【DevOps】使用Docker Compose 部署Web应用

一、Docker Compose介绍

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用的工具。通过一个 YAML 文件，您可以配置应用服务所需的所有服务，然后使用一个命令创建并启动所有服务。这种方式极大地简化了容器化应用的管理过程，尤其是在涉及多个相互依赖的容器时。

1、核心特点

• 单一配置文件：使用一个 YAML 文件（默认为 docker-compose.yml）来配置应用的所有服务。这个文件定义了需要运行的服务、网络和卷。

• 服务管理：Docker Compose 允许您以群组的形式管理整个应用的服务，可以同时启动、停止、重建所有服务。

• 开发环境友好：特别适用于开发和测试环境，能够快速启动和重建改动过的应用服务。

• 隔离：每个使用 Docker Compose 的项目可以在隔离环境中运行，保持与其他项目的独立。

• 可移植性：通过在任何安装了 Docker 和 Docker Compose 的机器上运行相同的 docker-compose.yml 文件，可以确保环境一致性和可重复性。

2、基本命令

• docker-compose up：启动配置文件中定义的所有容器。
• docker-compose down：停止并移除所有由 docker-compose up 创建的容器和网络。
• docker-compose build：构建服务中定义的镜像。
• docker-compose logs：查看所有容器的日志输出。
• docker-compose restart：重启服务。
• docker-compose ps：列出所有正在运行的容器。

3、docker-compose.yml 文件结构

一个典型的 docker-compose.yml 文件包括以下几个部分：

version: '3.8'  # 指定 Docker Compose 文件格式版本
services:  # 定义应用的服务
  web:
    build: .  # 构建 Dockerfile 所在的目录
    ports:
      - "5000:5000"  # 映射端口
    volumes:
      - .:/code  # 挂载卷
    environment:
      FLASK_ENV: development  # 环境变量
  redis:
    image: "redis:alpine"  # 使用现成的镜像
 
volumes:  # 定义数据卷
  db-data:
 
networks:  # 定义网络
  app-network:

4、安装

• 检查是否已经安装 Docker

首先，确保你已经安装了 Docker。可以使用以下命令来检查：

docker --version

如果你已经安装了 Docker，可以跳过下一步。

• 安装 Docker Compose

可以使用以下命令来安装 Docker Compose：

sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.29.2/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

这将下载并安装最新版本的 Docker Compose。

• 设置执行权限

将执行权限添加到 docker-compose 文件：

sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

•  验证安装

可以使用以下命令来验证 Docker Compose 的安装：

docker-compose --version

这将显示 Docker Compose 的版本号。

5、使用场景

Docker Compose 在开发、测试、CI/CD 环境中尤为有用，可以用来：

• 本地开发：开发者可以在本地机器上使用 Docker Compose 启动整个应用的所有服务，包括应用服务器、数据库、缓存服务等，所有服务都在隔离的环境中运行，但能够相互通信。

• 自动化测试：在 CI/CD 管道中，可以使用 Docker Compose 启动应用和其依赖的服务，运行测试套件。

• 多服务应用部署：在生产环境中，尽管 Docker Compose 主要用于开发和测试，但对于小规模部署或者较少的生产负载也可以使用。

Docker Compose 是一个强大的工具，能够简化多容器应用的配置和管理。使用 YAML 文件定义服务使得整个过程变得直观且易于控制，是开发和测试多容器应用的理想选择。

二、使用Docker Compose 部署一个Web应用

前面我们用Python3的Django开发了一个简单的Web应用HelloWorld，今天我们来一起学习怎么样用Docker Compose部署这个应用。一个典型的Web应用，一般有Nginx作为Web应用服务器，Django 应用和Mysql数据库三个部分组成，为了使用 Docker Compose 部署一个包含 Nginx、Django 应用和 MySQL 数据库的 Web 应用，我们需要创建一个 docker-compose.yml 文件来定义服务、网络和卷。下面是一个基本的配置示例，涵盖了一个 Django 应用，使用 Nginx 作为 Web 服务器和反向代理，以及 MySQL 作为数据库。

1. 创建目录结构

首先，建立一个项目目录，并在其中创建必要的文件：

/myproject/
|-- docker-compose.yml
|-- nginx/
|   |-- Dockerfile
|   |-- nginx.conf
|-- django_app/
|   |-- Dockerfile
|   |-- myapp/
|       |-- settings.py
|       |-- ...
|-- .env

2. 创建 .env 文件

创建一个 .env 文件来存储环境变量，例如数据库配置信息，以便在 docker-compose.yml 中引用：

MYSQL_DATABASE=mydatabase
MYSQL_USER=myuser
MYSQL_PASSWORD=mypassword
MYSQL_ROOT_PASSWORD=rootpassword
DJANGO_SECRET_KEY=mysecretkey

3. 编写 docker-compose.yml 文件

在项目根目录下创建 docker-compose.yml 文件：

version: '3.8'
 
services:
  db:
    image: mysql:8
    command: --default-authentication-plugin=mysql_native_password
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: ${MYSQL_ROOT_PASSWORD}
      MYSQL_DATABASE: ${MYSQL_DATABASE}
      MYSQL_USER: ${MYSQL_USER}
      MYSQL_PASSWORD: ${MYSQL_PASSWORD}
    networks:
      - app-network
 
  web:
    build: ./django_app
    command: python manage.py runserver 0.0.0.0:8000
    volumes:
      - ./django_app:/usr/src/app
    environment:
      - DJANGO_SECRET_KEY=${DJANGO_SECRET_KEY}
    depends_on:
      - db
    networks:
      - app-network
 
  nginx:
    build: ./nginx
    ports:
      - "80:80"
    depends_on:
      - web
    networks:
      - app-network
 
volumes:
  db-data:
 
networks:
  app-network:

下面是对文件中各个部分的详细解释：

version: '3.8'

• version 指定了使用的 Docker Compose文件的版本。

services:
  db:
    image: mysql:8
    command: --default-authentication-plugin=mysql_native_password
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: ${MYSQL_ROOT_PASSWORD}
      MYSQL_DATABASE: ${MYSQL_DATABASE}
      MYSQL_USER: ${MYSQL_USER}
      MYSQL_PASSWORD: ${MYSQL_PASSWORD}
    networks:
      - app-network

• db 服务表示一个 MySQL 数据库容器。
  • image 指定了使用的 MySQL 镜像。
  • command 指定了容器启动时运行的命令。
  • volumes 指定了将本地的 db-data 卷挂载到容器的 /var/lib/mysql 目录。
  • environment 指定了容器的环境变量。
  • networks 指定了容器加入的网络。

  web:
    build: ./django_app
    command: python manage.py runserver 0.0.0.0:8000
    volumes:
      - ./django_app:/usr/src/app
    environment:
      - DJANGO_SECRET_KEY=${DJANGO_SECRET_KEY}
    depends_on:
      - db
    networks:
      - app-network

• web 服务表示一个 Django 应用程序容器。
  • build 指定了使用本地的 Django 项目目录构建镜像。
  • command 指定了容器启动时运行的命令。
  • volumes 指定了将本地的 django_app 目录挂载到容器的 /usr/src/app 目录。
  • environment 指定了容器的环境变量。
  • depends_on 指定了 web 服务依赖于 db 服务。
  • networks 指定了容器加入的网络。

  nginx:
    build: ./nginx
    ports:
      - "80:80"
    depends_on:
      - web
    networks:
      - app-network

• nginx 服务表示一个 Nginx 配置容器。
  • build 指定了使用本地的 nginx 配置目录构建镜像。
  • ports 指定了将容器的 80 端口映射到主机的 80 端口。
  • depends_on 指定了 nginx 服务依赖于 web 服务。
  • networks 指定了容器加入的网络。

volumes:
  db-data:
 
networks:
  app-network:

• volumes 部分定义了一个名为 db-data 的卷。
• networks 部分定义了一个名为 app-network 的网络。

4. 创建 Django Dockerfile

在 django_app/Dockerfile 中，编写用于构建 Django 应用的 Dockerfile：

FROM python:3.8
ENV PYTHONUNBUFFERED 1
WORKDIR /usr/src/app
COPY requirements.txt ./
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .

确保 Django 项目的 requirements.txt 包含 Django 和任何其他依赖。

5. 创建 Nginx Dockerfile 和配置

在 nginx/Dockerfile 中，编写用于构建 Nginx 镜像的 Dockerfile：

FROM nginx:alpine
COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf

创建 nginx/nginx.conf 配置文件：

worker_processes 1;
 
events {
    worker_connections 1024;
}
 
http {
    sendfile on;
    upstream app {
        server web:8000;
    }
    server {
        listen 80;
        location / {
            proxy_pass http://app;
        }
    }
}

6. 运行 Docker Compose

在项目根目录，运行以下命令来启动所有服务：

docker-compose up -d

这将根据 docker-compose.yml 的配置启动 Django 应用、Nginx 和 MySQL 数据库的容器，并设置好它们之间的网络连接。

这个设置是一个简单的示例，适用于开发环境。在生产环境中，您需要对 Django 进行额外配置（如静态文件服务、数据库连接等），并确保安全性设置（如数据库的安全配置、Nginx 的 HTTPS 配置等）。