基于Flask-Angular的项目组网架构与部署

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基于Raindrop网,分享项目的组网架构和部署。

项目组网架构

struct

架构说明

1.流

项目访问分为两个流,通过nginx分两个端口暴露给外部使用:
数据流:用户访问Raindrop网站。
控制流:管理人员通过supervisor监控、管理服务器进程。

图中除了将程序部署在ECS上外,还使用了OSS(对象存储服务,可以理解成一个nosql数据库),主要是为了存放一些静态文件,提高访问速度。阿里的OSS还可以与CDN一起使用,同样可以提高访问速度。

2.nginx

通过nginx对外暴露两个端口,如上所述,80端口供用户访问网站,另一个端口供管理人员使用。
80端口:根据请求的url配置了方向代理,分别导向client(angular)和server(flask).
其中server通过gunicorn部署在[socket]localhost:10000
配置如下:

server {
    listen 80 default_server;

    # set client body size to 4M (add by dh) #
    client_max_body_size 4M;

    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

    # product
    root /home/raindrop/www/client/dist;

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

    server_name _;

    location / {
        # First attempt to serve request as file, then
        # as directory, then fall back to displaying a 404.
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
    
    # access flask static folder
    location /static/ {
        # product
        root /home/raindrop/www/server/app;
    }

    location /api/ {
        proxy_pass http://localhost:10000/api/;
        proxy_redirect off;

        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;    
    }

    # Error pages
    error_page 413 @413_json;

    location @413_json {
        default_type application/json;      
        return 200 '{"msg": "Request Entity Too Large(max=4M)"}';
    }
}

3.gunicorn

gunicorn作为wsgi容器,用来执行flask server。
gunicorn可以使用异步socket:gevent,其本质是基于greenlet实现协程的第三方库,改善io阻塞问题,通过简单的配置就能使程序获得极高的并发处理能力。

注意:使用gunicorn != 使用gevent,如要开启gevent socket,启动gunicorn时需要增加--work-class参数,如下:

gunicorn --workers=4 --worker-class socketio.sgunicorn.GeventSocketIOWorker -b localhost:10000 wsgi:app

除了gunicorn,也可以选用uwsgi,但是有两点限制需要注意:
1.如果使用了Flask-socketio,请不要使用uwsgi,原因

Note regarding uWSGI: While this server has support for gevent and WebSocket, 
there is no way to use the custom event loop needed by gevent-socketio, 
so there is no directly available method for hosting Flask-SocketIO applications on it.
If you figure out how to do this please let me know!

2.如果使用异步WSGI Server,请勿使用uwsgi,原因:慎用异步 WSGI Server 运行 Flask 应用

 Flask(Werkzeug)的Local Thread无法与uwsgi基于uGreen的微线程兼容,引起Local Thread工作混乱。

4.celery

在程序运行过程中会有一些比较耗时但并非紧急的工作,这些任务可以使用异步任务来处理,提高server的响应速度。
celery - Distributed Task Queue是一个第三方库,提供异步队列和任务处理功能。
Raindrop使用celery配合实现feed功能。通过flask进行配置,使用redis作为异步队列来存储任务,并将处理结果(feed activity)存储在redis中。

5.supervisor

如上所述,我们需要在服务器上运行gunicorn和celery两个进程。
显然,我们需要一个monitor来帮我们管理这两个进程,避免进程崩溃不能及时拉起,阻塞业务。
supervisor:Supervisor process control system for UNIX是一个开源monitor程序,并且内置了web管理功能,可以远程监控、重启进程。配置如下:

[inet_http_server]
# web 管理端口,通过nginx暴露给远端用户
port=127.0.0.1:51000

[program:raindrop]
# 程序启动命令
command = gunicorn --workers=4 --worker-class socketio.sgunicorn.GeventSocketIOWorker -b localhost:10000 wsgi:app
directory = /home/raindrop/www/server
user = dh                                     
stopwaitsecs=60
stdout_logfile = /var/log/raindrop/supervisor-raindrop.log
redirect_stderr = true

[program:celery]
command = celery -P gevent -A wsgi.celery worker
directory = /home/raindrop/www/server
user = dh                                             
stopwaitsecs=60
stdout_logfile = /var/log/raindrop/supervisor-celery.log
redirect_stderr = true

6.数据库

mysql:网站主要数据存储在关系型数据库中
redis:缓存mysql数据 + celery异步队列

服务器

使用阿里云的服务器
ECS:部署服务端程序
OSS:存储前端静态文件(速度很快,对前端体验改善很大,采用angular框架强烈推荐使用)

组件

nginx: HTTP Server
angularjs: client框架
flask:server框架
gunicorn: web 容器
celery: 异步任务处理
supervisor: monitor
redis: 数据缓存 + 任务队列
mysql: 数据库

本地开发环境与工具

ubuntu12.04 64: 操作系统
virtualenv: python虚拟环境(隔离项目开发环境,不用担心包冲突了)
vagrant: 基于virtualbox的本地虚拟环境(环境可以导入导出,团队开发必备)
gulp: angular工程打包工具
pip: python包管理工具
fabric: 基于python的远程脚本(自动化部署神器)

打包部署

基于Ubuntu 12.0.4,其它系统安装命令(apt-get 等)请自行修改。

繁琐VS自动化

deploy

  1. 如果是第一次部署,需要初始化ECS服务器,安装基本工具:
    nginx, supervisor, redis, mysql, pip, virtualenv

  2. 打包项目代码

  3. 发布静态文件到OSS服务器

  4. 发布项目代码到ECS服务器,安装server依赖的包

  5. 修改mysql, nginx, supervisor配置文件

  6. 拉起所需进程

然后各种apt-get install, scp, tar, cp, mv,不得不说,这是一个烦人且毫无技术含量的工作,干过几次后基本就可以摔键盘了。
不过,有繁琐的地方,一定有自动化。其实完成上面这些工作,三条命令足以:

fab init_env
fab build
fab deploy

这要感谢Fabric:Simple, Pythonic remote execution and deployment项目,封装了非常简洁的远程操作命令。

Fabric

使用Fabric,只需要编写一个fabile.py脚本,在启动定义init_env, build, deploy三个任务:

# -*- coding: utf-8 -*-

import os, re, hashlib
from termcolor import colored
from datetime import datetime
from fabric.api import *
from fabric.contrib.files import exists

class FabricException(Exception):
    pass

env.abort_exception = FabricException

# 服务器地址,可以有多个,依次部署:
env.hosts = [
    'user@120.1.1.1'
]

env.passwords = {
    'user@120.1.1.1:22':'123456'
}

# sudo用户为root:
env.sudo_user = 'root'

# mysql
db_user = 'root'
db_password = '123456'

_TAR_FILE = 'raindrop.tar.gz'
_REMOTE_TMP_DIR = '/tmp'
_REMOTE_BASE_DIR = '/home/raindrop'
_ALIYUN_OSS = {
    'endpoint'       : 'oss-cn-qingdao.aliyuncs.com',
    'bucket'         : 'yourbucketname',
    'accessKeyId'    : 'youraccessKeyId' ,
    'accessKeySecret': 'youraccessKeySecret'
}

def build():
    '''
    必须先打包编译client,再打包整个项目
    '''
    with lcd(os.path.join(os.path.abspath('.'), 'client')):
        local('gulp build')
    
    # 上传静态文件到oss服务器,并修改index.html中对静态文件的引用
    with lcd(os.path.join(os.path.abspath('.'), 'client/dist')):
        with lcd('scripts'):
            for file in _list_dir('./'):
                if oss_put_object_from_file(file, local('pwd', capture=True) + '/' + file):
                    _cdnify('../index.html', file)

        with lcd('styles'):
            for file in _list_dir('./'):
                if oss_put_object_from_file(file, local('pwd', capture=True) + '/' + file):
                    _cdnify('../index.html', file)
        
        # 注意在oss上配置跨域规则,否则fonts文件无法加载
        # !!修改fonts文件夹请放开此段程序!!
        # with lcd('fonts'):
        #     for file in _list_dir('./'):
        #         oss_put_object_from_file('fonts/%s' % file, local('pwd', capture=True) + '/' + file)                

    with lcd(os.path.join(os.path.abspath('.'), 'server')):
        local('pip freeze > requirements/common.txt')
        excludes = ['oss', 'distribute']
        [local('sed -i -r -e \'/^.*' + exclude + '.*$/d\' "requirements/common.txt"') for exclude in excludes]

    local('python setup.py sdist')

# e.g command: fab deploy:'',Fasle
# 注意命令两个参数间不要加空格
def deploy(archive='', needPut='True'):
    if archive is '':
        filename = '%s.tar.gz' % local('python setup.py --fullname', capture=True).strip()
        archive = 'dist/%s' % filename
    else:
        filename = archive.split('/')[-1]
    
    tmp_tar = '%s/%s' % (_REMOTE_TMP_DIR, filename)

    if eval(needPut):
        # 删除已有的tar文件:
        run('rm -f %s' % tmp_tar)

        # 上传新的tar文件:
        put(archive, _REMOTE_TMP_DIR)

    # 创建新目录:
    newdir = 'raindrop-%s' % datetime.now().strftime('%y-%m-%d_%H.%M.%S')
    with cd(_REMOTE_BASE_DIR):
        sudo('mkdir %s' % newdir)
        
    # 重置项目软链接:
    with cd(_REMOTE_BASE_DIR):
        # 解压到新目录:
        with cd(newdir):
            sudo('tar -xzvf %s --strip-components=1' % tmp_tar)    

        # 保存上传文件
        if exists('www/server/app/static/upload/images/', use_sudo=True):
            sudo('cp www/server/app/static/upload/images/ %s/server/app/static/upload/ -r' % newdir)

        sudo('rm -f www')
        sudo('ln -s %s www' % newdir)

    with cd(_REMOTE_BASE_DIR):
        with prefix('source %s/env/local/bin/activate' % _REMOTE_BASE_DIR):
            sudo('pip install -r www/server/requirements/common.txt')

            # 启动服务
            with cd('www'):
                # mysql
                sudo('cp etc/my.cnf /etc/mysql/')
                sudo('restart mysql')

                # monitor
                sudo('cp etc/rd_super.conf /etc/supervisor/conf.d/')
                sudo('supervisorctl stop celery')
                sudo('supervisorctl stop raindrop')
                sudo('supervisorctl reload')
                sudo('supervisorctl start celery')
                sudo('supervisorctl start raindrop')
                
                # nginx
                sudo('cp etc/rd_nginx.conf /etc/nginx/sites-available/')
                # ln -f —-如果要建立的链接名已经存在,则删除之
                sudo('ln -sf /etc/nginx/sites-available/rd_nginx.conf /etc/nginx/sites-enabled/default')
                sudo('nginx -s reload')

def init_env():
    sudo('aptitude update')
    sudo('aptitude safe-upgrade')

    # sudo('apt-get install nginx')
    sudo('aptitude install python-software-properties')
    sudo('add-apt-repository ppa:nginx/stable')
    sudo('aptitude update')
    sudo('apt-get install nginx')

    sudo('apt-get install supervisor')
    sudo('apt-get install redis-server')
    sudo('apt-get install mysql-server')

    sudo('apt-get install python-pip python-dev build-essential')

    sudo('pip install virtualenv')

    run('mkdir /var/log/raindrop -p')

    with cd ('/home/raindrop'):
        sudo('virtualenv env')

def oss_put_object_from_file(key, file_path):
    from oss.oss_api import *
    oss = OssAPI(_ALIYUN_OSS['endpoint'], _ALIYUN_OSS['accessKeyId'], _ALIYUN_OSS['accessKeySecret'])
    res = oss.put_object_from_file(_ALIYUN_OSS['bucket'], key, file_path)
    return res.status == 200 and True or False


def _expand_path(path):
    print path
    return '"$(echo %s)"' % path

def sed(filename, before, after, limit='', backup='.bak', flags=''):
    # Characters to be escaped in both
    for char in "/'":
        before = before.replace(char, r'\%s' % char)
        after = after.replace(char, r'\%s' % char)
    # Characters to be escaped in replacement only (they're useful in regexen
    # in the 'before' part)
    for char in "()":
        after = after.replace(char, r'\%s' % char)
    if limit:
        limit = r'/%s/ ' % limit
    context = {
        'script': r"'%ss/%s/%s/%sg'" % (limit, before, after, flags),
        'filename': _expand_path(filename),
        'backup': backup
    }

    # Test the OS because of differences between sed versions

    with hide('running', 'stdout'):
        platform = local("uname")
    if platform in ('NetBSD', 'OpenBSD', 'QNX'):
        # Attempt to protect against failures/collisions
        hasher = hashlib.sha1()
        hasher.update(env.host_string)
        hasher.update(filename)
        context['tmp'] = "/tmp/%s" % hasher.hexdigest()
        # Use temp file to work around lack of -i
        expr = r"""cp -p %(filename)s %(tmp)s \
&& sed -r -e %(script)s %(filename)s > %(tmp)s \
&& cp -p %(filename)s %(filename)s%(backup)s \
&& mv %(tmp)s %(filename)s"""
    else:
        context['extended_regex'] = '-E' if platform == 'Darwin' else '-r'
        expr = r"sed -i%(backup)s %(extended_regex)s -e %(script)s %(filename)s"
    command = expr % context
    return local(command)

def _cdnify(index_file, cdn_file):
    sed(index_file, '([^<]*(src|href)=")[^<]*' + cdn_file + '"', '\\1http://' + _ALIYUN_OSS['bucket'] + '.' + _ALIYUN_OSS['endpoint'] + '/' + cdn_file + '"')

def _list_dir(dir=None, access=lcd, excute=local):
    """docstring for list_dir"""
    if dir is None:
        return []

    with access(dir):
        string = excute("for i in *; do echo $i; done", capture=True)
        files = string.replace("\r","").split("\n")
        return files        

通过fabric自动化部署有两点需要注意:
1.安装mysql时,设置的密码不能生效,需要登到服务器上手动设置一下:

mysql -u root
use mysql;
update user set password=PASSWORD('123456') where User='root';
flush privileges;
quit;

2.服务器上的用户需要自己手动创建。

gulp

在build任务中,使用gulp build打包client的angular代码。
这里先不多说,有需要请参考github项目generator-gulp-angular

setup

setup是python自己的打包工具。
build任务中,最后使用python setup.py sdist命令把整个工程打包成一个tar.gz文件,上传到服务器。
使用这个工具需要编写如下两个文件:
setup.py:打包脚本

#!/usr/bin/env python

from setuptools import setup, find_packages
import server

try:
    long_description = open('README.md').read()
except:
    long_description = server.__description__

REQUIREMENTS = []
exclude_lib = ['oss', 'distribute']
for lib in open("server/requirements/common.txt").readlines():
    for exclude in exclude_lib:
        if lib.lower() not in exclude:
            REQUIREMENTS.append(lib)

setup(
    name='raindrop',
    url='https://www.yudianer.com',
    version=server.__version__,
    author=server.__author__,
    author_email=server.__email__,
    description=server.__description__,
    long_description=long_description,
    license=server.__license__,
    packages=find_packages(),
    zip_safe=False,
    platforms='any',    
    install_requires=REQUIREMENTS
)

MANIFEST.in:指定打包哪些文件夹

recursive-include etc *
recursive-include client/dist *
recursive-include server/app *
recursive-include server/requirements *
recursive-exclude server *.pyc
prune server/app/static/upload/images
prune server/env 
prune server/tests

本文由raindrop网码农撰写。欢迎转载,但请注明出处。


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