自动加载模块(autoreload)
在用runserver启动服务的开发者模式下，Django提供了一种auto-reloader的机制，让用户修改的代码不需要手动重启服务就能生效，它会自动加载新的代码。这个功能大大提高了开发调试的效率。
代码分析
autoreload模块的调用发生在runserver里面，具体代码如下：
def run(self, **options):
"""Run the server, using the autoreloader if needed."""
use_reloader = options['use_reloader']
if use_reloader:
# 自动加载模块的入口
autoreload.main(self.inner_run, None, options)
else:
self.inner_run(None, **options)
runserver.run()根据用户传入的use_reloader来判断是否使用auto-reloader机制（在启动命令中是否加--noreload）。可以看出，真正干活的是self.inner_run，而负责自动加载的则是django.utils.autoreload，入口在autoreload.main()，具体位置在django/utils/autoreload.py。
def main(main_func, args=None, kwargs=None):
if args is None:
args = ()
if kwargs is None:
kwargs = {}
wrapped_main_func = check_errors(main_func)
python_reloader(wrapped_main_func, args, kwargs)
autoreload.main()主要针对main_func加了一层错误处理相关的封装，接下来看autoreload.python_reloader。
def python_reloader(main_func, args, kwargs):
# 判断是否存在环境变量RUN_MAIN，且值被设置为true，后续会讲解什么情况下会存在它
if os.environ.get("RUN_MAIN") == "true":
# 启动新线程来执行main_func
_thread.start_new_thread(main_func, args, kwargs)
try:
# 这里是检查文件更新的地方，后面讲解
reloader_thread()
except KeyboardInterrupt:
pass
# 第一次进来的时候，必然会进这个分支，因为没有地方设置过RUN_MAIN
else:
try:
# 其实这里会创建一个新的子进程来运行服务，后面分析
exit_code = restart_with_reloader()
# 退出服务
if exit_code < 0:
os.kill(os.getpid(), -exit_code)
else:
sys.exit(exit_code)
except KeyboardInterrupt:
pass
python_reloader比较关键，很明显一开始不存在值为true的环境变量RUN_MAIN，所以第一次肯定会进else分支执行restart_with_reloader()：
def restart_with_reloader():
import django.__main__
while True:
# 大概就是生成命令行 python manage.py runserver
args = [sys.executable] + ['-W%s' % o for o in sys.warnoptions]
if sys.argv[0] == django.__main__.__file__:
# The server was started with `python -m django runserver`.
args += ['-m', 'django']
args += sys.argv[1:]
else:
args += sys.argv
# 这里设置了环境变量RUN_MAIN，且值为true
new_environ = {**os.environ, 'RUN_MAIN': 'true'}
# 这里 再调了一遍命令行 python manage.py runserver
exit_code = subprocess.call(args, env=new_environ)
# hard code，>_>,3在这里是一个特殊的退出码，有特殊的用处，下文马上会提到
if exit_code != 3:
return exit_code
restart_with_reloader()重新执行了一遍runserver命令，同时设置了值为true的环境变量RUN_MAIN。咋一看，这是一个死循环！其实并不会，环境变量RUN_MAIN防止了这种事情的发生。subprocess.call创建了重新执行runserver命令的子进程，这个子进程会过runserver.run()->autoreload.main()->autoreload.python_reloader这样一条调用链路。然后到autoreload.python_reloader后，因为刚设置了RUN_MAIN，所以新的子进程再进来的时候，它就会进第一个分支了，而不是else分支，也就不会导致死循环，再贴下相关代码。
def python_reloader(main_func, args, kwargs):
# 判断是否存在环境变量RUN_MAIN，且值被设置为true，后续会讲解什么情况下会存在它
if os.environ.get("RUN_MAIN") == "true":
# 启动新线程来执行main_func
_thread.start_new_thread(main_func, args, kwargs)
try:
# 这里是检查文件更新的地方，后面讲解
reloader_thread()
except KeyboardInterrupt:
pass
# 第一次进来的时候，必然会进这个分支，因为没有地方设置过RUN_MAIN
else:
...
这次新的进程会创建新的线程来执行main_func（上文中的self.inner_run），它才真正启动了服务。而新进程的当前线程去执行reloader_thread(),没错，它就是去执行文件更新检查的逻辑了：
def reloader_thread():
# 这个是针对unix的设备，貌似是处理写Terminal的信号的逻辑
ensure_echo_on()
# 检查文件更新的两种方法
if USE_INOTIFY:
# 第一种方法是通过Linux的Inotify来监控文件系统，前提是系统支持。
fn = inotify_code_changed
else:
# 如果系统不支持Inotify特性，就用code_changed，本质上就是对比文件的修改时间。
fn = code_changed
while RUN_RELOADER:
# 循环执行，每一秒会去检查文件是否有更新
change = fn()
if change == FILE_MODIFIED:
# 这里的3就和上文对应上了，如果发现是py文件有修改，就强制退出当前进程，退出码是3，然后restart_with_reloader判断是3，就继续重新subprocess.call生成一个新进程。
sys.exit(3) # force reload
elif change == I18N_MODIFIED:
# 如果是语音包相关的文件，就通过reset_translations重新加载
reset_translations()
time.sleep(1)
到这里已经很明朗了，reloader_thread()每隔1秒去检查文件是否有更新，如果有更新，则退出当前的进程，退出码为3，在上文的restart_with_reloader里，如果退出码为3，在父进程的while循环里面，会重新生成一个子进程，然后重新加载新文件来运行服务。所以不需要我们手动去重启服务，是因为autoreload自动帮我们重启了服务。
最后再看下code_changed，其中一种检查文件更新的方法，它主要通过文件修改时间来判断：
def code_changed():
global _mtimes, _win
for filename in gen_filenames():
# 获取文件属性
stat = os.stat(filename)
# 获取文件最后一次修改时间
mtime = stat.st_mtime
if _win:
mtime -= stat.st_ctime
if filename not in _mtimes:
_mtimes[filename] = mtime
continue
# 判断文件当前修改时间，和上次保存的修改时间是否一致
if mtime != _mtimes[filename]:
_mtimes = {}
try:
del _error_files[_error_files.index(filename)]
except ValueError:
pass
# 通过判断被修改文件的类型，来做相应的操作
return I18N_MODIFIED if filename.endswith('.mo') else FILE_MODIFIED
return False
总结
以上就是autoreload机制的流程：执行runserver命令启动服务时，主进程并没有去启动服务，而是相当于一个守护进程的作用，它会通过subprocess创建子进程，该子进程会创建一个新线程来启动服务，然后子进程的主线程负责检测文件更新，如果发生文件更新则退出该子进程，返回约定的退出码3，守护进程检查子进程的退出码（exist code）如果与约定的退出码一致，则重新启动一个新的子进程继续工作。
需要说明的是autoreload模块是一个独立的模块，也还算比较通用，如果有需要的话，是可以直接拿来主义用的。
