01-2. 為什麼需要 Gunicorn

⏱️ 閱讀時間： 5 分鐘 🎯 難度： ⭐ (超級簡單)

💡 2025 年更新：關於 ASGI

在開始之前，先了解兩種方案：

# 新專案推薦（Django 3.0+）
pip install uvicorn[standard]
uvicorn myproject.asgi:application --workers 4

# 舊專案或 WSGI 應用（本文重點）
pip install gunicorn
gunicorn myproject.wsgi:application --workers 4

本系列文章專注於 Gunicorn (WSGI)，適合：

• 維護現有的 Django 專案
• 學習 WSGI 服務器的工作原理
• 理解 Workers 的核心概念（也適用於 ASGI）

🎯 本篇重點

理解為什麼 Django 自帶的 runserver 不夠用，必須要用生產級服務器（Gunicorn 或 Uvicorn）。

❌ Django runserver 的問題

問題 1：一次只能處理一個請求

# views.py
import time

def slow_view(request):
    time.sleep(5)  # 模擬慢速處理（例如：複雜計算）
    return HttpResponse("Done!")

情境：3 個用戶同時訪問

Timeline：
0秒  → 用戶 A 訪問 /slow/  開始處理...
1秒  → 用戶 B 訪問 /slow/  ❌ 等待中...
2秒  → 用戶 C 訪問 /slow/  ❌ 等待中...
5秒  → 用戶 A 收到回應
5秒  → 用戶 B 開始處理...
10秒 → 用戶 B 收到回應
10秒 → 用戶 C 開始處理...
15秒 → 用戶 C 收到回應

總共花了 15 秒！

用戶 B 和 C 的感受： 😤 網站怎麼這麼慢！

問題 2：容易崩潰

# views.py
def buggy_view(request):
    result = 1 / 0  # 💥 程式錯誤！
    return HttpResponse(result)

發生什麼事：

用戶訪問 /buggy/
↓
ZeroDivisionError: division by zero
↓
💥 整個 Django runserver 當掉！
↓
所有用戶都無法訪問網站

結果： 網站掛了，必須手動重啟。

問題 3：不安全

Django 官方文檔的警告：

⚠️ DO NOT USE THIS SERVER IN A PRODUCTION SETTING.
   It has not gone through security audits or performance tests.

翻譯： 千萬別在正式網站用，它沒有經過安全檢查！

可能的問題：

• 容易受到 DDoS 攻擊
• 沒有請求超時機制
• 記憶體管理不佳
• 容易洩漏敏感訊息

問題 4：效能差

# 壓力測試
ab -n 1000 -c 10 http://localhost:8000/

# runserver 結果：
# Requests per second: 50 [#/sec]  ← 一秒處理 50 個請求

# Gunicorn 結果：
# Requests per second: 800 [#/sec]  ← 一秒處理 800 個請求

差距： Gunicorn 快了 16 倍！

✅ Gunicorn 如何解決這些問題

解決 1：多個 Workers 同時處理

gunicorn myproject.wsgi:application --workers 4

同樣的情境：3 個用戶同時訪問

Timeline：
0秒  → 用戶 A 訪問 /slow/  Worker 1 處理...
1秒  → 用戶 B 訪問 /slow/  Worker 2 處理...
2秒  → 用戶 C 訪問 /slow/  Worker 3 處理...
5秒  → 用戶 A 收到回應 ✅
6秒  → 用戶 B 收到回應 ✅
7秒  → 用戶 C 收到回應 ✅

總共花了 7 秒！（原本要 15 秒）

用戶感受： 😊 速度還不錯！

解決 2：Worker 掛了會自動重啟

Worker 2 遇到錯誤 💥
↓
Gunicorn Master: "Worker 2 掛了！"
↓
立即啟動新的 Worker 2'
↓
其他 Workers 繼續正常運作
↓
網站依然可用！✅

視覺化：

Master Process (監工)
├── Worker 1 ✅ 正常運作
├── Worker 2 💥 掛了
│   └── Worker 2' ✅ 自動重啟
├── Worker 3 ✅ 正常運作
└── Worker 4 ✅ 正常運作

解決 3：經過安全審查

Gunicorn 的安全特性：

# gunicorn_config.py
timeout = 30              # 請求超過 30 秒就終止
worker_connections = 1000 # 限制單個 worker 的連接數
max_requests = 1000       # 處理 1000 個請求後重啟（防止記憶體洩漏）
limit_request_line = 4094 # 限制請求行長度（防止攻擊）

結果： 更安全，不容易被攻擊。

解決 4：高效能

Django runserver:
┌──────────┐
│ 1 個進程 │ → 一次處理 1 個請求
└──────────┘

Gunicorn (4 workers):
┌──────────┐
│ Worker 1 │ → 處理請求 A
├──────────┤
│ Worker 2 │ → 處理請求 B
├──────────┤
│ Worker 3 │ → 處理請求 C
├──────────┤
│ Worker 4 │ → 處理請求 D
└──────────┘

效能提升 4 倍以上！

🏗️ 完整的生產環境架構

只用 Django runserver（❌ 錯誤）

用戶 → Django runserver → 資料庫

問題：

• 沒有負載均衡
• 沒有靜態文件處理
• 沒有 HTTPS
• 效能差

正確的生產環境（✅ 推薦）

用戶
  ↓
Nginx (反向代理 + 靜態文件)
  ↓
Gunicorn (處理 Django 請求)
  ├── Worker 1
  ├── Worker 2
  ├── Worker 3
  └── Worker 4
  ↓
Django Application
  ↓
PostgreSQL/MySQL (資料庫)

每一層的作用：

📊 對比總結

💡 實際案例

案例：小型部落格網站

狀況：

• 每天 1,000 個訪客
• 使用 Django runserver

問題：

高峰時段（晚上 8-10 點）：
- 同時 50 個用戶訪問
- runserver 一次只能處理 1 個
- 用戶等待時間：30-60 秒
- 結果：用戶流失

改用 Gunicorn：

gunicorn myblog.wsgi:application --workers 4

改善結果：

• 同時可以處理 4 個請求
• 用戶等待時間：< 2 秒
• 用戶滿意度提升 ✅

案例：電商網站

狀況：

• 促銷活動，同時 500 人搶購
• 使用 Django runserver

災難：

活動開始：
→ 500 個請求湧入
→ runserver 處理第 1 個請求
→ 其他 499 個請求超時
→ 用戶看到錯誤頁面
→ 商機流失！💸

改用 Gunicorn + 優化：

gunicorn myshop.wsgi:application \
    --workers 8 \
    --worker-class gevent \
    --worker-connections 1000

結果：

• 同時處理 8,000 個連接
• 活動順利進行 ✅
• 營收大增 💰

🎤 面試常見問題

Q1: 為什麼不能用 Django runserver 在生產環境？

完整答案：

Django runserver 有四個主要問題：

1. 單線程：一次只能處理一個請求，無法應對並發流量
2. 不穩定：遇到錯誤容易整個崩潰，沒有自動恢復機制
3. 不安全：沒有經過安全審查，容易受到攻擊
4. 效能差：沒有優化，處理速度遠不及專業的 WSGI Server

因此生產環境必須使用像 Gunicorn 這樣經過考驗的 WSGI Server。

Q2: Gunicorn 解決了什麼問題？

完整答案：

Gunicorn 主要解決了四個問題：

1. 並發處理：透過多個 worker 進程同時處理多個請求
2. 高可用性：worker 崩潰時自動重啟，保證服務持續運作
3. 安全性：提供請求超時、連接限制等安全機制
4. 高效能：經過優化，效能遠超 Django runserver

這些特性使 Gunicorn 成為生產環境的標準選擇。

Q3: 生產環境的完整架構是什麼？

完整答案：

典型的 Django 生產環境架構從外到內是：

1. Nginx：反向代理、處理靜態文件、SSL/TLS
2. Gunicorn：WSGI Server，管理 worker 進程
3. Django：應用程式，處理業務邏輯
4. 資料庫：PostgreSQL 或 MySQL，儲存資料
5. Redis/Celery（可選）：快取和異步任務

這樣的分層架構可以充分發揮各組件的優勢，提供穩定高效的服務。

✅ 重點回顧

Django runserver 的問題

1. ❌ 單線程，無法並發
2. ❌ 容易崩潰
3. ❌ 不安全
4. ❌ 效能差

Gunicorn 的優勢

1. ✅ 多 Workers 並發處理
2. ✅ 自動重啟機制
3. ✅ 安全可靠
4. ✅ 高效能

何時使用

• 開發環境：Django runserver（方便快速）
• 生產環境：Gunicorn（穩定可靠）

📚 接下來

現在你知道為什麼需要 Gunicorn 了！下一篇我們會學：

01-3. Worker 的概念

• Worker 到底是什麼？
• Worker 是進程還是線程？
• Master Process 的作用

🤓 小測驗

1. Django runserver 最大的問題是什麼？

2. Gunicorn 如何解決崩潰問題？

3. 生產環境的標準架構有哪些層級？

4. 什麼情況下可以用 Django runserver？

上一篇： 01-1. Gunicorn 是什麼
下一篇： 01-3. Worker 的概念

最後更新：2025-10-30