Docker部署Django由浅入深系列(中): 双容器部署Django + Uwsgi + Nginx

本文是使用Docker部署Django由浅入深系列的中篇，我们将构建两个容器，一个容器放Django + Uwsgi，另一个容器放Nginx。我们将了解不同容器间是如何通信的，并学会正确配置uwsgi.ini和nginx.conf使整个项目跑起来。在阅读本篇前，请先阅读本系列上篇使用Docker单容器部署Django + Uwsgi。下篇我们会更进一步介绍如何使用docker-compose部署Django + Uwsgi + Nginx + MySQL + Redis(多容器组合), 欢迎关注我们的微信公众号【Python Web与Django开发】。

双容器部署Django+Uwsgi+Nginx项目示意图

整个项目流程示意图如下所示。用户通过客户端访问服务器的80端口(http协议默认端口)时，请求由于宿主机和容器1间存在80:80端口映射关系会被转发到Nginx所在的容器1。Nginx接收到请求后会判断请求是静态的还是动态的，静态文件请求自己处理，动态请求则转发到Django+Uwsgi所在的容器2处理，容器2的开放端口为8000。本例中所使用到的容器1的名字为mysite3-nginx, 容器2的名称为mysite3。由于两个容器在一台宿主机上，你可以看到docker分配的容器IP地址非常接近，有点像局域网IP。使用如下命名即可查看容器的IP地址。

 sudo docker inspect container_name | grep "IPAddress"

例子：

注意：

• 容器创建和启动的先后顺序很重要，本例中容器1对容器2有依赖。这是因为如果容器2不运行，容器1收到动态请求后不知道给谁处理。

• 创建容器并运行前，必须先使用docker pull命令或Dockerfile构建容器对应的镜像。

双容器部署Django+Uwsgi+Nginx代码布局图

整个项目的代码布局如下所示。我们新建了一个compose文件夹，专门存放用于创建其它镜像的Dockerfile及配置文件。在本例中，我们只创建了一个nginx文件夹。在下篇文章中，我们会将MySQL和Redis也加进去。

 mysite3
 ├── compose
 │   └── nginx
 │       ├── Dockerfile # 创建nginx镜像需要用到的Dockerfile
 │       ├── log # 存放nginx的日志
 │       ├── nginx.conf # nginx配置文件
 │       ├── ssl # 如果需要配置https需要用到
 ├── db.sqlite3
 ├── Dockerfile # 创建django+uwsgi镜像需要用到的Dockerfile
 ├── manage.py
 ├── mysite3
 │   ├── asgi.py
 │   ├── __init__.py
 │   ├── settings.py
 │   ├── urls.py
 │   └── wsgi.py
 ├── pip.conf # 设置pypi为国内源，加速静态文件安装
 ├── static # 静态文件夹，存放css,js和图片
 ├── media # 媒体文件夹，存放用户上传的媒体文件
 ├── requirements.txt
 ├── start.sh # 容器运行后需要启动的脚本文件
 └── uwsgi.ini # uwsgi配置文件

注意：

• Django项目默认ALLOWED_HOSTS = []为空，在正式部署前你需要修改settings.py, 把它设置为服务器实际对外IP地址，否则后面部署会出现错误，这个与docker无关。

• 本例中使用了nginx提供静态文件服务，你必须在settings.py设置MEDIA_ROOT和STATIC_ROOT，如下所示。否则即使nginx服务正常，静态文件也无法正常显示。

 # STATIC ROOT 和 STATIC URL
 STATIC_ROOT = os.path.join(BASE_DIR, 'static')
 STATIC_URL = "/static/"
 
 # MEDIA ROOT 和 MEDIA URL
 MEDIA_ROOT = os.path.join(BASE_DIR, 'media')
 MEDIA_URL = "/media/"

创建容器2 (Django+Uwsgi)对应的镜像并启动运行容器

创建容器2的镜像所使用的Dockerfile内容如下所示：

 # 基础镜像：python3.7 环境，也可使用python3.7-alphine缩小镜像体积
 FROM python:3.7
 
 # 镜像作者大江狗
 MAINTAINER DJG
 
 # 设置 python 环境变量
 ENV PYTHONUNBUFFERED 1
 
 # 设置pypi源头为国内源
 COPY pip.conf /root/.pip/pip.conf
 
 # 在容器内/var/www/html/下创建 mysite3文件夹
 RUN mkdir -p /var/www/html/mysite3
 
 # 设置容器内工作目录
 WORKDIR /var/www/html/mysite3
 
 # 将当前目录文件拷贝一份到工作目录中（. 表示当前目录）
 ADD . /var/www/html/mysite3
 
 # 利用 pip 安装依赖
 RUN pip install -r requirements.txt
 
 # Windows环境下编写的start.sh每行命令结尾有多余的\r字符，需移除。
 RUN sed -i 's/\r//' ./start.sh
 
 # 设置start.sh文件可执行权限
 RUN chmod +x ./start.sh

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. 生产数据库迁移文件
 # 3. 根据数据库迁移文件来修改数据库
 # 4. 用 uwsgi启动 django 服务, 不再使用python manage.py runserver
 python manage.py collectstatic --noinput&&
 python manage.py makemigrations&&
 python manage.py migrate&&
 uwsgi --ini /var/www/html/mysite3/uwsgi.ini

本例中使用到 Dockerfile和pip.conf和上篇单容器部署Django+Uwsgi的基本一样，唯一不同的是start.sh和uwsgi.ini。start.sh多了收集静态文件的命令。前例uwsgi.ini中我们使用了http协议与客户端通信。由于本例中uwsgi并不直接与客户端沟通，而是与nginx进行沟通，这时我们使用了socket通信。

 [uwsgi]
 project=mysite3
 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=660
 buffer-size=65536
 
 pidfile=/tmp/%(project)-master.pid
 daemonize=/tmp/%(project)-uwsgi.log # 以守护进程运行，并将log生成与temp文件夹。
 vacuum=True
 max-requests=5000
 
 #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=8678
 #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

现在我们可以构建容器2对应的镜像，并运行启动容器2了，容器取名mysite3。

 # 进入mysite3目录下的Dockerfile创建名为django_mysite3的镜像，版本v1，.代表当前目录
 sudo docker build -t django_mysite3:v1 .
 # 启动并运行容器2(名称mysite3), -d为后台运行，-v进行目录挂载。
 sudo docker run -it --name mysite3 -p 8000:8000 \
 -v /home/enka/mysite3:/var/www/html/mysite3 \
 -d django_mysite3:v1
 # 查看容器是否运行
 sudo docker ps
 # 查看容器2(名称mysite3)的IP地址
 sudo docker inspect mysite3 | grep "IPAddress"

注意：

• 启动运行容器时一定要考虑目录挂载，防止数据丢失。我们的项目在容器中的路径是/var/www/html/mysite3，用户产生的数据也存储在这个容器内。我们一但删除容器，那么容器内的数据也随之丢失了，即使重新创建容器数据也不会回来。

• 通过-v参数可进行目录挂载。冒号前为宿主机目录，冒号后为镜像容器内挂载的路径，两者必须为绝对路径。如果没有指定宿主机的目录，则容器会在/var/lib/docker/volumes/随机配置一个目录。

• 本例中我们使用了-v参数把容器中的目录/var/www/html/mysite3挂载到了宿主机的的目录/home/enka/mysite3上，实现了两者数据的同步。此时删除容器不用担心，数据会在宿主机上有备份。

创建容器1 (Nginx)的镜像并启动运行容器

创建Nginx镜像的Dockerfile如下所示：

 # nginx镜像
 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
 
 # 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nginx.conf内容如下所示。你注意到Nginx是如何将动态请求转到容器2(对应IP的172.17.0.2)的8000端口了吗？本例中我们使用了socket通信与uwsgi服务器通信，所以要使用uwsgi_pass转发请求，而不是使用proxy_pass转发请求。

 # nginx配置文件。
 upstream django {
     ip_hash;
     server 172.17.0.3:8000; # Django+uwsgi容器所在IP地址及开放端口，非宿主机外网IP
 }
 
 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
     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;
     }
 }
     access_log /var/log/nginx/access.log main;
     error_log /var/log/nginx/error.log warn;

现在我们可以构建容器1对应的镜像，并运行启动容器1了，并取名mysite3-nginx.

 # 进入nginx目录, 使用该目录下的Dockerfile创建名为mynginx的镜像，版本v1，.代表当前目录
 sudo docker build -t mynginx:v1 .
 # 启动并运行容器2(名称mysite3), -d为后台运行，宿主机与Nginx端口映射为80:80。Nginx下的static和media目录挂载到宿主机的Django项目下的media和static文件夹。
 sudo docker run -it -p 80:80 --name mysite3-nginx \
 -v /home/enka/mysite3/static:/usr/share/nginx/html/static \
 -v /home/enka/mysite3/media:/usr/share/nginx/html/media \
 -v /home/enka/mysite3/compose/nginx/log:/var/log/nginx \
 -d mynginx:v1
 # 查看容器是否运行
 sudo docker ps

这时你应该可以看到两个容器(mysite3和mysite3-nginx)都已运行，如下所示：

进入Django+UWSGI容器执行Django命令并启动uwsgi服务器

虽然我们两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。现在我们只需进入容器2执行我们先前编写的脚本文件start.sh即可。

 sudo docker exec -it mysite3 /bin/bash start.sh

start.sh实际上干了如下几件事:

 python manage.py collectstatic --noinput&&
 python manage.py makemigrations&&
 python manage.py migrate&&
 uwsgi --ini /var/www/html/mysite3/uwsgi.ini

这时你打开浏览器输入http://your_server_ip/admin，你应该可以看到你的Django网站已经上线了，静态文件也可以显示正常，恭喜你！这次是Nginx+Uwsgi提供的服务，这才真正实现了Django在生产环境的部署。

Docker部署Django+Uwsgi+Nginx常见问题及解决方案

使用Docker双容器部署Django+Uwsgi和Nginx过程中容易出现的错误及解决方案如下所示，供参考：

• Nginx提示502 Gateway错误，静态文件可以正常显示：这是在提示服务器配置错误。应检查nginx.conf文件，看看其指向的uwsgi所在的容器IP及开放的端口是否正确，同时检查uwsgi.ini配置文件中socket的开放端口。

• uwsgi日志提示probably another instance of uWSGI is running on the same address (0.0.0.0:8000).bind(): Address already in use [core/socket.c line 769]：这是在提示其它uWSGI示例占用了端口。应使用sudo pkill -f uwsgi -9关闭所有uwsgi进程，再重新启动uwsgi服务。

• uwsgi日志提示invalid request block size: 4547 (max 4096)...skip：uWsgi默认的buffer size 为4096，如果http请求数据超过这个量，就会报错，为了解决这个问题，就需要修改uwsgi的配置文件，增加buffer-size=65536一项。

• 浏览器总是从http(端口80)自动跳转到https(端口443)导致报错：这是因为Nginx容器80端口映射的是宿主机80端口，如果请求来自宿主机的443端口，容器将接收不到外部请求。解决方案清空浏览器设置缓存，换个浏览器或配置nginx支持https。

小结

本文成功使用Docker双容器在服务器上部署了Django + Uwsgi + Nginx。本例中我们只使用到了两个容器，所以可以手动去创建容器并运行。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，手动的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。在下篇文章中(也是本系列的终章)，我们将介绍如何使用Docker Compose部署Django + Uwsgi + Nginx + MySQL + Redis。请关注我们的微信公众号【Python Web与Django开发】，这样可以在第一时间收藏阅读。

大江狗

2020.5

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