【Docker实战】将Django应用容器化的完整指南

Docker实战：将Django应用容器化的完整指南

本文将带你从零开始，一步步将Django应用容器化，包括Dockerfile编写、镜像优化和容器部署的完整流程。

一、Dockerfile核心指令快速掌握

Dockerfile是构建镜像的"食谱"，包含了一系列构建指令。在开始实战前，我们先掌握这些最常用的核心指令：

小贴士：COPY与ADD的区别：COPY仅用于复制本地文件，ADD还支持URL下载和自动解压压缩包。实际开发中，优先使用COPY，它更直观且避免意外行为。

二、Django应用容器化实战步骤

我们以一个典型的Django博客应用为例，演示完整的容器化过程。

2.1 项目结构准备

首先确保你的Django项目结构如下（关键文件必须包含）：

myblog/
├── Dockerfile          # 核心构建文件
├── requirements.txt    # Python依赖列表
├── run.sh              # 应用启动脚本
├── myblog.conf         # Nginx配置文件
└── 其他Django项目文件  # 包括manage.py、应用代码等

其中几个关键文件的内容参考：

requirements.txt（列出项目依赖）：

Django==3.2.16
djangorestframework==3.13.1
pymysql==1.0.2
uwsgi==2.0.21

run.sh（启动脚本，负责启动Nginx和uWSGI）：

#!/bin/bash
# 启动Nginx
nginx
# 启动uWSGI服务
uwsgi --ini uwsgi.ini

2.2 编写基础Dockerfile

创建Dockerfile文件，逐步构建我们的镜像：

# 1. 选择基础镜像（CentOS 7.5，稳定性好）
FROM centos:centos7.5.1804

# 2. 设置维护者信息（可选，但推荐）
LABEL maintainer="your_email@example.com"

# 3. 配置环境变量（解决中文乱码等问题）
ENV LANG en_US.UTF-8
ENV LC_ALL en_US.UTF-8

# 4. 配置国内YUM源（加速依赖安装）
RUN curl -so /etc/yum.repos.d/Centos-7.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo

# 5. 安装系统依赖（Python3、编译工具等）
RUN yum install -y python36 python3-devel gcc pcre-devel zlib-devel make net-tools

# 6. 设置工作目录（后续命令将在此目录执行）
WORKDIR /opt/myblog

# 7. 复制项目文件到镜像中
COPY . .

# 8. 安装Nginx（从源码编译，可指定版本）
RUN tar -zxf nginx-1.13.7.tar.gz -C /opt && \
    cd /opt/nginx-1.13.7 && \
    ./configure --prefix=/usr/local/nginx && \
    make && make install && \
    ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/bin/nginx  # 创建软链接方便调用

# 9. 配置Nginx（复制应用专属配置）
RUN cp myblog.conf /usr/local/nginx/conf/myblog.conf

# 10. 安装Python依赖（使用阿里云PyPI镜像加速）
RUN pip3 install -i http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ --trusted-host mirrors.aliyun.com -r requirements.txt

# 11. 赋予启动脚本执行权限，并清理缓存
RUN chmod +x run.sh && rm -rf ~/.cache/pip

# 12. 声明应用监听端口
EXPOSE 8002

# 13. 容器启动命令（执行启动脚本）
CMD ["./run.sh"]

关键说明：

• 选择centos7.5.1804而非latest，是为了保证构建环境的一致性
• 所有RUN命令尽量合并成一行（用&&连接），可以减少镜像层数
• 安装依赖时使用国内镜像源（阿里云），大幅提升构建速度
• 最后清理缓存（rm -rf ~/.cache/pip），减小镜像体积

2.3 构建并测试镜像

镜像编写完成后，执行以下命令构建：

# 构建镜像（-t指定名称和标签，.表示当前目录为构建上下文）
docker build . -t myblog:v1

# 查看构建好的镜像
docker images | grep myblog
# 预期输出：myblog   v1    xxxxxxxxxx   2 minutes ago   890MB

构建成功后，我们需要先启动依赖的MySQL容器，再启动Django应用：

# 1. 启动MySQL容器（数据持久化到宿主机/opt/mysql/mysql-data目录）
docker run -d -p 3306:3306 --name mysql \
  -v /opt/mysql/mysql-data/:/var/lib/mysql \
  -e MYSQL_DATABASE=myblog \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
  mysql:5.7

# 2. 启动Django应用容器（连接到MySQL）
docker run -d -p 8002:8002 --name myblog \
  -e MYSQL_HOST=172.17.0.2  # 替换为实际的MySQL容器IP或使用--link
  -e MYSQL_USER=root \
  -e MYSQL_PASSWD=123456 \
  myblog:v1

# 3. 查看容器运行状态
docker ps | grep -E "mysql|myblog"

连接数据库技巧：在生产环境中，更推荐使用Docker网络（--network）让容器通过服务名通信，而不是硬编码IP。例如：

# 创建自定义网络
docker network create my-network
# 启动MySQL时加入网络
docker run ... --network my-network --name mysql ...
# 启动应用时加入同一网络，直接用mysql作为主机名
docker run ... --network my-network -e MYSQL_HOST=mysql ...

最后执行数据库迁移并创建管理员用户：

# 执行数据库迁移
docker exec -ti myblog python3 manage.py migrate

# 创建超级用户（按提示输入用户名、邮箱、密码）
docker exec -ti myblog python3 manage.py createsuperuser

现在访问宿主机的8002端口，就能看到你的Django应用了！

三、镜像优化：更小、更快、更高效

上面的基础镜像可以工作，但还有优化空间。主要问题是：每次代码修改都要重新安装所有依赖，构建速度慢；镜像体积较大（接近1GB）。

3.1 优化思路：提取基础镜像

将不常变化的部分（系统依赖、Nginx、Python环境）构建成基础镜像，应用代码和依赖作为上层镜像，这样每次代码更新时，只需重新构建上层镜像。

创建基础镜像的Dockerfile（Dockerfile-base）：

FROM centos:centos7.5.1804

LABEL maintainer="your_email@example.com"

ENV LANG en_US.UTF-8
ENV LC_ALL en_US.UTF-8

# 配置YUM源并安装系统依赖
RUN curl -so /etc/yum.repos.d/Centos-7.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-7.repo && \
    yum install -y python36 python3-devel gcc pcre-devel zlib-devel make net-tools

# 提前下载Nginx源码包（避免每次构建重新下载）
COPY nginx-1.13.7.tar.gz /opt/

# 安装Nginx
RUN tar -zxf /opt/nginx-1.13.7.tar.gz -C /opt && \
    cd /opt/nginx-1.13.7 && \
    ./configure --prefix=/usr/local/nginx && \
    make && make install && \
    ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/bin/nginx && \
    rm -f /opt/nginx-1.13.7.tar.gz  # 清理安装包

构建基础镜像：

docker build -f Dockerfile-base -t centos-django-base:v1 .

3.2 基于基础镜像构建应用镜像

创建应用镜像的Dockerfile（Dockerfile-app）：

# 基于我们构建的基础镜像
FROM centos-django-base:v1

WORKDIR /opt/myblog

# 先复制requirements.txt并安装依赖（利用Docker缓存）
COPY requirements.txt .
RUN pip3 install -i http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ --trusted-host mirrors.aliyun.com -r requirements.txt && \
    rm -rf ~/.cache/pip

# 再复制其他项目文件（代码变动频繁，放在后面不破坏前面的缓存）
COPY . .

# 配置Nginx
RUN cp myblog.conf /usr/local/nginx/conf/myblog.conf

# 赋予执行权限
RUN chmod +x run.sh

EXPOSE 8002

CMD ["./run.sh"]

关键优化点：

1. 先复制requirements.txt并安装依赖，只有依赖变化时才会重新执行这一步
2. 最后复制应用代码，代码修改不会影响前面步骤的缓存
3. 基础镜像只需构建一次，后续构建应用镜像速度提升50%以上

构建优化后的应用镜像：

docker build -f Dockerfile-app -t myblog:v2 .

对比优化前后的效果：

• 构建时间：从5分钟缩短到1分钟（代码修改时）
• 镜像体积：从890MB减小到650MB（去除重复的基础组件）

四、总结与最佳实践

总结几个关键经验：

1. Dockerfile编写原则：

   • 指令顺序：从少变到多变（利用缓存）
   • 合并命令：减少镜像层数（用&&和\换行）
   • 清理冗余：每次安装后清理缓存和临时文件

2. 生产环境建议：

   • 不要使用latest标签，固定具体版本（如centos:7.5.1804）
   • 避免在镜像中存储敏感信息，通过环境变量或Docker Secrets注入
   • 以非root用户运行容器（在Dockerfile中添加USER指令）