部署Flask-Web项目踩坑之旅

前言

献给那些和我一样懵懂中不断汲取知识，进步的人们。

部署目标

web项目基于python3+flask+MySQL进行开发。项目为实验室资产管理平台，面向用户为实验室管理员提供管理权限，为其他同事提供查询权限。
项目准备部署在本地虚拟机系统上（Linux），采用服务器组件为nginx+uWSGI+MySQL，至于为什么选择这些组件，因为是行业标准。刚开始部署的时候采用的是centos系统，部署过程发现比较麻烦，后改用Ubuntu系统。
说句题外话，强烈推荐Ubuntu系统，就算是面向个人使用，Ubuntu也有比较友好的图形操作界面。

环境安装

在本地系统（Windows）上安装WMware软件（一定要下载高版本15及以上，不然很可能出现兼容性问题。我在部署过程的就在这里出现了兼容性问题）。
然后去Ubuntu官网下载iso文件。
在VMware中安装Ubuntu系统，具体安装过程不再介绍，如果不清楚，可以去网上查找相关资料。
下面主要介绍一下，网络适配器相关设置，因为我们需要与虚拟机系统进行通信。

网络适配器设置

关于网卡设置这一块，具体根据需求和你的网络拓扑而定。在这里，介绍一下我的环境及网卡配置。我本地计算机操作系统为Win10，总共有7个网络适配器（实体网卡），别问我为什么计算机会有这么多网卡- -。目前本地计算机只用到了两张实体网卡，一张连接办公网，另一张连接路由器LAN口，用于访问外网。在VMware虚拟机设置中，为Ubuntu系统创建2个网络适配器，分别桥接至VMnet0、VMnet8。然后在VMware软件编辑-虚拟编辑器中设置VMnet0、VMnet8分别桥接至两张实体网卡。Ubuntu系统中桥接至办公网的虚拟网卡设置为静态IP地址，另一张虚拟网卡则设置为自动获取方式。
为什么我需要这样设置？桥接至办公网，一方面为了向内网同事提供平台web服务，另一方面便于从我Windows计算机通过终端软件（SecureCRT）SSH访问Ubuntu。从VMware软件中操作Ubuntu系统终端，实在太过繁琐且又比较占用计算机资源。桥接外网，便于Ubuntu系统从互联网上下载安装依赖包。
网卡设置完成后，在Ubuntu中打开终端并安装openssh-server，安装完成后，可以关闭VMware软件，选择后台运行虚拟机。在本地计算机上通过SecureCRT访问虚拟系统终端。

安装软件

更新apt

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sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

一条命令就可以下载一些常用包，是不是非常方便。（Ubuntu系统自带python3）

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sudo apt-get install net-tools openssh-server vim mysql-server nginx python3-pip

下载uwsgi

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pip3 install uwsgi

MySQL相关设置

修改MySQL账户和密码

通过apt-get命令安装MySQL后，我们会存在一个疑问，我们怎么知道root用户的登录密码呢。不知道没关系，使用管理员权限进行设置。

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sudo mysql

使用mysql库

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use mysql

修改root用户名登录密码为root

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update user set authentication_string='root' where user='root'

设置远程连接MySQL

mysql安装完成后，输入以下命令。可以查看到127.0.0.1:3306,3306是mysql服务的默认端口。127.0.0.1代表只监听本地连接。

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netstat -anltp

如果未查到相关信息，则mysql服务未启动，输入下面命令启动mysql

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sudo service mysql start

关闭mysql服务则采用

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sudo service mysql stop

注释/etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf中的bind-adress 127.0.0.1，然后重启msyql。

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sudo service mysql restart

再次输入以下命令，结果显示的是:::3306表示设置成功。

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netstat -apn|grep 3306

后面再修改mysql用户登录权限,以root权限在本地登录mysql。选择MySQL库

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mysql -u root -p
use mysql;
select host,user from user;

更新user表，将root用户记录host改为’%’，最后刷新权限

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update user set host ='%' where user='root';
flush privileges;

以上设置完成后，就可以在我的开发环境（Windows系统）上通过办公网，远程访问生产环境中数据库了。不过要注意保管生产环境中MySQL数据库的账户名密码，以保证数据安全。

MySQL数据传输

前面已经设置了能远程连接Ubuntu系统中的MySQL。这里推荐在本地计算机上使用Navicat for MySQL软件（30天免费试用）远程连接Ubuntu系统中的MySQL，可以获得图形化操作界面，便于操作查看数据。
在Ubuntu系统的MySQL创建数据库，注意这里的数据库名应与代码里数据库名保持一致，否则连接不到数据库。然后可以使用Navicat软件将开发环境中MySQL数据库中的数据传输到生产环境中的MySQL对应的数据库中。

源码上传

将源码上传至Ubuntu系统的/srv目录下，然后通过pip3安装项目依赖库。
Tips:如果Ubuntu系统上还部署了其他python项目，且项目之间依赖库的版本存在冲突。那么此时可以使用python虚环境，将本项目的依赖库安装在虚环境中，实现隔离。我们可以通过使用virtualenv库实现。

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pip3 install virtualenv

创建目录，然后进入该目录下创建一个独立运行的Python环境

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virtualenv --no-site-packages venv

激活venv环境，此时通过pip安装的都被放到这个环境中

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source venv/bin/activate

关闭venv环境，使用以下命令

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deactivate

因为我的系统只部署这一个项目，没有存在项目冲突的情况，所以不使用虚环境。
一键安装项目依赖库文件。

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pip3 -r requirements.txt

此文件可以通过以下命令得到（注意如果该项目不是虚环境中开发的，那么其他一些非依赖库也被添加进来，注意在.txt文件中删除。）

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pip3 freeze > requiremtns.txt

服务器组件

nginx介绍

nginx是一个高性能的web和反向代理服务器，也可以用做邮件代理服务器。nginx尤其在处理静态文件和资源拥有比较高的效率。在本项目中采用nginx组件，也是考虑使用它来处理静态资源，同时作为反向代理把动态请求交给uWSGI处理。
关于nginx详细配置，这里贴一下nginx官方中文文档。

nginx简单配置

nginx是一个非常强大的服务器组件，想在短时间内将它的功能和配置全部掌握基本不可能。我们根据自己的需求学习即可，一切均是为了业务而服务。
在Ubuntu系统中通过命令安装nginx后，nginx配置文件存放/etc/nginx/路径下。
进入/etc/nginx/sites-available下

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cd /etc/nginx/sites-available
sudo vim default

修改default文件为如下配置,#代表注释：

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# You should look at the following URL's in order to grasp a solid understanding
# of Nginx configuration files in order to fully unleash the power of Nginx.
# https://www.nginx.com/resources/wiki/start/
# https://www.nginx.com/resources/wiki/start/topics/tutorials/config_pitfalls/
# https://wiki.debian.org/Nginx/DirectoryStructure
#
# In most cases, administrators will remove this file from sites-enabled/ and
# leave it as reference inside of sites-available where it will continue to be
# updated by the nginx packaging team.
#
# This file will automatically load configuration files provided by other
# applications, such as Drupal or Wordpress. These applications will be made
# available underneath a path with that package name, such as /drupal8.
#
# Please see /usr/share/doc/nginx-doc/examples/ for more detailed examples.
##

# Default server configuration
#
server {
        # nginx监听80端口
        listen 80;
        # 设置项目根路径及日志文件存放
        root /srv/Lab_mangement/app;
        access_log /srv/Lab_mangement/log/acess_log;
        error_log /srv/Lab_mangement/log/error_log;

        # Add index.php to the list if you are using PHP
        index index.html index.htm index.nginx-debian.html;

        server_name localhost;
        # 处理静态文件
        location /favicon.ico {
                root /srv/Lab_mangement/app;
        }
        # 处理静态资源
        location ~ ^\/static\/.*$ {
                root /srv/Lab_mangement/app;
        }
        # 设置与uWSGI通信，动态请求转发给uWSGI
        location / {
                # First attempt to serve request as file, then
                # as directory, then fall back to displaying a 404.
                #proxy_pass http://127.0.0.1:5000;
                include uwsgi_params;
                uwsgi_pass 127.0.0.1:8888;
                #proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
                #proxy_set_header Host $host;
                #proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
                #try_files $uri $uri/ =404;
        }

}

# Virtual Host configuration for example.com
#
# You can move that to a different file under sites-available/ and symlink that
# to sites-enabled/ to enable it.
#
#server {
#       listen 80;
#       listen [::]:80;
#
#       server_name example.com;
#
#       root /var/www/example.com;
#       index index.html;
#
#       location / {
#               try_files $uri $uri/ =404;
#       }
#}

配置default完成后，进入/etc/nginx/sites-enabled路径,删除default,创建软链接

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$ pwd
/etc/nginx/sites-enabled
$ sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/default .

以下列出一些配置nginx服务的命令
启动nginx服务

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sudo /etc/init.d/nginx start

停止nginx服务

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sudo /etc/init.d/nginx stop

重启nginx服务

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sudo /etc/init.d/nginx restart

uWSGI介绍

首先我们需要理清楚几个概念，uWSGI/WSGI/uwsgi，注意大小写。
uWSGI是一个c语言写的web服务器，性能比较高，能够用于实际生产环境。作为HTTP服务器，它将HTTP协议转化成语言支持的网络协议，比如把HTTP协议转化成WSGI 协议，让Python可以直接使用。Flask框架也自带web服务器，但只适用于开发调试，不适合实际生产环境。
WSGI(Web Server Gateway Interface)Web服务器网关接口。它是Web服务器（如nginx，uWSGI等服务器）与web应用（如用Flask、Django框架写的程序）通信的一种规范。
uwsgi协议是uWSGI服务器使用的本地协议，常用于在uWSGI服务器与其他网络服务器的数据通信。
Flask和Django是一个web框架，框架的作用使我们开发web应用时，关注于处理request和response。使得开发web应用更简单（专注于业务，而不是底层http通信等）。

uWSGI简单配置

创建uwsgi_cnf.ini，可以将其放在web项目根目录下
.ini文件内容如下，一些更复杂的配置请参考uWSGI文档

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[uwsgi]
# 与nginx通信接口，必须与前面nginx的配置保持一致
socket = 127.0.0.1:8888
# web应用的入口文件
wsgi-file = /srv/Lab_mangement/manage.py
# 项目根路径
chdir=/srv/Lab_mangement/
#
callable=app
# 启用线程指定进程数、线程数
enable-threads=true
processes=1
threads=2
master=true
# 使用的协议
protocol = uwsgi

buffer-size=65536

终端执行命令拉起uWSGI服务

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uwsgi uwsgi_conf.ini

其他组件

通过查阅资料，还有一些比较有用的工具，本次部署项目虽然没有用上，但先做个记录。比如Fabric，Supervisor
Fabric是一个用Python写的自动化工具，能够利用Fabric将本地开发环境上的代码自动部署到Linux系统,推荐Fabric，它能够支持python2和python3。
Supervisor是一个管理进程的工具，可以随系统启动而启动服务，它还时刻监控服务进程，如果服务进程意外退出，Supervisor可以自动重启服务。

组件之间是如何进行工作的？

简单说一下个人的理解，如有不正确的地方，欢迎发邮件给我指正。
首先浏览器发起http请求到nginx服务器，Nginx根据接收到请求包，进行url 分析，判断访问的资源类型，如果是静态资源，直接读取静态资源返回给浏览器，如果请求的是动态资源就转交给uWSGI服务器，uWSGI服务器根据自身的uwsgi和WSGI 协议，找到对应的flask框架，flask框架下的应用进行逻辑处理，有可能还需读取MySQL，将返回值发送到uWSGI服务器，然后uWSGI服务器再返回给nginx，最后 nginx将返回值返回给浏览器进行渲染显示给用户。

访问

以上均设置无误的话。假设Ubuntu系统桥接至办公网的那张网络适配器IP地址192.168.97.61，其他在局域办公网内的计算机通过浏览器访问这个地址，就能刷新打开页面了。

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