Django结合threading使用全局变量控制树莓派硬件的问题咨询

为什么修改cfg.RUNNING不生效 #

Django默认的开发模式会启动两个独立进程：一个负责监听代码变更自动重载，另一个负责处理用户请求。你在apps.py的ready方法中启动的runner线程运行在自动重载的主进程内，而视图函数修改的cfg.RUNNING是请求处理进程内的变量，两个进程内存空间完全隔离，变更自然无法互相感知。就算切换到生产环境，只要启动了多个worker进程，同样会遇到这个问题。

临时验证方法 #

如果你只是想快速验证当前逻辑的正确性，可以关闭Django的自动重载，启动服务时执行：

python manage.py runserver --noreload

此时服务只会启动一个进程，你写的测试代码就能正常运行了。

符合需求的长期架构方案 #

针对你提到的4个实现目标，推荐的架构设计如下：

• 统一管理串口和长运行任务
  单独启动一个独立的后台常驻进程，专门负责串口初始化、游戏线程管理、硬件交互逻辑，不要和Django的请求处理进程混在一起。串口实例只保存在这个进程的全局变量中，避免多进程访问串口冲突，也解决了串口对象无法序列化存数据库的问题。
• 进程间通信传递指令
  Django视图和后台进程之间用轻量的IPC机制通信，树莓派场景推荐用Redis做消息队列/状态存储：
  • 视图收到启动/终止任务的请求时，往Redis的指定频道发指令，或者写入任务队列
  • 后台进程订阅对应频道/轮询任务队列，收到启动指令后，从自身全局变量拿到串口实例，启动新的游戏线程执行逻辑
• 线程安全的终止机制
  每个游戏线程用threading.Event做终止标识，不要用普通布尔变量：

  import threading
  class GameThread(threading.Thread):
      def __init__(self, serial_port, name):
          super().__init__(daemon=True)
          self.serial_port = serial_port
          self.name = name
          self.stop_event = threading.Event()
          # 要暴露给前端的状态变量
          self.status = {"progress": 0, "current_step": ""}
  
      def run(self):
          # 游戏逻辑循环
          while not self.stop_event.is_set():
              # 执行硬件操作、游戏逻辑
              pass
          # 退出前做资源清理
  

  终止线程时只要调用对应线程的stop_event.set()即可，线程会在下次循环检测到后安全退出。所有运行中的线程存在后台进程的字典里，用任务ID做key，方便快速查找操作。
• 线程状态同步
  后台进程定期把所有运行中线程的状态变量写入Redis，Django视图收到状态查询请求时，直接读Redis里的数据返回给前端展示即可，不需要直接访问游戏线程。
• 额外注意：串口是独占资源，多线程操作时要加threading.Lock锁，每次读写串口前获取锁，操作完成后释放，避免数据错乱。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者HamYam