docker-compose + Django + postgreSQL + nginxで開発環境を構築

はじめに

初めにdocker-compose + django + postgreSQLのシンプルな環境を作り、その後docker-compose + django + postgreSQL + nginxでより実践に近い環境を作ろうと思います。
dockerやdocker-composeはすでにインストールされている前提で進めていきます。

環境はこんな感じ。

• macOS Mojave 10.14.5
• Docker: 18.06.1-ce-mac73
• Python: 3.7
• Django: 2.2.2
• PostgreSQL: 11
• psycopg: 2.8.3
• uWSGI: 2.0.18

開発環境の構築（docker-compose + django + postgreSQL）

dockerの公式ドキュメントを参考に進めていきます。
後のnginxの利用も考えて、最終的に以下のようなディレクトリ構成になるようにします。

.
├── docker-compose.yml
├── src
│   ├── manage.py
│   └── mysite
│       ├── __init__.py
│       ├── settings.py
│       ├── urls.py
│       └── wsgi.py
└── web
    ├── Dockerfile
    └── requirements.txt

Dockerfile

バージョンの指定以外は公式ドキュメントの通りです。

FROM python:3.7
ENV PYTHONUNBUFFERED 1
RUN mkdir /code
WORKDIR /code
COPY requirements.txt /code/
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . /code/

requirements.txt

pipでインストールするものをここに記述します。
バージョンはこのブログの投稿時点での最新のものです。

Django==2.2.2
psycopg2==2.8.3

docker-compose.yml

PostgreSQLのバージョンは11に指定しています。
また、コンテナごとにディレクトリを分けているので、webコンテナのbuildとvolumesのパスが公式ドキュメントとは異なる点に注意してください。

version: '3'

services:
  db:
    image: postgres:11
  web:
    build: ./web
    command: python manage.py runserver 0.0.0.0:8000
    volumes:
      - ./src:/code
    ports:
      - "8000:8000"
    depends_on:
      - db

プロジェクトの作成

以下のコマンドを使って、docker上でdjangoのプロジェクトを作成します。
runコマンドは指定のサービス (今ならweb) のコンテナ内でコマンドを実行するものです。

$ docker-compose run web django-admin startproject mysite .

コマンドが正常に終了すると、ローカルにsrc/mysite/settings.pyが作成されるので、それを以下のように編集します。
これはdjangoがデータベースとしてPostgreSQLを利用するための設定です。

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
        'NAME': 'postgres',
        'USER': 'postgres',
        'PASSWORD': 'password',
        'HOST': 'db',
        'PORT': 5432,
    }
}

動作確認

コンテナを立ち上げて、ブラウザでページが正しく表示されるか確認します。
docker-compose.ymlがあるディレクトリで以下のコマンドを実行してください。

$ docker-compose up

ブラウザでlocalhost:8000にアクセスして、以下の画面が表示されれば成功です。

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開発環境の構築（docker-compose + django + nginx）

続いて、docker-compose + django + nginxでの開発環境の構築方法についてです。
先ほど作成した環境にnginxの設定を追加する形で進めていきます。

最終的には以下のようなディレクトリ構成になります。

.
├── docker-compose.yml
├── nginx
│   ├── conf
│   │   └── mysite_nginx.conf
│   └── uwsgi_params
├── src
│   ├── manage.py
│   ├── mysite
│   │   ├── __init__.py
│   │   ├── __pycache__
│   │   │   ├── __init__.cpython-37.pyc
│   │   │   ├── settings.cpython-37.pyc
│   │   │   ├── urls.cpython-37.pyc
│   │   │   └── wsgi.cpython-37.pyc
│   │   ├── settings.py
│   │   ├── urls.py
│   │   └── wsgi.py
│   └── static
└── web
    ├── Dockerfile
    └── requirements.txt

uWSGIの導入

nginxをサーバとして利用する場合、クライアントはDjangoではなくnginxにリクエストを投げることになります。
nginxはリクエスト内容を見て、レスポンスを返したり、djangoにリクエストを渡したりします。
しかし、nginxとdjangoは直接通信できないので、2つをつなぐuWSGIというWSGI (Web Server Gateway Interface) 必要です。
uWSGIはpipでインストールできるので、requirements.txtを以下のように記述します。

Django==2.2.2
psycopg2==2.8.3
uwsgi==2.0.18

uWSGIには設定ファイルであるuwsgi_paramsが必要です。
以下をコピペして使ってください。
中身は気にする必要はありません。

uwsgi_param  QUERY_STRING       $query_string;
uwsgi_param  REQUEST_METHOD     $request_method;
uwsgi_param  CONTENT_TYPE       $content_type;
uwsgi_param  CONTENT_LENGTH     $content_length;

uwsgi_param  REQUEST_URI        $request_uri;
uwsgi_param  PATH_INFO          $document_uri;
uwsgi_param  DOCUMENT_ROOT      $document_root;
uwsgi_param  SERVER_PROTOCOL    $server_protocol;
uwsgi_param  REQUEST_SCHEME     $scheme;
uwsgi_param  HTTPS              $https if_not_empty;

uwsgi_param  REMOTE_ADDR        $remote_addr;
uwsgi_param  REMOTE_PORT        $remote_port;
uwsgi_param  SERVER_PORT        $server_port;
uwsgi_param  SERVER_NAME        $server_name;

nginxコンテナの作成と設定

nginxのコンテナを以下のように定義します。
8000番ポートを開けて、設定ファイルや./static/ディレクトリをマウントしています。
./static/のマウントはcss等の静的ファイルをnginxから配信するためです。

nginx:
    image: nginx:alpine
    container_name: nginx
    ports:
      - "8000:8000"
    volumes:
      - ./nginx/conf:/etc/nginx/conf.d
      - ./nginx/uwsgi_params:/etc/nginx/uwsgi_params
      - ./src/static:/static
    depends_on:
      - web

nginxのコンテナからdjangoのコンテナにリクエストを流すために、設定ファイルmysite_nginx.confを追加します。
ローカルの8000番ポートでリクエストを受けて、/staticなリクエストであればnginxがレスポンスを返し、それ以外はdjangoにリクエストを流すという様な設定です。

upstream django {
    ip_hash;
    server web:8001;
}

server {
    listen      8000;
    server_name 127.0.0.1;
    charset     utf-8;

    client_max_body_size 75M;

    location /static {
        alias /static;
    }

    location / {
        uwsgi_pass  django;
        include     /etc/nginx/uwsgi_params;
    }
}

nginxおよびuWSGIの設定に関しては、以下のサイトが分かりやすいです。 uwsgi-docs.readthedocs.io www.mathpython.com www.python.ambitious-engineer.com

その他のコンテナの設定

nginxコンテナ追加後のdocker-compose.ymlは以下のようになります。
説明はコメントで入れています。

version: '3'

# データベースのデータを永続化する
# 作成されたvolumeは docker volume ls で確認できる
volumes:
  dbdata:

services:
  nginx:
    image: nginx:alpine
    container_name: nginx
    ports:
      - "8000:8000"
    volumes:
      - ./nginx/conf:/etc/nginx/conf.d
      - ./nginx/uwsgi_params:/etc/nginx/uwsgi_params
      - ./src/static:/static
    depends_on:
      - web

  db:
    image: postgres:11
    container_name: db
    ports:
      - "5432:5432"
     # トップレベルで指定したvolumeをマウントする
    volumes:
      - "dbdata:/var/lib/postgresql/data"
    environment:
      POSTGRES_PASSWORD: password # settings.pyで設定した値と同じにする

  web:
    build: ./web
    container_name: web
     # uwsgiを使ってアプリケーションを起動させる
    command: uwsgi --socket :8001 --module mysite.wsgi
    volumes:
      - ./src:/code
      - ./src/static:/static
    expose:
      - "8001"
    depends_on:
      - db

staticディレクトリの設定

ページにcssやjavascript等の静的ファイルを反映させるために、src/mysite/settings.pyに以下を追記して、コマンドを実行します。

STATIC_ROOT = os.path.join(BASE_DIR, 'static/')

$ docker-compose run web ./manage.py collectstatic

動作確認

コンテナを立ち上げて、ブラウザでlocalhost:8000にアクセスしてページが正しく表示されるか確認します。

$ docker-compose up

以下の画面が表示されれば成功です。

余談（環境構築後のプロジェクトの諸設定）

言語とタイムゾーンの設定

日本語化とタイムゾーンを東京に設定するには、src/mysite/settings.pyを以下のように編集します。

LANGUAGE_CODE = 'ja-JP'
TIME_ZONE = 'Asia/Tokyo'

アプリケーションの追加

以下のコマンドでアプリを作成し、src/mysite/settings.pyに作成したアプリを追記します。

$ docker-compose run web ./manage.py startapp <アプリ名>

INSTALLED_APPS = [
     'django.contrib.admin',
     'django.contrib.auth',
     'django.contrib.contenttypes',
     'django.contrib.sessions',
     'django.contrib.messages',
     'django.contrib.staticfiles',
     '<アプリ名>',
 ]

その他の参考サイト

nmmmk.hatenablog.com docs.docker.com blog.moo-channel.net