Django 模型钩子函数完全指南

于 2025-08-01 22:49:28 发布
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分类专栏： Django V2 # 第2章 模型 文章标签： django 模型 钩子函数 生命周期管理 信号系统 模型验证 最佳实践
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Django 模型钩子函数是模型生命周期中的关键控制点，允许您在特定事件发生时执行自定义逻辑。本教程将全面解析 Django 模型中的钩子函数，帮助您掌握这些强大的工具。

一、模型生命周期概览

创建实例
__init__
pre_save 信号
save 方法
post_save 信号
数据库保存
pre_delete 信号
delete 方法
post_delete 信号

二、核心钩子函数详解

1. __init__ - 实例初始化钩子

触发时机：创建模型实例时（Product() 或 Product.objects.create()）
使用场景：设置初始状态、缓存原始值、添加临时属性
最佳实践：

class Product(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=100)
    price = models.DecimalField(max_digits=10, decimal_places=2)
    
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        # 必须先调用父类构造函数
        super().__init__(*args, **kwargs)
        
        # 缓存原始价格用于后续比较
        self._original_price = self.price
        
        # 添加临时属性
        self.creation_time = timezone.now()

2. save() - 保存方法钩子

触发时机：调用 save() 方法时
使用场景：字段预处理、状态变更记录、自定义保存逻辑
最佳实践：

def save(self, *args, **kwargs):
    """保存前调用"""
    if not self.slug:
        self.slug = slugify(self.name)
    
    if self.price < 0:
        raise ValidationError("价格不能为负")
    
    # 调用父类保存方法
    super().save(*args, **kwargs)
    
  def save(self, *args, **kwargs):
    super().save(*args, **kwargs)
    """保存后调用"""
    # 创建库存记录
    Stock.objects.create(product=self, quantity=0)
    print(f"产品 {self.name} 已保存")

3. delete() - 删除方法钩子

触发时机：调用 delete() 方法时
使用场景：删除保护、级联删除、备份数据
最佳实践：

def delete(self, *args, **kwargs):
    """删除前处理"""
    # 检查关联订单
    if self.order_set.exists():
        raise ValidationError("无法删除有订单关联的产品")
    
    # 创建备份
    DeletedProduct.objects.create(
        name=self.name,
        price=self.price,
        deleted_at=timezone.now()
    )
    
    # 必须调用父类删除方法
    super().delete(*args, **kwargs)

三、信号系统深度解析

1. 信号是什么？

信号是 Django 的事件通知系统，允许解耦的组件在特定动作发生时执行操作。

2. 信号核心概念

通知
1
*
Signal
+send(sender, **kwargs)
Receiver
+__call__(signal, sender, **kwargs)

3. pre_save 信号

触发时机：save() 方法开始执行，数据库操作前
​​使用场景​​：全局字段预处理、审计日志
​​最佳实践​​：

from django.db.models.signals import pre_save
from django.dispatch import receiver

# 注册信号接收器
@receiver(pre_save, sender=Product)
def product_pre_save_handler(sender, instance, **kwargs):
    """
    sender: 发送信号的模型类 (Product)
    instance: 实际保存的实例
    """
    # 自动生成SKU
    if not instance.sku:
        instance.sku = generate_sku(instance.name)
    
    # 记录修改人
    if hasattr(instance, 'request') and instance.request.user:
        instance.last_modified_by = instance.request.user

4. post_save 信号

触发时机：save() 方法完成，数据库操作后
​​使用场景​​：创建关联对象、发送通知、更新缓存
​​最佳实践​​：

@receiver(post_save, sender=Product)
def product_post_save_handler(sender, instance, created, **kwargs):
    """
    created: 是否是新建对象
    """
    if created:
        # 初始化库存
        Stock.objects.create(product=instance, quantity=0)
        print(f"新产品创建: {instance.name}")
    else:
        # 发送更新通知
        send_product_update_notification(instance)

5. pre_delete 信号

触发时机：delete() 方法开始执行，数据库操作前
​​使用场景​​：删除保护、备份数据
​​最佳实践​​：

@receiver(pre_delete, sender=Product)
def product_pre_delete_handler(sender, instance, **kwargs):
    # 检查是否有未完成订单
    if Order.objects.filter(product=instance, status='pending').exists():
        raise ValidationError("无法删除有未完成订单的产品")
    
    # 创建备份
    ProductArchive.objects.create(
        name=instance.name,
        price=instance.price,
        deleted_at=timezone.now()
    )

6. post_delete 信号

触发时机：delete() 方法完成，数据库操作后
​​使用场景​​：清理关联数据、更新统计信息
​​最佳实践​​：

@receiver(post_delete, sender=Product)
def product_post_delete_handler(sender, instance, **kwargs):
    # 清理图片文件
    if instance.image:
        instance.image.delete(save=False)
    
    # 更新分类统计
    category = instance.category
    category.product_count = Product.objects.filter(category=category).count()
    category.save()

四、验证钩子函数

1. 字段级验证

触发时机：调用 full_clean() 或表单验证时
使用场景：复杂业务规则验证、跨字段验证
最佳实践：

def clean(self):
    """模型级验证"""
    errors = {}
    
    # 验证价格
    if self.price < self.cost_price:
        errors['price'] = "售价不能低于成本价"
    
    # 验证库存
    if self.stock < 0:
        errors['stock'] = "库存不能为负"
    
    if errors:
        raise ValidationError(errors)

2. 唯一性验证

def validate_unique(self, exclude=None):
    """自定义唯一性验证"""
    # 检查名称唯一性（忽略大小写）
    if Product.objects.filter(name__iexact=self.name).exclude(pk=self.pk).exists():
        raise ValidationError({'name': '产品名称已存在'})
    
    super().validate_unique(exclude)

五、高级钩子技巧

1. 状态转换钩子

class Order(models.Model):
    STATUS_CHOICES = [('P', '待付款'), ('S', '已发货'), ('C', '已完成')]
    status = models.CharField(max_length=1, choices=STATUS_CHOICES, default='P')
    
    def save(self, *args, **kwargs):
        # 记录状态变更
        if self.pk:
            original = Order.objects.get(pk=self.pk)
            if original.status != self.status:
                OrderStatusLog.objects.create(
                    order=self,
                    from_status=original.status,
                    to_status=self.status
                )
        
        super().save(*args, **kwargs)

2. 审计日志钩子

@receiver(post_save, sender=Product)
@receiver(post_delete, sender=Product)
def product_audit_log(sender, instance, **kwargs):
    """产品变更审计日志"""
    action = 'CREATE' if kwargs.get('created') else 'UPDATE'
    if kwargs.get('signal') == post_delete:
        action = 'DELETE'
    
    AuditLog.objects.create(
        model='Product',
        object_id=instance.pk,
        action=action,
        details={
            'name': instance.name,
            'price': instance.price
        }
    )

3. 缓存管理钩子

@receiver(post_save, sender=Product)
@receiver(post_delete, sender=Product)
def clear_product_cache(sender, **kwargs):
    """清除产品缓存"""
    from django.core.cache import cache
    cache.delete('featured_products')
    cache.delete('product_categories')
    cache.delete_pattern('product_detail_*')

六、最佳实践指南

1. 钩子使用原则

钩子类型适用场景不适用场景
模型方法模型特定逻辑跨模型操作
信号全局事件处理简单字段转换
验证方法复杂业务规则基本格式验证

2. 性能优化技巧

# 避免在钩子中进行耗时操作
@receiver(post_save, sender=Order)
def process_order(sender, instance, **kwargs):
    # 使用异步任务处理耗时操作
    from .tasks import process_order_async
    process_order_async.delay(instance.id)

3. 错误处理

def save(self, *args, **kwargs):
    try:
        # 业务逻辑
        self.clean()
        super().save(*args, **kwargs)
    except ValidationError as e:
        # 处理验证错误
        logger.error(f"保存失败: {e}")
        raise
    except Exception as e:
        # 处理其他错误
        logger.exception("未知错误")
        raise

七、实战案例：电商产品模型

from django.db import models
from django.db.models.signals import pre_save, post_save, pre_delete
from django.dispatch import receiver
from django.core.exceptions import ValidationError
from django.utils.text import slugify
from django.utils import timezone

class Product(models.Model):
    name = models.CharField(max_length=200, unique=True)
    slug = models.SlugField(max_length=200, blank=True)
    price = models.DecimalField(max_digits=10, decimal_places=2)
    cost_price = models.DecimalField(max_digits=10, decimal_places=2)
    stock = models.IntegerField(default=0)
    created_at = models.DateTimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = models.DateTimeField(auto_now=True)
    
    def __init__(self, *args, **kwargs):
        super().__init__(*args, **kwargs)
        self._original_price = self.price
    
    def clean(self):
        """验证业务规则"""
        if self.price < self.cost_price:
            raise ValidationError("售价不能低于成本价")
        
        if self.stock < 0:
            raise ValidationError("库存不能为负")
    
    def save(self, *args, **kwargs):
        """保存前处理"""
        # 自动生成slug
        if not self.slug:
            self.slug = slugify(self.name)
        
        # 检查价格变化
        if self.pk and self.price != self._original_price:
            PriceChange.objects.create(
                product=self,
                old_price=self._original_price,
                new_price=self.price
            )
        
        super().save(*args, **kwargs)
    
    def delete(self, *args, **kwargs):
        """删除前处理"""
        if self.stock > 0:
            raise ValidationError("库存不为零的产品不能删除")
        
        # 创建备份
        DeletedProduct.objects.create(
            name=self.name,
            price=self.price,
            deleted_at=timezone.now()
        )
        
        super().delete(*args, **kwargs)

# 信号处理
@receiver(pre_save, sender=Product)
def product_pre_save(sender, instance, **kwargs):
    """全局SKU生成"""
    if not instance.sku:
        instance.sku = generate_unique_sku()

@receiver(post_save, sender=Product)
def product_post_save(sender, instance, created, **kwargs):
    """库存初始化"""
    if created:
        Stock.objects.get_or_create(product=instance, defaults={'quantity': 0})

@receiver(pre_delete, sender=Product)
def product_pre_delete(sender, instance, **kwargs):
    """删除前检查关联"""
    if OrderItem.objects.filter(product=instance).exists():
        raise ValidationError("有订单关联的产品不能删除")

八、单元测试钩子函数

from django.test import TestCase
from .models import Product

class ProductHooksTest(TestCase):
    def test_slug_auto_generation(self):
        """测试slug自动生成"""
        p = Product.objects.create(name="Premium Coffee", price=9.99)
        self.assertEqual(p.slug, "premium-coffee")
    
    def test_price_change_log(self):
        """测试价格变更日志"""
        p = Product.objects.create(name="Tea", price=5.99)
        p.price = 6.99
        p.save()
        self.assertEqual(PriceChange.objects.count(), 1)
        self.assertEqual(PriceChange.objects.first().new_price, 6.99)
    
    def test_delete_protection(self):
        """测试删除保护"""
        p = Product.objects.create(name="Milk", price=3.49, stock=10)
        with self.assertRaises(ValidationError):
            p.delete()

总结与最佳实践

核心钩子函数

钩子方法/信号最佳用途
初始化__init__设置初始状态
保存前pre_save 信号字段预处理
保存中save() 方法模型特定逻辑
保存后post_save 信号关联操作
删除前pre_delete 信号删除保护
删除中delete() 方法模型特定清理
删除后post_delete 信号清理关联
验证clean() 方法业务规则验证

黄金法则

  1. 保持钩子精简：避免复杂逻辑
  2. 使用异步任务：处理耗时操作
  3. 信号解耦：跨模型操作使用信号
  4. 错误处理：添加异常捕获
  5. 测试覆盖：为所有钩子编写测试

性能口诀

“钩子轻量效率高，
异步处理是法宝，
信号解耦复用好，
验证逻辑不能少。”

通过掌握这些钩子函数，您可以：

  • 实现复杂的业务逻辑
  • 自动维护数据一致性
  • 增强数据完整性保护
  • 构建审计和日志系统
  • 优化应用性能
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