使用Docker部署Python應用的一些經驗總結

本篇文章源自作者團隊在長期開發過程中總結的寶貴經驗，其中Supervisor、Gunicorn以及Nginx更是在使用Python開發Web應用時最常用的軟體，因此對於打算使用Docker部署Python應用的讀者而言，這些最佳實踐是很有參考價值。同時希望各位在日常實踐過程中，也能將各自踩到過的“坑”以及寶貴的經驗分享出來，大家共同進步！

我們可以使用Docker簡單而高效的部署Python應用，同時，也有一些最佳實踐來幫助我們愉快的完成部署。當然，也不是說這些最佳實踐就是完成部署的唯一方式，只不過我們團隊發現它們具有高可用性，並且容易維護。注意本文中大多數內容都只是代表我的立場，基於Docker的實現方式有很多，你可以隨便選擇。本文中我不會過多的介紹Volume，因為它可能需要一個單獨的話題來解釋。我們通常會使用Volume將原始碼複製到容器中，而不是在每次執行時都重新構建。

DEBIAN_FRONTEND

Docker使用者應該都很熟悉這個環境變數，它告知作業系統應該從哪兒獲得使用者輸入。如果設定為”noninteractive”，你就可以直接執行命令，而無需向使用者請求輸入（譯者注：所有操作都是非互動式的）。這在執行apt-get命令的時候格外有用，因為它會不停的提示使用者進行到了哪步並且需要不斷確認。非互動模式會選擇預設的選項並以最快的速度完成構建。

請確保你只在Dockerfile中呼叫的RUN命令中設定了該選項，而不是使用ENV命令進行全域性的設定，因為ENV命令在整個容器執行過程中都會生效，所以當你通過BASH和容器進行互動時，如果進行了全域性設定那就會出問題。例子如下：

# 正確的做法 - 只為這個命令設定ENV變數
RUN DEBIAN_FRONTEND=noninteractive apt-get install -y python3
# 錯誤地做法 - 為接下來的任何命令都設定ENV變數，包括正在執行地容器
ENV DEBIAN_FRONTEND noninteractive
RUN apt-get install -y python3

requirements.txt

相比於基本的程式碼（codebase），應用的依賴很少發生變化，因此我們可以在Dockerfile中安裝專案依賴，這也可以加快之後的構建速度（之後的構建只需要構建變更的程式碼）。Docker容器的層級構建可以快取依賴安裝的過程，所以之後的的構建速度會非常快，因為它不需要重新下載和構建依賴。

檔案順序

按照上面的思路（利用快取）來推斷，檔案新增到容器的順序至關重要。我們應該把頻繁變更的檔案放置到Dockerfile的下方，以便充分使用快取來加速Docker的構建過程。例如，應用配置、系統配置和依賴都很少改變，我們就可以把它們放到Dockerfile的頂部。而原始檔，比如路由檔案、檢視（views）和資料庫程式碼會經常發生改變，所以我們就可以把它們放在Dockerfile的下方，注意是Docker配置命令（EXPOSE、ENV等）的下方。

另外，不要考慮如何將你的檔案拷貝到Docker，它不會加快你的構建速度，因為大多數的檔案根本不會用到，比如應用原始檔。

應用金鑰

之前我們一直不知道如何把應用金鑰安全的傳遞給應用，後來我們發現可以使用docker run命令中的env-file引數。我們會把所有的金鑰和配置都放在app_config.list檔案中，然後通過這個檔案交付給應用。具體如下：

docker run -d -t -—env-file app_config.list <image:tag>

這個方法允許我們簡單地改變應用設定和金鑰，而無需重建一個容器。

注意：請務必確保app_config.list在.gitignore檔案的記錄中，不然它不會被檢錄到原始檔中。

Gunicorn

我們使用Gunicorn作為容器內部的應用伺服器，Gunicorn非常的穩定並且效能很好，它有非常多的配置選項，比如指定worker數量和型別（green threads、gevent等）的能力，你可以根據負載來調整應用，以獲得最佳效能。

啟動Gunicorn很簡單：

# 安裝
pip3 install gunicorn

# 執行伺服器
gunicorn api:app -w 4 -b 127.0.0.1:5000

最後是在Nginx後面執行你的應用伺服器，這樣你可以進行負載均衡。

supervisord

你是不是想過在容器中執行多個程式？我想Supervisord絕對是你的最佳輔助工具。假設我們想部署這樣一個容器，它包含Nginx反向代理以及Gunicorn應用。你通過BASH指令碼可能就能實現，但是讓我們想更加簡潔一點。

Supevisor是“一個程式控制系統，它支援使用者在類UNIX作業系統上，監視並控制一些程式”。聽起來很完美！你需要先在你的Docker容器內安裝Supervisor。

RUN DEBIAN_FRONTEND=noninteractive apt-get install -y
supervisor

為了讓Supervisor知道該執行什麼以及如何管理程式，我們接下來需要為它寫一個配置檔案。

[supervisord]
nodaemon = true  # 這個會讓supervisord執行在前端

[program:nginx]  # 你想執行的第一個程式的命名
command = /usr/sbin/nginx  # nginx可執行程式的路徑
startsecs = 5  # 如果nginx保持開啟5s，我們視為啟動成功

[program:app-gunicorn]
command = gunicorn api -w 4 -b 127.0.0.1:5000
startsecs = 5

這是非常基本的配置，它還有很多的配置項，比如控制日誌、stdout/stderr重定向、重啟策略等。這個工具真不錯。

一旦你完成了配置，請確保Docker將其複製到了容器中。

ADD supervisord.conf /etc/supervisord.conf

讓Supervisor作為容器的自啟動命令。

CMD supervisord -c /etc/supervisord.conf

它將會在容器啟動的時候，執行Gunicorn和Nginx。如果已經配置過了，那將會按需重啟它們。

學到的東西以及未來的目標

我們已經花了很長時間在Docker中部署程式碼，並且接下來會投入更多的時間。在使用Docker的過程中，我們學到的最重要經驗就是如何最小化思考（think minimally）。在一個容器中執行你的整個系統真的很誘人，但是在應用各自的容器中執行應用程式卻更容易維護。一般情況下，我們會在容器中執行Nignx和Web伺服器，並且在一些場景中，使用單獨的容器來執行Nginx卻沒有任何優勢，它可能只會增加複雜度。我們發現對於大多數情況，它在容器中的開銷是可接受的。

我希望這些資訊對各位有價值！當我們團隊學到更多最佳實踐時，我會更新這篇文章。