部署Django+Uwsgi+Nginx+MySQL+Redis
在上篇教程中，我们手动构建了两个容器，一个容器放Django + Uwsgi，另一个容器放Nginx，成功部署了一个简单的Django项目。然而在实际的生产环境中，我们往往需要定义数量庞大的 docker 容器，并且容器之间具有错综复杂的依赖联系，一个一个去手动创建容器并记录和配置这些复杂的容器关系，不仅效率低下而且容易出错，所以迫切需要一种定义容器集群编排和部署的工具，这就是docker-compose。本文是Docker部署Django项目的终章，我们将详细介绍如何使用docker-compose工具八步部署Django + Uwsgi + Nginx + MySQL + Redis，并分享一个可以复用的项目布局和各项服务的配置文件，强烈建议先收藏再阅读。阅读本篇前强烈建议先阅读本系列文章的上篇和中篇。
什么是docker-compose及docker-compose工具的安装
Docker-compose是一个用来定义和运行复杂应用的 Docker 工具。使用 docker-compose 后不再需要使用 shell 脚本来逐一创建和启动容器，还可以通过 docker-compose.yml 文件构建和管理复杂多容器组合。
Docker-compose的下载和安装很简单，网上有很多教程，我就不再详述了。这里只记录下ubuntu系统下docker-compose的安装过程。
# Step 1: 以ubuntu为例，下载docker-compose
$ sudo curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.17.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
# Step 2: 给予docker-compose可执行权限
$ sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
# Step 3: 查看docker-compose版本
$ docker-compose --version
注意：安装docker-compose前必需先安装好docker。
Django + Uwsgi + Nginx + MySQL + Redis组合容器示意图
本例中我们将使用docker-compose编排并启动4个容器，这更接近于实际生成环境下的部署。
-
Django + Uwsgi容器：核心应用程序，处理动态请求
-
MySQL 容器：数据库服务
-
Redis 容器：缓存服务
-
Nginx容器：反向代理服务并处理静态资源请求
这四个容器的依赖关系是：Django+Uwsgi 容器依赖 Redis 容器和 MySQL 容器，Nginx 容器依赖Django+Uwsgi容器。为了方便容器间的相互访问和通信，我们使用docker-compose时可以给每个容器取个别名，这样访问容器时就可以直接使用别名访问，而不使用Docker临时给容器分配的IP了。
这四个容器的别名及通信端口如下图所示：
Docker-compose部署Django项目布局树形图
我们新建了一个compose文件夹，专门存放用于构建其它容器镜像的Dockerfile及配置文件。compose文件夹与django项目的根目录myproject同级。这样做的好处是不同的django项目可以共享compose文件夹。
myproject_docker # 项目根目录
├── compose # 存放各项容器服务的Dockerfile和配置文件
│ ├── mysql
│ │ ├── conf
│ │ │ └── my.cnf # MySQL配置文件
│ │ └── init
│ │ └── init.sql # MySQL启动脚本
│ ├── nginx
│ │ ├── Dockerfile # 构建Nginx镜像所的Dockerfile
│ │ ├── log # 挂载保存nginx容器内nginx日志
│ │ ├── nginx.conf # Nginx配置文件
│ │ └── ssl # 如果需要配置https需要用到
│ ├── redis
│ │ └── redis.conf # redis配置文件
│ └── uwsgi # 挂载保存django+uwsgi容器内uwsgi日志
├── docker-compose.yml # 核心编排文件
└── myproject # 常规Django项目目录
├── Dockerfile # 构建Django+Uwsgi镜像的Dockerfile
├── apps # 存放Django项目的各个apps
├── manage.py
├── myproject # Django项目配置文件
│ ├── asgi.py
│ ├── __init__.py
│ ├── settings.py
│ ├── urls.py
│ └── wsgi.py
├── pip.conf # 非必需。pypi源设置成国内，加速pip安装
├── requirements.txt # Django项目依赖文件
├── start.sh # 启动Django+Uwsgi容器后要执行的脚本
├── media # 用户上传的媒体资源与静态文件
├── static # 项目所使用到的静态文件
└── uwsgi.ini # uwsgi配置文件
下面我们开始正式部署。
第一步：编写docker-compose.yml文件
docker-compose.yml的核心内容如下。我们定义了3个数据卷，用于挂载各个容器内动态生成的数据，比如MySQL的存储数据，redis生成的快照和django容器中用户上传的媒体资源与文件。这样即使删除容器，容器内产生的数据也不会丢失。我们还编排了4项容器服务，别名分别为redis, db, nginx和web，接下来我们将依次看看各个容器的Dockerfile和配置文件。
version: "3"
volumes: # 自定义数据卷，位于宿主机/var/lib/docker/volumes内
myproject_db_vol: # 定义数据卷同步容器内mysql数据
myproject_redis_vol: # 定义数据卷同步redis容器内数据
myproject_media_vol: # 定义数据卷同步media文件夹数据
services:
redis:
image: redis:5
command: redis-server /etc/redis/redis.conf # 容器启动后启动redis服务器
volumes:
- myproject_redis_vol:/data # 通过挂载给redis数据备份
- ./compose/redis/redis.conf:/etc/redis/redis.conf # 挂载redis配置文件
ports:
- "6379:6379"
restart: always # always表容器运行发生错误时一直重启
db:
image: mysql:5.7
environment:
- MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 # 数据库密码
- MYSQL_DATABASE=myproject # 数据库名称
- MYSQL_USER=dbuser # 数据库用户名
- MYSQL_PASSWORD=password # 用户密码
volumes:
- myproject_db_vol:/var/lib/mysql:rw # 挂载数据库数据, 可读可写
- ./compose/mysql/conf/my.cnf:/etc/mysql/my.cnf # 挂载配置文件
- ./compose/mysql/init:/docker-entrypoint-initdb.d/ # 挂载数据初始化sql脚本
ports:
- "3306:3306" # 与配置文件保持一致
restart: always
web:
build: ./myproject # 使用myproject目录下的Dockerfile
expose:
- "8000"
volumes:
- ./myproject:/var/www/html/myproject # 挂载项目代码
- myproject_media_vol:/var/www/html/myproject/media # 以数据卷挂载容器内用户上传媒体文件
- ./compose/uwsgi:/tmp # 挂载uwsgi日志
links:
- db
- redis
depends_on: # 依赖关系
- db
- redis
environment:
- DEBUG=False
restart: always
tty: true
stdin_open: true
nginx:
build: ./compose/nginx
ports:
- "80:80"
- "443:443"
expose:
- "80"
volumes:
- ./myproject/static:/usr/share/nginx/html/static # 挂载静态文件
- ./compose/nginx/ssl:/usr/share/nginx/ssl # 挂载ssl证书目录
- ./compose/nginx/log:/var/log/nginx # 挂载日志
- myproject_media_vol:/usr/share/nginx/html/media # 挂载用户上传媒体文件
links:
- web
depends_on:
- web
restart: always
第二步：编写Web (Django+Uwsgi)镜像和容器所需文件
构建Web镜像(Django+Uwsgi)的所使用的Dockerfile如下所示:
# myproject/Dockerfile
# 建立 python3.7 环境
FROM python:3.7
# 镜像作者大江狗
MAINTAINER DJG
# 设置 python 环境变量
ENV PYTHONUNBUFFERED 1
COPY pip.conf /root/.pip/pip.conf
# 创建 myproject 文件夹
RUN mkdir -p /var/www/html/myproject
# 将 myproject 文件夹为工作目录
WORKDIR /var/www/html/myproject
# 将当前目录加入到工作目录中（. 表示当前目录）
ADD . /var/www/html/myproject
# 更新pip版本
RUN /usr/local/bin/python -m pip install --upgrade pip
# 利用 pip 安装依赖
RUN pip install -r requirements.txt
# 去除windows系统编辑文件中多余的\r回车空格
RUN sed -i 's/\r//' ./start.sh
# 给start.sh可执行权限
RUN chmod +x ./start.sh
本Django项目所依赖的requirements.txt内容如下所示：
# django
django==3.0.6
# uwsgi
uwsgi==2.0.18
# mysql
mysqlclient==1.4.6
# redis
django-redis==4.11.0
redis==3.5.0
# for images
Pillow==7.1.2
start.sh脚本文件内容如下所示。最重要的是最后一句，使用uwsgi.ini配置文件启动Django服务。
#!/bin/bash
# 从第一行到最后一行分别表示：
# 1. 收集静态文件到根目录，
# 2. 生成数据库可执行文件，
# 3. 根据数据库可执行文件来修改数据库
# 4. 用 uwsgi启动 django 服务
python manage.py collectstatic --noinput&&
python manage.py makemigrations&&
python manage.py migrate&&
uwsgi --ini /var/www/html/myproject/uwsgi.ini
uwsgi.ini配置文件如下所示：
[uwsgi]
project=myproject
uid=www-data
gid=www-data
base=/var/www/html
chdir=%(base)/%(project)
module=%(project).wsgi:application
master=True
processes=2
socket=0.0.0.0:8000
chown-socket=%(uid):www-data
chmod-socket=664
vacuum=True
max-requests=5000
pidfile=/tmp/%(project)-master.pid
daemonize=/tmp/%(project)-uwsgi.log
#设置一个请求的超时时间(秒)，如果一个请求超过了这个时间，则请求被丢弃
harakiri = 60
post buffering = 8192
buffer-size= 65535
#当一个请求被harakiri杀掉会，会输出一条日志
harakiri-verbose = true
#开启内存使用情况报告
memory-report = true
#设置平滑的重启（直到处理完接收到的请求）的长等待时间(秒)
reload-mercy = 10
#设置工作进程使用虚拟内存超过N MB就回收重启
reload-on-as= 1024
python-autoreload=1
第三步：编写Nginx镜像和容器所需文件
构建Nginx镜像所使用的Dockerfile如下所示：
# nginx镜像compose/nginx/Dockerfile
FROM nginx:latest
# 删除原有配置文件，创建静态资源文件夹和ssl证书保存文件夹
RUN rm /etc/nginx/conf.d/default.conf \
&& mkdir -p /usr/share/nginx/html/static \
&& mkdir -p /usr/share/nginx/html/media \
&& mkdir -p /usr/share/nginx/ssl
# 设置Media文件夹用户和用户组为Linux默认www-data, 并给予可读和可执行权限,
# 否则用户上传的图片无法正确显示。
RUN chown -R www-data:www-data /usr/share/nginx/html/media \
&& chmod -R 775 /usr/share/nginx/html/media
# 添加配置文件
ADD ./nginx.conf /etc/nginx/conf.d/
# 关闭守护模式
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
Nginx的配置文件如下所示
# nginx配置文件
# compose/nginx/nginx.conf
upstream django {
ip_hash;
server web:8000; # Docker-compose web服务端口
}
server {
listen 80; # 监听80端口
server_name localhost; # 可以是nginx容器所在ip地址或127.0.0.1，不能写宿主机外网ip地址
charset utf-8;
client_max_body_size 10M; # 限制用户上传文件大小
location /static {
alias /usr/share/nginx/html/static; # 静态资源路径
}
location /media {
alias /usr/share/nginx/html/media; # 媒体资源，用户上传文件路径
}
location / {
include /etc/nginx/uwsgi_params;
uwsgi_pass django;
uwsgi_read_timeout 600;
uwsgi_connect_timeout 600;
uwsgi_send_timeout 600;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_redirect off;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
# proxy_pass http://django; # 使用uwsgi通信，而不是http，所以不使用proxy_pass。
}
}
access_log /var/log/nginx/access.log main;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
server_tokens off;
第四步：编写Db (MySQL)容器配置文件
启动MySQL容器我们直接使用官方镜像即可，不过我们需要给MySQL增加配置文件。
# compose/mysql/conf/my.cnf
[mysqld]
user=mysql
default-storage-engine=INNODB
character-set-server=utf8
port = 3306 # 端口与docker-compose里映射端口保持一致
#bind-address= localhost #一定要注释掉，mysql所在容器和django所在容器不同IP
basedir = /usr
datadir = /var/lib/mysql
tmpdir = /tmp
pid-file = /var/run/mysqld/mysqld.pid
socket = /var/run/mysqld/mysqld.sock
skip-name-resolve # 这个参数是禁止域名解析的，远程访问推荐开启skip_name_resolve。
[client]
port = 3306
default-character-set=utf8
[mysql]
no-auto-rehash
default-character-set=utf8
我们还需设置MySQL服务启动时需要执行的脚本命令, 注意这里的用户名和password必需和docker-compose.yml里与MySQL相关的环境变量保持一致。
# compose/mysql/init/init.sql
GRANT ALL PRIVILEGES ON myproject.* TO dbuser@"%" IDENTIFIED BY "password";
FLUSH PRIVILEGES;
第五步：编写Redis 容器配置文件
启动redis容器我们直接使用官方镜像即可，不过我们需要给redis增加配置文件。大部分情况下采用默认配置就好了，这里我们只做出了如下几条核心改动：
# compose/redis/redis.conf
# Redis 5配置文件下载地址
# https://raw.githubusercontent.com/antirez/redis/5.0/redis.conf
# 请注释掉下面一行，变成#bind 127.0.0.1,这样其它机器或容器也可访问
bind 127.0.0.1
# 取消下行注释，给redis设置登录密码。这个密码django settings.py会用到。
requirepass yourpassword
第六步：修改Django项目settings.py
在你准备好docker-compose.yml并编排好各容器的Dockerfile及配置文件后，请先不要急于使用Docker-compose命令构建镜像和启动容器。这时还有一件非常重要的事情要做，那就是修改Django的settings.py, 提供mysql和redis服务的配置信息。最重要的几项配置如下所示：
# 生产环境设置 Debug = False
Debug = False
# 设置ALLOWED HOSTS
ALLOWED_HOSTS = ['your_server_IP', 'your_domain_name']
# 设置STATIC ROOT 和 STATIC URL
STATIC_ROOT = os.path.join(BASE_DIR, 'static')
STATIC_URL = "/static/"
# 设置MEDIA ROOT 和 MEDIA URL
MEDIA_ROOT = os.path.join(BASE_DIR, 'media')
MEDIA_URL = "/media/"
# 设置数据库。这里用户名和密码必需和docker-compose.yml里mysql环境变量保持一致
DATABASES = {
'default': {
'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
'NAME': 'myproject', # 数据库名
'USER':'dbuser', # 你设置的用户名 - 非root用户
'PASSWORD':'password', # # 换成你自己密码
'HOST': 'db', # 注意：这里使用的是db别名，docker会自动解析成ip
'PORT':'3306', # 端口
}
}
# 设置redis缓存。这里密码为redis.conf里设置的密码
CACHES = {
"default": {
"BACKEND": "django_redis.cache.RedisCache",
"LOCATION": "redis://redis:6379/1", #这里直接使用redis别名作为host ip地址
"OPTIONS": {
"CLIENT_CLASS": "django_redis.client.DefaultClient",
"PASSWORD": "yourpassword", # 换成你自己密码
},
}
}
第七步：使用docker-compose 构建镜像并启动容器组服务
现在我们可以使用docker-compose命名构建镜像并启动容器组了。
# 进入docker-compose.yml所在文件夹，输入以下命令构建镜像
sudo docker-compose build
# 查看已生成的镜像
sudo docker images
# 启动容器组服务
sudo docker-compose up
# 查看运行中的容器
sudo docker ps
如果一切顺利，此时你应该可以看到四个容器都已经成功运行了。
第八步：进入web容器内执行Django命令并启动uwsgi服务器
虽然我们四个容器都已启动运行，但我们还没有执行Django相关命令并启动uwsgi服务器。现在我们只需进入web容器执行我们先前编写的脚本文件start.sh即可。
sudo docker exec -it myprojectdocker_web_1 /bin/bash start.sh
此时打开你的浏览器，输入你服务器的ip地址或域名指向地址，你就应该可以看到网站已经上线啦。
小结
本文详细地介绍了如何使用docker-compose工具分八步在生成环境下部署Django + Uwsgi + Nginx + MySQL + Redis。过程看似很复杂，但很多Dockerfile，项目布局及docker-compose.yml都是可以复用的。花时间学习并练习本章内容是非常值得的，一但你学会了，基本上可以10分钟内完成一个正式Django项目的部署，而且可以保证在任何一台Linux机器上顺利地运行。
注意：整个部署过程如果遇到问题，可以给我们留言或发信息，可以节省你的时间。
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