第 13 天：LINE BOT SDK：Heroku 夜未眠（一）

11th鐵人賽 python line bot heroku apscheduler

ithomemhjao

2019-09-21 23:57:35

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第 13 天：LINE BOT SDK：Heroku 夜未眠（一）

　　轉眼間兩個星期就快過了，我們已經從 Python 的基礎，每天多認識一點點，直到利用 Heroku 提供的伺服器，發佈了我們的第一個 LINE 聊天機器人，到現在對於 LINE 提供的應用程式編程介面也越來越熟悉了！如果大家手邊也有發佈在 Heroku 的聊天機器人，不知道有沒有注意到一個情況：當你很久沒發訊息給你的聊天機器人，突然心血來潮想找他聊個天，這時卻發現他不理你了。喔不，不是他不理你了，而是他對你的訊息回覆得特別慢。這是什麼情況呢？他鬧彆扭了嗎？別擔心，問題不在於你，也不在於你的聊天機器人，而是在 Heroku 上。怎麼說呢？這就要從 Heroku 的免費方案開始說起。

Heroku 免費伺服器(free dyno)

　　Heroku 將我們放置應用程式的空間叫做 dyno。由於不同的使用者會有不同的需求，從應用程式的檔案大小、運算效能、檔案流量等等，並不是每一位使用者都需要非常高規格的 dyno，因此 Heroku 將 dyno 依照使用者的需求做了分類➀。我們目前用的，就是 Heroku 裡面規格最簡單，價格也最便宜的免費 dyno。雖說是最簡單的規格，但也提供了 512 MB 的檔案空間，以我們目前設計的聊天機器人來說，已經相當夠用(到今天的比賽為止，我設計的聊天機器人檔案大小不到 50 MB)。免費 dyno 唯一的缺點，就是容易睡著，變成沉睡的 Heroku。具體來說是什麼意思呢？就是當發佈在 Heroku 上的應用程式，若都無人使用， 30 分鐘過後會自動進入睡眠狀態。進入睡眠狀態的應用程式若被再次觸發，則需花費大約 20 秒的喚醒時間。
　　以聊天機器人為例。若聊天機器人是發佈在 Heroku 上，那我們只要傳訊息給聊天機器人，Heroku 上的應用程式就會運作。如果 30 分鐘內都無人發送訊息，Heroku 的應用程式就會進入睡眠狀態，直到聊天機器人又收到訊息為止。而且此時聊天機器人沒辦法馬上處理訊息，必須花個約 20 秒的時間，讓 Heroku 喚醒應用程式，之後聊天機器人才會開始處理訊息。因此你的聊天機器人才會看起來像是慢了半拍，或是愛理不理的樣子。

　　Heroku 免費 dyno 所提供的規格：

dyno 會入睡。若 30 分鐘內無人使用，則進入睡眠狀態。喚醒需花約 20 秒。
每個月提供免費運作時間為 550 小時，通過信用卡認證後可增加至 1000 小時➁。
資料庫(database)免費可記錄 1 萬筆資料，最多同時提供 20 個連線服務。

　　這之中最讓人覺得棘手的，就是入睡的限制。

　　怎麼辦呢？憑我照顧草泥馬多年的經驗，我發現：歷史是人們最好的老師，往往可以藉鏡效法。我翻開《漢書》，看到古有蘇秦，發憤苦讀，懸梁刺股。我打開電視，看到今有瑤瑤，白馬馬力夯，不讓你睡。我有了參考，兩相激盪，腦中靈感猶如長江流水，滔滔不絕，嘴角不禁露出一絲笑容：有了！讓我先賣個關子。

用 Flask 做一個網頁

　　首先，我們要做一個網頁出來。怎麼做呢？其實不難，Heroku 已經給我們網址了，我們只要寫一個 HTML 5 的檔案並推向 Heroku 就可以了。Heroku 給我們的網址在哪裡呢？還記得 LINE Developers 裡面聊天機器人的 Channel settings 下，我們用來放置 Webhook URL 的地方，是不是填上了 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/callback" 呢？其中 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/" 就是 Heroku 給我們的第一個網址。不信你試著連過去看看，是不是看到跟我圖一一樣的情形呢？沒錯，Heroku 是給了我們網址，但我們根本還沒動手建構他呢，當然是囉！

圖一、Not Found

　　要怎麼做一個 HTML 5 的網頁呢？這也不難，開一個空白記事本，打上如下文字：

<!doctype html>
<html>
  <head>
    <title>Simple is BEST</title>
  </head>
  <body>
    <h1>Hello, world!</h1>
  </body>
</html>

　　然後存檔時打出副檔名html，比如說直接存成home.html，那麼從今天起，這就是一個 HTML 5 的檔案了！如果不喜歡用記事本，白紙黑字太乏味，或是覺得這樣會讓你看不清楚段落，那麼可以試著利用 Codepen。網址點進去如圖二，按左邊 "Start Coding" 如圖三，彩色的來囉：

圖二、Codepen，Start Coding！

圖三、Codepen 編輯系統

　　Codepen 是個很方便的工具，它會立即顯示我們設計過後的 HTML 5 檔案放上瀏覽器後的真實樣貌供你參考。以圖三為例，下方就是我們胡亂製造出來的 HTML 5 放到 Heroku 上之後的樣子。簡潔有力，對吧？因為今天重點不在設計網頁，而是在懸梁刺股、不讓你睡，所以這邊我們暫時先這樣帶過。
　　好啦，我們現在有一個 Simple is BEST 的 HTML 5 的檔案了，要怎麼讓 Heroku 知道當使用者嘗試瀏覽 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/" 的時候，就將這個檔案呈現給使用者看呢？這就要使用到我們在製作 LINE 聊天機器人的 Webhook URL 時的相同技巧了。
　　還記的我們在製作 Webhook URL 的時候，在 Python 檔案裡面打出了一段：

# 接收 LINE 的資訊
@app.route("/callback", methods=['POST'])
def callback():
    signature = request.headers['X-Line-Signature']

    body = request.get_data(as_text=True)
    app.logger.info("Request body: " + body)

    try:
        handler.handle(body, signature)
    except InvalidSignatureError:
        abort(400)

    return 'OK'

　　而我對@app.route("/callback", methods=['POST'])這句程式碼的解釋是，我們利用 Python 套件 flask 的幫助，告訴 Heorku，只要有人(以這個例子來說，是 LINE 送來資訊)呼叫 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/callback" ，就執行下列程式碼。太簡單了！以此類推，我們只要用同樣的手段，告訴 Heroku，只要有人呼叫 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/" ，就傳我們熱騰騰剛出爐的 HTML 5 檔案給他看。來試試吧：

from flask import render_template

@app.route("/")
def home():
    return render_template("home.html")

第三行：@app.route("/")
　　當有人呼叫 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/" ，就執行下述程式碼。仔細看看，跟當初我們在製作 "/callback" 時好像有些不同，少了methods這個參數。methods是做什麼用的參數呢？它定義了使用者請求(request)該網址時可以使用的方法。什麼意思呢？當 LINE 試著連絡我們的 "/callback" 時，它是帶著一份資料過來的，帶著一份「誰傳了怎麼樣的信息給我們的聊天機器人」過來的，所以要用POST。不過呢，這次我們設計 "/" 的時候，使用者是空著手來的，他們反而是來跟我們要資料，要代表網址為 "/" 的資料，所以是用GET➂。一般我們在瀏覽網頁，用的多半是GET，所以當我們宣告@app.route("/")，而沒有特別表明methods是哪一種方法的時候，就是默認要用GET了。
第四行：def home():
　　定義一個函數，每次有人呼叫 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/" ，就執行這個函數。
第五行： return render_template("home.html")
　　每次有人呼叫 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/" ，就利用 flask 的方法render_template傳回(return)我們寫好的home.html。因為在這裡我們用到了render_template，所以一開始記得宣告from flask import render_template喔！

　　好了，太棒了，我們新的 Python 檔案應該會長這樣：

from __future__ import unicode_literals
import os

# 增加了 render_template
from flask import Flask, request, abort, render_template

from linebot import LineBotApi, WebhookHandler
from linebot.exceptions import InvalidSignatureError
from linebot.models import MessageEvent, TextMessage, TextSendMessage, ImageSendMessage

import configparser

import urllib
import re
import random

app = Flask(__name__)

# LINE 聊天機器人的基本資料
config = configparser.ConfigParser()
config.read('config.ini')

line_bot_api = LineBotApi(config.get('line-bot', 'channel_access_token'))
handler = WebhookHandler(config.get('line-bot', 'channel_secret'))

# 增加的這段放在下面
@app.route("/")
def home():
    return render_template("home.html")
# 增加的這段放在上面

# 接收 LINE 的資訊
@app.route("/callback", methods=['POST'])
def callback():
    signature = request.headers['X-Line-Signature']

    body = request.get_data(as_text=True)
    app.logger.info("Request body: " + body)

    try:
        handler.handle(body, signature)
    except InvalidSignatureError:
        abort(400)

    return 'OK'

…以下略

if __name__ == "__main__":
    app.run()

　　把新的 Python 檔案推向 Heroku 之前，還有一件事，那就是home.html的檔案位置。我習慣會把我要推向 Heroku 的資料夾布置成如圖四，而把home.html放在template這個資料夾裡：

圖四、將home.html放在template資料夾裡

再詳細一點：

D:\alpaca_fighting>tree /F
Folder PATH listing
Volume serial number is 9C33-6XXD
D:.
│   runtime.txt
│   app_pixabay.py
│   config.ini
│   Procfile
│   requirements.txt
│
└───templates
        home.html

　　大概像這樣，那麼接著我們就可以把資料夾推向 Heroku 囉！完成之後後連連看 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/" ！

APScheduler

　　好，終於進到今天的重頭戲 APScheduler 了！這是可是 Heroku 官方推薦的鬧鐘➃！輕薄短小，但保證叫醒你。APScheduler 其實是 Python 的第三方套件，主要的用途就是按表操課，按照規定的時間執行 Python 程式碼。而這套件的用法在 Heroku 官方上寫得相當清楚，首先，弄一個空白的 Python 檔案出來，檔案名稱取什麼都行，不過既然這是鬧鐘，我們就用clock.py？然後在裡面寫下下列程式碼：

from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler

sched = BlockingScheduler()

@sched.scheduled_job('interval', minutes=3)
def timed_job():
    print('This job is run every three minutes.')

@sched.scheduled_job('cron', day_of_week='mon-fri', hour=17)
def scheduled_job():
    print('This job is run every weekday at 5pm.')

sched.start()

　　讓我來慢慢解釋：

第一行：from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler
　　從 APScheduler 的套件裡拿出BlockingScheduler。總而言之照著做。
第二行： sched = BlockingScheduler()
　　初始化一個BlockingScheduler()物件，並貼上sched的標籤方便後續操作。除非你希望換個標籤，不然照著做。
第三行：@sched.scheduled_job('interval', minutes=3)
　　利用scheduled_job()這個函數的第一個參數'interval'，告訴 Python，請每隔多少時間，就執行下述程式碼。以這行程式碼為例，就是希望每隔 3 分鐘執行一次。
第六行：@sched.scheduled_job('cron', day_of_week='mon-fri', hour=17)
　　利用scheduled_job()這個函數的第一個參數'cron'，告訴 Python，當幾年幾月幾日幾點幾分幾秒的時候，總而言之就是特定時間，執行下述程式碼。以這行程式碼為例，就是希望星期一到星期五的下午 5 點，都請執行一次。

　　夠直覺，夠簡單了吧！說到這裡，大家應該也猜到我要怎麼不讓 Heroku 睡了吧？沒錯，我要用 APScheduler 每隔一段時間就用我們學過的urllib去呼叫 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/" 。自己叫醒自己，沒亂說話，真的是從《漢書》學來的呢。不過讓 Heroku 一直這麼醒著，稍微有個問題：那就是我沒有信用卡啊，沒辦法做信用卡認證，用免費 dyno 的話一個月只能讓 Heroku 清醒 550 小時。超過 550 小時之後會怎麼樣呢？Heroku 的官方說法是，超過之後，你所有採用免費 dyno 的應用程式都會進入睡眠狀態，直到下個月來臨。我沒試過，但也不想試，所以我決定換個方法，讓 Heroku 只在工作天(星期一到星期五)醒來。所幸強大的 APScheduler 可以輕易幫我們做到這件事！寫下程式碼之前，大家可以參考 APScheduler 提供的一些參數和符號，如表一、表二➄。

表一、cron常用的時間參數➄

參數	可接受之參數類型	範例
`year`	整數或字串	4-digit year
`month`	整數或字串	month (1-12)
`day`	整數或字串	day of the (1-31)
`week`	整數或字串	ISO week (1-53)
`day_of_week`	整數或字串	number or name of weekday (0-6 or mon,tue,wed,thu,fri,sat,sun)
`hour`	整數或字串	hour (0-23)
`minute`	整數或字串	minute (0-59)
`second`	整數或字串	second (0-59)
`start_date`	整數或字串	earliest possible date/time to trigger on (inclusive)
`end_date`	整數或字串	latest possible date/time to trigger on (inclusive)

表二、常用於時間參數的特殊符號➄

符號	可用於	執行方式
`*`	任何參數	每單位間隔執行一次
`*/a`	任何參數	每 a 個單位間隔執行一次
`a-b`	任何參數	從 a 到 b 每單位間隔執行一次
`a-b/c`	任何參數	從 a 到 b 每 c 個單位間隔執行一次

　　以我而言，為了避免免費 dyno 超過半小時就開始打瞌睡的問題，我希望在星期一到星期五的時候，每隔 20 分鐘就呼喊一次 "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/" 。下面是以此為目標寫出的程式碼：

from apscheduler.schedulers.blocking import BlockingScheduler

sched = BlockingScheduler()

@sched.scheduled_job('cron', day_of_week='mon-fri', minute='*/20')
def scheduled_job():
    url = "https://你-APP-的名字.herokuapp.com/"
    conn = urllib.request.urlopen(url)
        
    for key, value in conn.getheaders():
        print(key, value)

sched.start()

　　跟大家說個抱歉，原本想今天一天拚完 APScheduler 的，不過時間好像快來不及了。有興趣的可以先參考 Heroku 官網的說明這裡➃ 。我明天會把剩下的部分做個完整的說明，謝謝大家的包涵！若今天的內容有哪些呈現方式不太清楚的，也歡迎大家留言，我會在明天一併分享一次。

參考資料

➀ Heroku dyno type 使用說明
➁ Heroku 信用卡認證
➂ 卡米狗 request 方法說明
➃ Heroku APScheduler 使用說明
➄ APScheduler cron 使用說明書

註：對於此系列文有興趣的讀者，歡迎參考由此系列文擴編成書的 LINE Bot by Python，以及最新的系列文《賴田捕手：追加篇》
第 31 天初始化 LINE BOT on Heroku
第 32 天快速回覆 QuickReply 介紹
第 33 天妥善運用 Heroku APP 暫存空間
第 34 天妥善運用 LINE Notify 免費推播
第 35 天製造 Deploy to Heroku 按鈕