目次
1. I/Oとは？
2. 同期処理と非同期処理の違い
3. WebSocketとは？
4. WebSocketの動作の流れ
5. 非同期通信のメリットと活用シーン
6. DjangoでWebSocketを扱うには？
7. WSGIとは？
8. ASGIとは？
9. Django Channelsとは？
10. Consumerとは？
I/Oとは？
Input（入力）とOutput（出力）の略。
コンピュータでは、データのやり取りをするときに「I/O処理」が発生。 たとえば、以下のような動作が「I/O処理」です。I/Oは 時間がかかる処理 であり、この待ち時間をどう処理するかが重要。
| I/O | 例 |
|---|---|
| Input | キーボード入力、ネットワークからのデータ取得、データベースアクセス |
| Output | 画面への表示、ファイルへの書き込み、クライアントへのレスポンス送信 |
同期処理と非同期処理の違い
I/Oが発生したとき、コンピュータの処理方法には 「同期（同期的）」 と 「非同期（非同期的）」 という2つの方式があります。
1. 同期処理
- 1つの処理が終わるまで次の処理を待つ
- I/Oの待ち時間中は他の処理ができない
- シンプルだけど遅い
2. 非同期処理
- I/Oの待ち時間中に、他の処理を進める
- 効率的に動作する
- WebSocketのようなリアルタイム通信に向いている
WebSocketとは？
1. WebSocketは「双方向通信」の仕組み
- WebSocketは、クライアント（ブラウザ）とサーバーがリアルタイムで通信できる仕組み。
2. WebSocketの特徴
- 一度接続を確立すると、サーバーからもデータを送信できる
- リアルタイムにデータをやり取りできる
- 非同期通信で効率的に処理
3. なぜWebSocketが必要？
-
通常のHTTP通信（リクエスト & レスポンス）では、クライアントからリクエストを送らないとサーバーはデータを送れない。→ リアルタイム通知やチャットには向いていない！
-
しかし、WebSocketを使えば… → クライアントもサーバーも、自由にデータを送れる！
Websocketの動作の流れ
1 通常のHTTP通信
- クライアントがサーバーにリクエストを送る
- サーバーがレスポンスを返す
- 新しいデータが欲しいときは、またリクエストを送る（待ち時間が発生）
2. WebSocketの通信
- 最初に1回だけ接続（ハンドシェイク）
- その後、自由にデータを送受信
- クライアントもサーバーも、好きなタイミングでデータを送信可能
DjangoでWebSocketを扱うには？
Djangoでは、**「Django Channels」**を使うとWebSocketを実装できます。
1. Django Channelsをインストール
pip install channels
2. asgi.py を設定
3. Consumer（WebSocketの処理を書くクラス）を作成
4. ルーティングを設定
5. RedisなどのChannel Layerを活用して効率化
WSGI（Web Server Gateway Interface）とは？
- WSGI（Web Server Gateway Interface）は、PythonのWebアプリケーションとWebサーバーの間の「接続ルール」のこと
- Djangoの基本的な仕組みは、WSGIに基づいて動いている
- どんな時に使われるか
- 通常のHTTPリクエスト（ページを開く、フォームを送信する）
- 同期的な処理（リクエストが終わるまで次の処理が待つ）
ASGI（Asynchronous Server Gateway Interface）とは？
- ASGI（Asynchronous Server Gateway Interface）は、WSGIの後継で、非同期通信をサポートするために作られた仕組み
- WebSocketのようなリアルタイム通信にはASGIが必要
- どんな時に使われるか
- WebSocket（リアルタイム通信）
- 非同期HTTPリクエスト（速く処理したい）
- 長時間接続が必要な処理（ストリーミングやチャット）
Django Channelsとは？
Djangoは WSGI（同期処理）に基づいているので、デフォルトでは WebSocketを扱えない。
そこで登場するのが Django Channels！ → DjangoをASGI対応にして、WebSocketを使えるようにするライブラリ。
Django Channelsの役割
- Djangoを ASGI対応 にする
- WebSocketを扱えるようにする
- 非同期処理を簡単に実装できるようにする
Consumerとは？
DjangoのConsumerは、WebSocketのリクエストを処理するクラス。
ViewのWebSocket版！ 通常のHTTPリクエストに対して「View」を作るように、WebSocketには「Consumer」を作る。
Consumerの役割
- WebSocketの接続・切断を管理
- メッセージの送受信を処理
- データベースと連携する