？希望可以在留言区看到你的认真学习记录和总结，我会一一给出建议。也欢迎你把这篇文章分享给你的朋友、同事，一起交流、一起进步。