django-celery

Padrões de Tarefas Assíncronas Django + Celery

Padrões de nível de produção para processamento de tarefas em segundo plano em Django usando Celery com Redis ou RabbitMQ.

Quando Ativar

• Adicionar jobs em segundo plano ou processamento assíncrono a um app Django
• Implementar tarefas periódicas/agendadas
• Descarregar operações lentas (e-mail, geração de PDF, chamadas de API) do ciclo de requisição
• Configurar Celery Beat para agendamento estilo cron
• Depurar falhas de tarefas, novas tentativas ou acúmulos na fila
• Escrever testes para tarefas Celery

Configuração do Projeto

Instalação

pip install 'celery[redis]' django-celery-results django-celery-beat

celery.py — Ponto de Entrada do App

# config/celery.py
import os
from celery import Celery

os.environ.setdefault('DJANGO_SETTINGS_MODULE', 'config.settings.development')

app = Celery('myproject')
app.config_from_object('django.conf:settings', namespace='CELERY')
app.autodiscover_tasks()  # Descobre tasks.py em cada INSTALLED_APP

@app.task(bind=True, ignore_result=True)
def debug_task(self):
    print(f'Request: {self.request!r}')

# config/__init__.py
from .celery import app as celery_app

__all__ = ('celery_app',)

Configurações do Django

# config/settings/base.py

# Broker (Redis recomendado para produção)
CELERY_BROKER_URL = env('CELERY_BROKER_URL', default='redis://localhost:6379/0')
CELERY_RESULT_BACKEND = env('CELERY_RESULT_BACKEND', default='django-db')

# Serialização
CELERY_ACCEPT_CONTENT = ['json']
CELERY_TASK_SERIALIZER = 'json'
CELERY_RESULT_SERIALIZER = 'json'

# Comportamento da tarefa
CELERY_TASK_TRACK_STARTED = True
CELERY_TASK_TIME_LIMIT = 30 * 60        # Limite rígido: 30 min
CELERY_TASK_SOFT_TIME_LIMIT = 25 * 60   # Limite flexível: envia SoftTimeLimitExceeded
CELERY_WORKER_PREFETCH_MULTIPLIER = 1   # Evita que workers acumulem tarefas longas
CELERY_TASK_ACKS_LATE = True            # Re-enfileira tarefas se o worker cair

# Persistência de resultados
CELERY_RESULT_EXPIRES = 60 * 60 * 24   # Mantém resultados por 24 horas

# Agendador Beat (para tarefas periódicas)
CELERY_BEAT_SCHEDULER = 'django_celery_beat.schedulers:DatabaseScheduler'

# Apps instaladas
INSTALLED_APPS += [
    'django_celery_results',
    'django_celery_beat',
]

Executando Workers

# Iniciar worker (desenvolvimento)
celery -A config worker --loglevel=info

# Iniciar agendador Beat (tarefas periódicas)
celery -A config beat --loglevel=info --scheduler django_celery_beat.schedulers:DatabaseScheduler

# Worker + Beat combinados (apenas desenvolvimento, nunca produção)
celery -A config worker --beat --loglevel=info

# Produção: múltiplos workers com concorrência
celery -A config worker --loglevel=warning --concurrency=4 -Q default,high_priority

Padrões de Design de Tarefas

Tarefa Básica

# apps/notifications/tasks.py
from celery import shared_task
import logging

logger = logging.getLogger(__name__)

@shared_task(name='notifications.send_welcome_email')
def send_welcome_email(user_id: int) -> None:
    """Envia e-mail de boas-vindas para usuário recém-registrado."""
    from apps.users.models import User
    from apps.notifications.services import EmailService

    try:
        user = User.objects.get(pk=user_id)
    except User.DoesNotExist:
        logger.warning('send_welcome_email: usuário %s não encontrado', user_id)
        return  # Idempotente — não levanta exceção, tarefa já impossível de completar

    EmailService.send_welcome(user)
    logger.info('E-mail de boas-vindas enviado para o usuário %s', user_id)

Tarefa com Retry

@shared_task(
    bind=True,
    name='integrations.sync_to_crm',
    max_retries=5,
    default_retry_delay=60,       # segundos antes da primeira nova tentativa
    autoretry_for=(ConnectionError, TimeoutError),
    retry_backoff=True,           # backoff exponencial
    retry_backoff_max=600,        # limite de 10 minutos
    retry_jitter=True,            # randomização para evitar efeito manada
)
def sync_contact_to_crm(self, contact_id: int) -> dict:
    """Sincroniza contato com CRM externo com retry em falhas transitórias."""
    from apps.crm.services import CRMClient

    try:
        result = CRMClient().sync(contact_id)
        return result
    except CRMClient.RateLimitError as exc:
        # Atraso específico baseado no cabeçalho da resposta
        raise self.retry(exc=exc, countdown=int(exc.retry_after))

Padrão de Tarefa Idempotente

Projete tarefas para que possam ser executadas com segurança várias vezes com as mesmas entradas:

@shared_task(name='orders.mark_shipped')
def mark_order_shipped(order_id: int, tracking_number: str) -> None:
    """Marca pedido como enviado — seguro executar várias vezes."""
    from apps.orders.models import Order

    updated = Order.objects.filter(
        pk=order_id,
        status=Order.Status.PROCESSING,    # Proteção: só atualiza se ainda não enviado
    ).update(
        status=Order.Status.SHIPPED,
        tracking_number=tracking_number,
    )

    if not updated:
        logger.info('mark_order_shipped: pedido %s já enviado ou não encontrado', order_id)

Tarefa com Limite de Tempo Flexível

from celery.exceptions import SoftTimeLimitExceeded

@shared_task(
    bind=True,
    name='reports.generate_pdf',
    soft_time_limit=120,
    time_limit=150,
)
def generate_pdf_report(self, report_id: int) -> str:
    """Gera relatório PDF com tratamento gracioso de timeout."""
    from apps.reports.services import PDFGenerator

    try:
        path = PDFGenerator.build(report_id)
        return path
    except SoftTimeLimitExceeded:
        # Limpa arquivos parciais antes da interrupção forçada
        PDFGenerator.cleanup(report_id)
        raise

Chamando Tarefas

from datetime import timedelta
from django.utils import timezone

# Fire and forget (assíncrono)
send_welcome_email.delay(user.pk)

# Agendar no futuro
send_reminder.apply_async(args=[user.pk], countdown=3600)  # 1 hora a partir de agora
send_reminder.apply_async(args=[user.pk], eta=timezone.now() + timedelta(days=1))

# Aplicar com roteamento de fila
sync_contact_to_crm.apply_async(args=[contact.pk], queue='high_priority')

# Executar síncrono (testes / depuração apenas)
result = generate_pdf_report.apply(args=[report.pk])

Agendamento com Beat (Tarefas Periódicas)

Agendamento Definido em Código

# config/settings/base.py
from celery.schedules import crontab

CELERY_BEAT_SCHEDULE = {
    'cleanup-expired-sessions': {
        'task': 'users.cleanup_expired_sessions',
        'schedule': crontab(hour=2, minute=0),   # 2h diariamente
    },
    'sync-inventory': {
        'task': 'products.sync_inventory',
        'schedule': 60.0,                         # a cada 60 segundos
    },
    'weekly-digest': {
        'task': 'notifications.send_weekly_digest',
        'schedule': crontab(day_of_week='monday', hour=8, minute=0),
    },
}

Agendamento Definido no Banco (via django-celery-beat)

# Gerencie tarefas periódicas do admin Django ou código
from django_celery_beat.models import PeriodicTask, CrontabSchedule
import json

schedule, _ = CrontabSchedule.objects.get_or_create(
    hour='*/6', minute='0',
    timezone='UTC',
)

PeriodicTask.objects.update_or_create(
    name='Sincronizar inventário a cada 6 horas',
    defaults={
        'crontab': schedule,
        'task': 'products.sync_inventory',
        'args': json.dumps([]),
        'enabled': True,
    }
)

Canvas: Encadeamento e Agrupamento de Tarefas

from celery import chain, group, chord

# Chain: executa tarefas sequencialmente, passando resultados
pipeline = chain(
    fetch_data.s(source_id),
    transform_data.s(),          # recebe o resultado de fetch_data como primeiro argumento
    load_to_warehouse.s(),
)
pipeline.delay()

# Group: executa tarefas em paralelo
parallel = group(
    send_welcome_email.s(user_id)
    for user_id in new_user_ids
)
parallel.delay()

# Chord: tarefas paralelas + callback quando todas completam
result = chord(
    group(process_chunk.s(chunk) for chunk in data_chunks),
    aggregate_results.s(),       # chamada com a lista de resultados dos chunks
)
result.delay()

Tratamento de Erros e Fila de Mensagens Mortas

# apps/core/tasks.py
from celery.signals import task_failure

@task_failure.connect
def on_task_failure(sender, task_id, exception, args, kwargs, traceback, einfo, **kw):
    """Registra todas as falhas de tarefas no Sentry / sistema de alerta."""
    import sentry_sdk
    with sentry_sdk.new_scope() as scope:
        scope.set_context('celery', {
            'task': sender.name,
            'task_id': task_id,
            'args': args,
            'kwargs': kwargs,
        })
        sentry_sdk.capture_exception(exception)

# Roteia tarefas com falha para fila de mensagens mortas após número máximo de tentativas
@shared_task(
    bind=True,
    max_retries=3,
    name='payments.charge_card',
)
def charge_card(self, order_id: int) -> None:
    from apps.payments.models import Order, FailedCharge

    try:
        _do_charge(order_id)
    except Exception as exc:
        if self.request.retries >= self.max_retries:
            # Persiste na tabela de mensagens mortas para revisão manual
            FailedCharge.objects.create(
                order_id=order_id,
                error=str(exc),
                task_id=self.request.id,
            )
            return  # Não levanta — tarefa falhou permanentemente
        raise self.retry(exc=exc)

Testando Tarefas Celery

Teste Unitário (Sem Broker)

# tests/test_tasks.py
import pytest
from unittest.mock import patch, MagicMock
from apps.notifications.tasks import send_welcome_email

class TestSendWelcomeEmail:

    @pytest.mark.django_db
    def test_sends_email_to_existing_user(self, user):
        with patch('apps.notifications.services.EmailService') as mock_email:
            send_welcome_email(user.pk)
            mock_email.send_welcome.assert_called_once_with(user)

    @pytest.mark.django_db
    def test_skips_missing_user_gracefully(self):
        """Não deve levantar exceção quando o usuário é deletado entre o enfileiramento e a execução."""
        send_welcome_email(99999)  # Usuário inexistente — não deve levantar exceção

Teste de Integração com CELERY_TASK_ALWAYS_EAGER

# config/settings/test.py
CELERY_TASK_ALWAYS_EAGER = True      # Executa tarefas síncronamente nos testes
CELERY_TASK_EAGER_PROPAGATES = True  # Re-lança exceções das tarefas

# tests/test_integration.py
@pytest.mark.django_db
def test_registration_triggers_welcome_email(client):
    with patch('apps.notifications.services.EmailService') as mock_email:
        response = client.post('/api/users/', {
            'email': '[email protected]',
            'password': 'strongpass123',
        })

    assert response.status_code == 201
    mock_email.send_welcome.assert_called_once()

Testando Retries

@pytest.mark.django_db
def test_task_retries_on_connection_error():
    with patch('apps.crm.services.CRMClient.sync') as mock_sync:
        mock_sync.side_effect = ConnectionError('timeout')

        with pytest.raises(ConnectionError):
            sync_contact_to_crm.apply(args=[1], throw=True)

        assert mock_sync.call_count == 1  # Apenas primeira tentativa quando eager

Monitoramento

# Inspecionar workers e filas ativos
celery -A config inspect active
celery -A config inspect stats
celery -A config inspect reserved

# Verificar tamanhos das filas (Redis)
redis-cli llen celery

# Flower: monitor web em tempo real
pip install flower
celery -A config flower --port=5555

Anti-Padrões

# RUIM: Passar instâncias de modelos — elas podem estar desatualizadas no momento da execução
send_welcome_email.delay(user)        # Nunca passe objetos ORM
send_welcome_email.delay(user.pk)     # Sempre passe PKs

# RUIM: Chamar tarefas síncronas em views de produção
result = generate_report.apply()      # Bloqueia a thread da requisição

# RUIM: Tarefa não idempotente sem proteções
@shared_task
def charge_and_fulfill(order_id):
    order.charge()     # Pode cobrar duas vezes se a tarefa for repetida!
    order.fulfill()

# BOM: Idempotente com proteção de status
@shared_task
def charge_and_fulfill(order_id):
    order = Order.objects.select_for_update().get(pk=order_id)
    if order.status != Order.Status.PENDING:
        return  # Já processado
    order.charge()
    order.fulfill()

Checklist de Produção

Verificação	Configuração
Reinicialização do worker ao cair	Unidade supervisord ou systemd
CELERY_TASK_ACKS_LATE = True	Re-enfileira tarefas se o worker cair
CELERY_WORKER_PREFETCH_MULTIPLIER = 1	Distribuição justa de tarefas longas
Filas separadas por prioridade	-Q default,high_priority,low_priority
CELERY_TASK_SOFT_TIME_LIMIT definido	Timeout gracioso antes da interrupção forçada
Integração com Sentry	Capturar todos os sinais task_failure
Flower ou outro monitor	Visibilidade sobre profundidade das filas
Beat executado em um único nó	Evita execução duplicada de tarefas agendadas

Skills Relacionados

• django-patterns — ORM, camada de serviço e estrutura do projeto
• django-tdd — Testando modelos, views e serviços Django
• python-testing — Configuração de pytest e fixtures