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2026-03-11 04:14:38 +00:00 · 2026-02-09 12:56:12 -08:00
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commit b44c9acd6c
228 changed files with 326 additions and 271 deletions
--- a/10_compose/10.6_django.md
+++ b/10_compose/10.6_django.md
@@ -0,0 +1,366 @@
+## 10.6 使用 Django
+
+> 本小节内容适合 `Python` 开发人员阅读。
+
+本节将使用 Docker Compose 配置并运行一个 **Django + PostgreSQL** 应用。笔者不仅会介绍具体步骤，还会解释每个配置项的作用，以及开发环境和生产环境的差异。
+
+### 架构概览
+
+在开始之前，让我们先理解我们要构建的架构：
+
+```
+┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
+│                     Docker Compose 网络                     │
+│                                                             │
+│  ┌─────────────────────┐      ┌─────────────────────┐       │
+│  │     web 服务         │      │      db 服务        │       │
+│  │  ┌───────────────┐  │      │  ┌───────────────┐  │       │
+│  │  │   Django      │  │──────│  │  PostgreSQL   │  │       │
+│  │  │   应用        │  │ :5432│  │   数据库      │  │       │
+│  │  └───────────────┘  │      │  └───────────────┘  │       │
+│  │       :8000         │      │                     │       │
+│  └──────────┬──────────┘      └─────────────────────┘       │
+│             │                                               │
+└─────────────┼───────────────────────────────────────────────┘
+              │
+              ▼
+         localhost:8000
+         （浏览器访问）
+```
+
+**关键点**：
+- `web` 服务运行 Django 应用，对外暴露 8000 端口
+- `db` 服务运行 PostgreSQL 数据库，只在内部网络可访问
+- 两个服务通过 Docker Compose 自动创建的网络相互通信
+- `web` 服务可以通过服务名 `db` 访问数据库（Docker 内置 DNS）
+
+### 准备工作
+
+创建一个项目目录并进入：
+
+```bash
+$ mkdir django-docker && cd django-docker
+```
+
+我们需要创建三个文件：`Dockerfile`、`requirements.txt` 和 `docker-compose.yml`。
+
+### Step 1: 创建 Dockerfile
+
+具体内容如下：
+
+```docker
+FROM python:3.12-slim
+
+## 防止 Python 缓冲 stdout/stderr，让日志实时输出
+
+ENV PYTHONUNBUFFERED=1
+
+## 设置工作目录
+
+WORKDIR /code
+
+## 先复制依赖文件，利用 Docker 缓存加速构建
+
+COPY requirements.txt /code/
+
+## 安装依赖
+
+RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
+
+## 复制项目代码
+
+COPY . /code/
+```
+
+**逐行解释**：
+
+| 指令 | 作用 | 为什么这样写 |
+|------|------|-------------|
+| `FROM python:3.12-slim` | 基础镜像 | `slim` 版本比完整版小很多，但包含运行 Python 所需的一切 |
+| `ENV PYTHONUNBUFFERED=1` | 关闭输出缓冲 | 让 `print()` 和日志立即显示，便于调试 |
+| `WORKDIR /code` | 设置工作目录 | 后续命令都在此目录执行 |
+| `COPY requirements.txt` 在前 | 分层复制 | 只有 requirements.txt 变化时才重新安装依赖，加速构建 |
+| `--no-cache-dir` | 不缓存 pip 下载 | 减小镜像体积 |
+
+> 💡 **笔者建议**：总是将变化频率低的文件先复制，变化频率高的后复制。这样可以最大化利用 Docker 的构建缓存。
+
+### Step 2: 创建 requirements.txt
+
+具体内容如下：
+
+```txt
+Django>=5.0,<6.0
+psycopg[binary]>=3.1,<4.0
+gunicorn>=21.0,<22.0
+```
+
+**依赖说明**：
+
+| 包名 | 作用 |
+|------|------|
+| `Django` | Web 框架 |
+| `psycopg[binary]` | PostgreSQL 数据库驱动（推荐使用 psycopg 3） |
+| `gunicorn` | 生产环境 WSGI 服务器（可选，开发时可不用） |
+
+### Step 3: 创建 docker-compose.yml
+
+Step 3: 创建 docker-compose.yml 配置如下：
+
+```yaml
+services:
+  db:
+    image: postgres:16
+    environment:
+      POSTGRES_DB: django_db
+      POSTGRES_USER: django_user
+      POSTGRES_PASSWORD: django_password
+    volumes:
+      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data
+    healthcheck:
+      test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U django_user -d django_db"]
+      interval: 5s
+      timeout: 5s
+      retries: 5
+
+  web:
+    build: .
+    command: python manage.py runserver 0.0.0.0:8000
+    volumes:
+      - .:/code
+    ports:
+      - "8000:8000"
+    depends_on:
+      db:
+        condition: service_healthy
+    environment:
+      DATABASE_URL: postgres://django_user:django_password@db:5432/django_db
+
+volumes:
+  postgres_data:
+```
+
+**配置详解**：
+
+#### db 服务
+
+db 服务 配置如下：
+
+```yaml
+db:
+  image: postgres:16                    # 使用官方 PostgreSQL 16 镜像
+  environment:
+    POSTGRES_DB: django_db              # 创建的数据库名
+    POSTGRES_USER: django_user          # 数据库用户
+    POSTGRES_PASSWORD: django_password  # 数据库密码
+  volumes:
+    - postgres_data:/var/lib/postgresql/data  # 持久化数据
+  healthcheck:                          # 健康检查，确保数据库就绪
+    test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U django_user -d django_db"]
+    interval: 5s
+```
+
+> ⚠️ **笔者提醒**：`volumes` 配置很重要！没有它，每次容器重启数据都会丢失。笔者见过不少新手因为忘记这一步，导致开发数据全部丢失。
+
+#### web 服务
+
+web 服务 配置如下：
+
+```yaml
+web:
+  build: .                              # 从当前目录的 Dockerfile 构建
+  command: python manage.py runserver   # 启动 Django 开发服务器
+  volumes:
+    - .:/code                           # 挂载代码目录，支持热更新
+  ports:
+    - "8000:8000"                       # 映射端口
+  depends_on:
+    db:
+      condition: service_healthy        # 等待数据库健康后再启动
+```
+
+**关键配置说明**：
+
+| 配置项 | 作用 | 笔者建议 |
+|--------|------|---------|
+| `volumes: .:/code` | 代码挂载 | 开发时必备，修改代码无需重新构建镜像 |
+| `depends_on` + `healthcheck` | 启动顺序 | 确保数据库就绪后 Django 才启动，避免连接错误 |
+| `environment` | 环境变量 | 推荐用环境变量管理配置，避免硬编码 |
+
+### Step 4: 创建 Django 项目
+
+运行以下命令创建新的 Django 项目：
+
+```bash
+$ docker compose run --rm web django-admin startproject mysite .
+```
+
+**命令解释**：
+- `docker compose run`：运行一次性命令
+- `--rm`：命令执行后删除临时容器
+- `web`：在 web 服务环境中执行
+- `django-admin startproject mysite .`：在当前目录创建 Django 项目
+
+生成的目录结构：
+
+```
+django-docker/
+├── docker-compose.yml
+├── Dockerfile
+├── requirements.txt
+├── manage.py
+└── mysite/
+    ├── __init__.py
+    ├── settings.py
+    ├── urls.py
+    ├── asgi.py
+    └── wsgi.py
+```
+
+> 💡 **Linux 用户注意**：如果遇到权限问题，执行 `sudo chown -R $USER:$USER .`
+
+### Step 5: 配置数据库连接
+
+修改 `mysite/settings.py`，配置数据库连接：
+
+```python
+import os
+
+DATABASES = {
+    'default': {
+        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
+        'NAME': os.environ.get('POSTGRES_DB', 'django_db'),
+        'USER': os.environ.get('POSTGRES_USER', 'django_user'),
+        'PASSWORD': os.environ.get('POSTGRES_PASSWORD', 'django_password'),
+        'HOST': 'db',  # Docker Compose 服务名
+        'PORT': 5432,
+    }
+}
+
+## 允许的主机（开发环境）
+
+ALLOWED_HOSTS = ['*']
+```
+
+**为什么 HOST 是 `db` 而不是 `localhost`？**
+
+在 Docker Compose 中，各服务通过服务名相互访问。Docker 内置的 DNS 会将 `db` 解析为 db 服务容器的 IP 地址。这是 Docker Compose 的核心功能之一。
+
+### Step 6: 启动应用
+
+运行以下命令：
+
+```bash
+$ docker compose up
+```
+
+你会看到：
+1. 首先构建 web 镜像（第一次运行）
+2. 启动 db 服务，等待健康检查通过
+3. 启动 web 服务
+
+```
+db-1   | PostgreSQL init process complete; ready for start up.
+db-1   | LOG:  database system is ready to accept connections
+web-1  | Watching for file changes with StatReloader
+web-1  | Starting development server at http://0.0.0.0:8000/
+```
+
+打开浏览器访问 http://localhost:8000，可以看到 Django 欢迎页面！
+
+### 常用开发命令
+
+在另一个终端窗口执行：
+
+```bash
+## 执行数据库迁移
+
+$ docker compose exec web python manage.py migrate
+
+## 创建超级用户
+
+$ docker compose exec web python manage.py createsuperuser
+
+## 进入 Django shell
+
+$ docker compose exec web python manage.py shell
+
+## 进入 PostgreSQL 命令行
+
+$ docker compose exec db psql -U django_user -d django_db
+```
+
+> 💡 笔者建议使用 `exec` 而不是 `run`。`exec` 在已运行的容器中执行命令，`run` 会创建新容器。
+
+### 常见问题排查
+
+#### Q1: 数据库连接失败
+
+**错误信息**：`django.db.utils.OperationalError: could not connect to server`
+
+**可能原因与解决方案**：
+
+| 原因 | 解决方案 |
+|------|---------|
+| 数据库还没启动完成 | 使用 `depends_on` + `healthcheck` |
+| HOST 配置错误 | 确保使用服务名 `db` 而不是 `localhost` |
+| 网络未创建 | 运行 `docker compose down` 后重新 `up` |
+
+```bash
+## 调试：检查数据库是否正常运行
+
+$ docker compose ps
+$ docker compose logs db
+```
+
+#### Q2: 代码修改没有生效
+
+**可能原因**：
+
+1. **开发服务器没有自动重载**：确保使用 `runserver` 而不是 `gunicorn`
+2. **Volume 挂载问题**：检查 `docker-compose.yml` 中的 volumes 配置
+3. **缓存问题**：尝试 `docker compose restart web`
+
+#### Q3: 权限问题（Linux）
+
+运行以下命令：
+
+```bash
+## 如果容器内创建的文件 root 用户所有
+
+$ sudo chown -R $USER:$USER .
+```
+
+### 开发 vs 生产：关键差异
+
+笔者特别提醒，本节的配置是**开发环境**配置。生产环境需要以下调整：
+
+| 配置项 | 开发环境 | 生产环境 |
+|--------|---------|---------|
+| **Web 服务器** | `runserver` | `gunicorn` + Nginx |
+| **DEBUG** | `True` | `False` |
+| **密码管理** | 明文写在配置 | 使用 Docker Secrets 或环境变量 |
+| **Volume** | 挂载代码目录 | 代码直接 COPY 进镜像 |
+| **ALLOWED_HOSTS** | `['*']` | 具体域名 |
+
+**生产环境 docker-compose.yml 示例**：
+
+```yaml
+## docker-compose.prod.yml
+
+services:
+  web:
+    build: .
+    command: gunicorn mysite.wsgi:application --bind 0.0.0.0:8000
+    # 不挂载代码，使用镜像内的代码
+    environment:
+      DEBUG: 'False'
+      ALLOWED_HOSTS: 'example.com,www.example.com'
+    # ...
+```
+
+### 延伸阅读
+
+- [Compose 模板文件详解](10.5_compose_file.md)：深入理解 docker-compose.yml 的所有配置项
+- [使用 WordPress](10.8_wordpress.md)：另一个 Compose 实战案例
+- [Dockerfile 最佳实践](../16_appendix/16.1_best_practices.md)：构建更小、更安全的镜像
+- [数据管理](../08_data_network/README.md)：Volume 和数据持久化详解