使用FastAPI整合Gradio和Django
大家好，我是每天分享AI應用的螢火君！
經(jīng)常接觸機器學習的同學可能都接觸過Gradio這個框架，Gradio是一個基于Python的專門為機器學習項目創(chuàng)建的快速開發(fā)框架，可以讓開發(fā)者快速發(fā)布自己的模型給用戶測試，目前Huggingface上的機器學習項目都是基于Gradio對外提供服務的。
不過Gradio的目標是機器學習模型的快速演示，真正為用戶提供服務時，我們還有很多需要關注的方面，比如用戶的鑒權授權、消息通知、靜態(tài)頁面、SEO優(yōu)化等等，這些使用Gradio有點捉襟見肘，我們還需要使用更加成熟的Web開發(fā)框架，比如Django這種。
但是我們初期可能已經(jīng)用Gradio做了很多的功能，不想重寫這些東西，這時候就產(chǎn)生了集成Gradio到其它框架的需求。這篇文章就來分享如何將Gradio集成到成熟的Web框架Django，以方便后來者。
創(chuàng)建Django項目
這里假設我們已經(jīng)有了一個Gradio的項目，將在這個項目中繼續(xù)創(chuàng)建一個Django項目。
創(chuàng)建 Django 項目
首先通過 pip 安裝 Django：
pip install django然后在程序的根目錄初始化Django項目的一些基礎文件：
django-admin startproject myproject
cd myproject這里的 myproject 需要替換成你的 Django 項目名。
然后我們還要繼續(xù)創(chuàng)建 Django 應用，應用可以理解為模塊，比如項目下有管理模塊、用戶模塊、支付模塊和具體的業(yè)務單元模塊。每個應用都有自己的模型、視圖、模板和 URL 路由。
python manage.py startapp myapp請將myapp改為你的應用名稱。
執(zhí)行完這些命令之后，項目中將會增加一些Django的框架腳本。
創(chuàng)建 Django 頁面
有了Django的基礎腳本，然后就可以開發(fā)Web頁面了。
1個頁面涉及三個方面：視圖、路由和HTML模板，還是以 myapp 為例：
在 myapp/views.py 中創(chuàng)建一個視圖：
from django.shortcuts import render
def index(request):
return render(request, 'index.html')在 myapp/urls.py 中設置 URL 路由到這個視圖：
from django.urls import path
from .views import index
urlpatterns = [
path('', index, name='index'),
]在 myapp/templates/index.html 創(chuàng)建 HTML 模板：
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Gradio in Django</title>
</head>
<body>
<h1>Welcome to My App</h1>
</body>
</html>然后我們就可以啟動程序，在瀏覽器訪問這個頁面了：
uvicorn myproject.wsgi:application --reload啟動程序使用的是 uvicorn工具，myproject是項目的名稱，wsgi對應到myproject文件夾下的 wsgi.py。
集成Gradio到Django
準備一個Gradio項目
為了演示，這里準備一個Gradio的程序。
假設文件路徑為：gradio/app.py
import gradio as gr
def greet(name):
return f"Hello {name}!"
# 定義 Gradio 接口
demo = gr.Interface(fn=greet, inputs="text", outputs="text")整合 Gradio 和 Django
現(xiàn)在我們把 Gradio 集成到 Django 中，它們將在同一個進程中運行，對外使用一個端口號。Django 默認通過根目錄 / 進行訪問，Gradio則通過 /gradio 進行訪問。
這里走過一些彎路，有問題的方法就不講了，直接給出我的方案。
這里還要引入一個框架 FastAPI，我們將使用 FastAPI 來代理對 Gradio 和 Django 的訪問，所以其實不是將Gradio集成到Django，這個方法本質(zhì)上是將 Gradio 和 Django 整合到一起。
打開 myproject/wsgi.py，這是 Django 項目的主文件：
import os
from django.core.wsgi import get_wsgi_application
from fastapi import Request, Response
from starlette.middleware.wsgi import WSGIMiddleware
import gradio as gr
from gradio.app import demo
os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'myproject.settings')
# 創(chuàng)建 FastAPI 應用
app = FastAPI()
# 掛載 Gradio 到FastAPI，注意這個path要和下邊中間件中的一致
app = gr.mount_gradio_app(app, demo, path="/gradio")
# 獲取 Django 的 WSGI 應用
django_app = get_wsgi_application()
# 注冊一個FastAPI中間件，實現(xiàn)
@app.middleware("http")
async def route_middleware(request: Request, call_next):
# 如果路徑是 /gradio，則調(diào)用call_next，F(xiàn)astAPI框架會交給已經(jīng)注冊的 Gradio程序 處理
if request.url.path.startswith("/gradio"):
return await call_next(request)
# 否則交給Django處理
response = Response()
async def send(message):
if message['type'] == 'http.response.start':
response.status_code = message['status']
response.headers.update({k.decode(): v.decode() for k, v in message['headers']})
elif message['type'] == 'http.response.body':
response.body += message.get('body', b'') # 注意這里用 += 來累積響應體
await WSGIMiddleware(django_app)(request.scope, request.receive, send)
response.headers["content-length"] = str(len(response.body))
return response這段代碼的邏輯也比較簡單，先創(chuàng)建FastAPI應用，然后將Gradio程序掛載到FastAPI，這里使用的是Gradio自帶的mount_gradio_app方法，然后創(chuàng)建了一個FastAPI的中間件，對不同的路由使用不同的處理。
重點就在這個FastAPI中間件，它可以保證通過 /gradio 訪問到Gradio程序，通過 / 訪問到 Django 程序。
如果我們使用下面的這種方式來代理 Django，實測將不能通過 /gradio 訪問到Gradio程序，無論 Gradio 和 Django 誰先注冊。如果你的環(huán)境可以，歡迎留下你的各個 package 的版本。
app.mount("/", WSGIMiddleware(django_app))靜態(tài)文件的訪問
因為靜態(tài)文件是每個Web程序幾乎避不開的，比如圖片、css、js等，所以這里特別提下。
在上邊的路由中間件中，除了 /gradio 會路由到Gradio程序，其它都會走Django進行處理，靜態(tài)文件也不例外。
這里假設靜態(tài)文件放在 static 目錄下。
打開 myproject/settings.py，這是 Django 項目的基礎設置文件，修改其中靜態(tài)文件的部分：
STATIC_URL = '/static/'
if DEBUG:
STATICFILES_DIRS = [
os.path.join(BASE_DIR, "static"),
]
else:
STATIC_ROOT = os.path.join(BASE_DIR, 'static')打開 myproject/urls.py，修改其中的路由定義，增加 re_path 這一行。
urlpatterns = [
re_path('^static/(?P<path>.*)', serve, {'document_root': settings.STATIC_ROOT}),
path('', include('myapp.urls')), # 包含 myapp 的 URL 配置
]這樣可以在調(diào)測和生產(chǎn)環(huán)境都能正常訪問 static 目錄下的靜態(tài)文件，而不用再進行不同的設置。
總結
本文分享了一種整合 Gradio 和 Django 程序的方法，在這種方法下，Gradio 和 Django 可以使用同一個進程，使用相同的端口號對外服務，同時Gradio程序使用子目錄 /gradio 進行訪問，Django 程序使用根目錄 / 進行訪問。
因本人對 Django 和 Gradio 的了解有限，文中介紹的方法可能存在瑕疵，請謹慎使用。
