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如何在Ubuntu 18.04上使用uWSGI和Nginx为Flask应用提供服务

news 2024/11/1 6:35:45

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简介

在本指南中，您将在 Ubuntu 18.04 上使用 Flask 微框架构建一个 Python 应用程序。本文的重点将是如何设置 uWSGI 应用服务器，以及如何启动应用程序并配置 Nginx 作为前端反向代理。

先决条件

要完成本教程，您需要：

  • 安装了 Ubuntu 18.04 的服务器，并且有一个具有 sudo 权限和已启用防火墙的非 root 用户。请参考我们的初始服务器设置指南以获取指导。

  • 已安装 Nginx，按照《在 Ubuntu 18.04 上安装 Nginx 的步骤 1 和 2》进行操作。

  • 配置了指向您服务器的域名。您可以在 Namecheap 上购买一个，或者在 Freenom 上免费获取一个。您可以按照有关域名和 DNS 的相关文档来了解如何将域名指向 DigitalOcean。确保创建以下 DNS 记录：

    • 将 your_domain 指向您服务器的公共 IP 地址的 A 记录。
    • 将 www.your_domain 指向您服务器的公共 IP 地址的 A 记录。

  • 熟悉 uWSGI，我们的应用服务器，以及 WSGI 规范。本讨论详细介绍了这两者的定义和概念。

步骤 1 — 从 Ubuntu 软件仓库安装组件

第一步是从 Ubuntu 软件仓库安装您需要的所有组件。您将安装 pip，即 Python 包管理器，以管理您的 Python 组件。您还将获取构建 uWSGI 所需的 Python 开发文件。

首先，更新本地软件包索引：

sudo apt update

然后安装以下软件包，以便创建您的 Python 环境。这些软件包将包括 python3-pip，以及一些更多的软件包和开发工具，这些对于构建一个强大的编程环境是必要的：

sudo apt install python3-pip python3-dev build-essential libssl-dev libffi-dev python3-setuptools

安装了这些软件包后，您可以继续创建项目的虚拟环境。

步骤 2 — 创建 Python 虚拟环境

接下来，为了将您的 Flask 应用程序与系统上的其他 Python 文件隔离开来，设置一个虚拟环境。

首先，安装 python3-venv 软件包，它将安装 venv 模块：

sudo apt install python3-venv

然后，在您的 Flask 项目中创建一个父目录：

mkdir ~/myproject

然后在创建目录后进入该目录：

cd ~/myproject

通过运行以下命令创建一个虚拟环境，以存储您的 Flask 项目的 Python 要求：

python3.6 -m venv myprojectenv

这将在您的项目目录中的名为 myprojectenv 的目录中安装 Python 和 pip 的本地副本。

在虚拟环境中安装应用程序之前，您需要激活它：

source myprojectenv/bin/activate

您的提示符将更改以指示您现在正在虚拟环境中操作。它将显示如下内容：(myprojectenv) user@host:~/myproject$。

步骤 3 — 设置 Flask 应用程序

现在您已经在虚拟环境中，可以安装 Flask 和 uWSGI，并开始设计您的应用程序。

首先，使用本地实例的 pip 安装 wheel，以确保即使缺少 wheel 存档，您的软件包也能安装成功：

pip install wheel

接下来，安装 Flask 和 uWSGI：

pip install uwsgi flask

安装完成后，您可以开始使用 Flask。

创建一个示例应用

现在您已经可以使用 Flask，可以创建一个简单的应用程序。您可能还记得，Flask 是一个微框架，不包括许多更全面的框架可能包含的工具。Flask 主要作为一个模块存在，您可以将其导入到您的项目中，以帮助您初始化一个 Web 应用程序。

虽然您的应用程序可能更复杂，但您将在一个文件中创建您的 Flask 应用程序。您可以使用您喜欢的文本编辑器创建该文件。在本示例中，我们将使用 nano 并将其命名为 myproject.py：

nano ~/myproject/myproject.py

应用程序代码将存储在此文件中。它将导入 Flask 并实例化一个 Flask 对象。您可以使用它来定义在请求特定路由时应运行的函数：

from flask import Flask
app = Flask(__name__)@app.route("/")
def hello():return "<h1 style='color:blue'>Hello There!</h1>"if __name__ == "__main__":app.run(host='0.0.0.0')

这定义了在访问根域时要呈现的内容。完成后保存并关闭文件。如果您使用的是 nano，可以按 CTRL + X 然后按 Y 和 ENTER 来完成此操作。

如果您按照初始服务器设置指南进行了操作，应该已经启用了 UFW 防火墙。要测试应用程序，您需要允许访问端口 5000：

sudo ufw allow 5000

现在测试您的 Flask 应用程序：

python myproject.py

您将收到以下输出，其中包括一个有用的警告，提醒您不要在生产环境中使用此服务器设置：

* Serving Flask app "myproject" (lazy loading)* Environment: productionWARNING: Do not use the development server in a production environment.Use a production WSGI server instead.* Debug mode: off* Running on http://0.0.0.0:5000/ (Press CTRL+C to quit)

在 Web 浏览器中访问您服务器的 IP 地址，后面加上 :5000：

http://your_server_ip:5000

您应该会看到类似以下内容：

!Flask sample app

完成后，按 CTRL + C 来停止 Flask 开发服务器。

创建 WSGI 入口点

接下来，您将创建一个文件，作为应用程序的入口点。这将告诉您的 uWSGI 服务器如何与应用程序交互。

首先创建并命名文件 wsgi.py：

nano ~/myproject/wsgi.py

在这个文件中，从您的应用程序中导入 Flask 实例，然后运行它：

from myproject import appif __name__ == "__main__":app.run()

完成后保存并关闭文件。

第 4 步 —— 配置 uWSGI

您的应用程序现在已经编写并建立了一个入口点。现在可以继续配置 uWSGI。

测试 uWSGI 服务

在进行更多更改之前，测试 uWSGI 是否能够为您的应用程序提供服务可能会有所帮助。

您可以通过将入口点的名称传递给 uWSGI 来进行测试。这是由模块的名称（去掉 .py 扩展名）加上应用程序中的可调用名称构成的。在这种情况下，入口点的名称是 wsgi:app。

您还将指定套接字，以便它将在公共可用接口上启动，并指定协议，以便它将使用 HTTP 而不是 uwsgi 二进制协议。使用您之前打开的端口号 5000：

uwsgi --socket 0.0.0.0:5000 --protocol=http -w wsgi:app

再次在您的网络浏览器中访问服务器的 IP 地址，并在末尾添加 :5000：

http://your_server_ip:5000

您应该再次收到应用程序的输出：

!Flask 示例应用程序

确认它正常运行后，在终端窗口中按下 CTRL + C。

现在您已经完成了虚拟环境，可以停用它：

deactivate

任何 Python 命令现在将再次使用系统的 Python 环境。

创建 uWSGI 配置文件

您已经测试并验证了 uWSGI 能够为您的应用程序提供服务，但最终您可能希望为长期使用创建一个更健壮的 uWSGI 配置文件。

将该文件放在项目目录中，并将其命名为 myproject.ini：

nano ~/myproject/myproject.ini

在其中，您将首先使用 [uwsgi] 标头，以便 uWSGI 知道应用这些设置。您将指定两件事：模块本身，通过引用 wsgi.py 文件而不包括扩展名，以及文件中的可调用项 app：

[uwsgi]
module = wsgi:app

接下来，告诉 uWSGI 以主模式启动，并生成五个工作进程来处理实际请求：

[uwsgi]
module = wsgi:app
master = true
processes = 5

在测试时，您在网络端口上公开了 uWSGI。但是，您将使用 Nginx 来处理实际的客户端连接，然后将请求传递给 uWSGI。由于这些组件在同一台计算机上运行，因此 Unix 套接字更可取，因为它更快速和更安全。将套接字命名为 myproject.sock 并将其放置在此目录中。

还要更改套接字的权限。这将使 Nginx 组拥有稍后的 uWSGI 进程的所有权，因此确保套接字的组所有者可以从中读取信息并向其中写入信息。此外，当进程停止时清理套接字，添加 vacuum 选项：

[uwsgi]
module = wsgi:app
master = true
processes = 5
socket = myproject.sock
chmod-socket = 660
vacuum = true

最后要做的是设置 die-on-term 选项。这有助于确保 init 系统和 uWSGI 对每个进程信号的含义有相同的假设。设置这一点可以使这两个系统组件保持一致，实现预期的行为：

[uwsgi]
module = wsgi:app
master = true
processes = 5
socket = myproject.sock
chmod-socket = 660
vacuum = true
die-on-term = true

您可能已经注意到，您没有像在命令行中那样指定协议。这是因为默认情况下，uWSGI 使用 uwsgi 协议进行通信，这是一种快速的二进制协议，旨在与其他服务器通信。Nginx 可以原生地使用此协议进行通信，因此最好使用它，而不是强制使用 HTTP 进行通信。

完成后保存并关闭文件。

步骤 5 —— 创建 systemd 单元文件

接下来，创建 systemd 服务单元文件。创建 systemd 单元文件将允许 Ubuntu 的 init 系统在服务器启动时自动启动 uWSGI 并提供 Flask 应用程序。

首先，在 /etc/systemd/system 目录中创建一个以 .service 结尾的单元文件：

sudo nano /etc/systemd/system/myproject.service

在文件中，从 [Unit] 部分开始，该部分用于指定元数据和依赖项。在这里描述你的服务，并告诉 init 系统只有在达到网络目标后才启动：

[Unit]
Description=uWSGI instance to serve myproject
After=network.target

接下来，打开 [Service] 部分。这将指定你希望进程运行的用户和组。将常规用户帐户指定为进程所有者，因为它拥有所有相关文件。还将组所有权指定为 www-data 组，以便 Nginx 可以轻松地与 uWSGI 进程通信。记得在这里用你自己的用户名替换用户名：

[Unit]
Description=uWSGI instance to serve myproject
After=network.target[Service]
User=sammy
Group=www-data

接下来，映射工作目录并设置 PATH 环境变量，以便 init 系统知道进程的可执行文件位于你的虚拟环境中。还要指定启动服务的命令。Systemd 要求你提供完整路径到 uWSGI 可执行文件，该文件安装在你的虚拟环境中。你将传递你在项目目录中创建的 .ini 配置文件的名称。

记得用你自己的用户名和项目路径替换用户名和项目路径：

[Unit]
Description=uWSGI instance to serve myproject
After=network.target[Service]
User=sammy
Group=www-data
WorkingDirectory=/home/sammy/myproject
Environment="PATH=/home/sammy/myproject/myprojectenv/bin"
ExecStart=/home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/uwsgi --ini myproject.ini

然后添加一个 [Install] 部分。这将告诉 systemd 如果启用了启动，要将此服务链接到什么。你希望此服务在常规多用户系统启动并运行时启动：

[Unit]
Description=uWSGI instance to serve myproject
After=network.target[Service]
User=sammy
Group=www-data
WorkingDirectory=/home/sammy/myproject
Environment="PATH=/home/sammy/myproject/myprojectenv/bin"
ExecStart=/home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/uwsgi --ini myproject.ini[Install]
WantedBy=multi-user.target

至此，你的 systemd 服务文件已经完成。现在保存并关闭它。

现在，你可以启动你创建的 uWSGI 服务并启用它，以便在启动时启动：

sudo systemctl start myproject
sudo systemctl enable myproject

检查状态：

sudo systemctl status myproject

你应该会收到如下输出：

● myproject.service - uWSGI instance to serve myprojectLoaded: loaded (/etc/systemd/system/myproject.service; enabled; vendor presetActive: active (running) since Mon 2021-10-25 22:34:52 UTC; 14s agoMain PID: 9391 (uwsgi)Tasks: 6 (limit: 1151)CGroup: /system.slice/myproject.service├─9391 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/uwsgi --ini myproject.i├─9410 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/uwsgi --ini myproject.i├─9411 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/uwsgi --ini myproject.i├─9412 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/uwsgi --ini myproject.i├─9413 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/uwsgi --ini myproject.i└─9414 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/uwsgi --ini myproject.i

如果收到任何错误，请确保在继续教程之前解决它们。

步骤 6 —— 配置 Nginx 代理请求

你的 uWSGI 应用程序服务器现在应该已经启动并运行，等待在项目目录中的套接字文件上接收请求。现在，你可以配置 Nginx 以使用 uwsgi 协议将 Web 请求传递到该套接字。

首先，在 Nginx 的 sites-available 目录中创建一个新的服务器块配置文件。将其命名为 myproject，以保持与指南的其余部分一致：

sudo nano /etc/nginx/sites-available/myproject

打开一个服务器块，并告诉 Nginx 监听默认端口 80。还告诉它使用此块处理服务器域名的请求：

server {listen 80;server_name your_domain www.your_domain;
}

接下来，添加一个匹配每个请求的位置块。在此块中，你将包含 uwsgi_params 文件，该文件指定需要设置的一些通用 uWSGI 参数。然后，你将使用 uwsgi_pass 指令将请求传递到你定义的套接字：

server {listen 80;server_name your_domain www.your_domain;location / {include uwsgi_params;uwsgi_pass unix:/home/sammy/myproject/myproject.sock;}
}

完成后保存并关闭文件。

要启用你刚刚创建的 Nginx 服务器块配置，将文件链接到 sites-enabled 目录：

sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/myproject /etc/nginx/sites-enabled

将文件放在该目录中后，可以通过运行以下命令检查语法错误：

sudo nginx -t

如果没有指示任何问题，重新启动 Nginx 进程以读取新配置：

sudo systemctl restart nginx

现在再次调整防火墙。你不再需要通过端口 5000 访问，因此可以删除该规则：

sudo ufw delete allow 5000

然后，允许访问 Nginx 服务器：

sudo ufw allow 'Nginx Full'

现在，你应该能够在 Web 浏览器中导航到你的服务器域名：

http://your_domain

你应该会看到你的应用程序输出：

!Flask sample app

如果遇到任何错误，请尝试检查以下内容：

  • sudo less /var/log/nginx/error.log：检查 Nginx 错误日志。
  • sudo less /var/log/nginx/access.log：检查 Nginx 访问日志。
  • sudo journalctl -u nginx：检查 Nginx 进程日志。
  • sudo journalctl -u myproject：检查你的 Flask 应用程序的 uWSGI 日志。

第七步 —— 保护应用程序

为了确保服务器的流量保持安全，您应该为您的域名获取一个 SSL 证书。有多种方法可以做到这一点，包括从 Let’s Encrypt 获取免费证书，生成自签名证书，或者从其他提供商购买证书并按照《在 Ubuntu 18.04 上为 Nginx 创建自签名 SSL 证书》的步骤 2 到 6 进行配置。出于效率考虑，我们将演示选项一。有关完整的教程，请查看《如何在 Ubuntu 18.04 上使用 Let’s Encrypt 保护 Nginx》。

首先，添加 Certbot Ubuntu 仓库：

sudo add-apt-repository ppa:certbot/certbot

您需要按 ENTER 来接受。

接下来，使用 apt 安装 Certbot 的 Nginx 包：

sudo apt install python-certbot-nginx

Certbot 通过插件提供了多种获取 SSL 证书的方式。Nginx 插件将负责在必要时重新配置 Nginx 并重新加载配置。要使用此插件，请运行以下命令：

sudo certbot --nginx -d your_domain -d www.your_domain

这将使用 --nginx 插件运行 certbot，使用 -d 来指定证书应为哪些名称有效。

如果这是您第一次运行 certbot，系统将提示您输入电子邮件地址并同意服务条款。之后，certbot 将与 Let’s Encrypt 服务器通信，然后运行一个挑战来验证您控制您要请求证书的域。

如果成功，certbot 将询问您如何配置 HTTPS 设置：

请选择是否将 HTTP 流量重定向到 HTTPS，删除 HTTP 访问。
-------------------------------------------------------------------------------
1: 不重定向 - 对 web 服务器配置不做进一步更改。
2: 重定向 - 使所有请求重定向到安全的 HTTPS 访问。对于新站点或者您确信您的站点可以在 HTTPS 上正常工作，请选择此项。您可以通过编辑您的 web 服务器配置来撤消此更改。
-------------------------------------------------------------------------------
选择适当的数字 [1-2] 然后 [enter] (按 'c' 取消)：

选择您的选择然后按 ENTER。配置将被更新，Nginx 将重新加载以应用新的设置。certbot 将以一条消息告诉您过程成功，并告诉您证书存储在何处：

重要提示：- 恭喜！您的证书和链已保存在：/etc/letsencrypt/live/your_domain/fullchain.pem您的密钥文件已保存在：/etc/letsencrypt/live/your_domain/privkey.pem您的证书将在 2022-01-24 到期。在将来获取新的或调整版本的证书时，只需再次运行 certbot 并使用 "certonly" 选项。要非交互地更新 *所有* 您的证书，请运行 "certbot renew"- 您的帐户凭据已保存在您的 Certbot 配置目录 /etc/letsencrypt。您现在应该对此文件夹进行安全备份。此配置目录还将包含由 Certbot 获取的证书和私钥，因此定期备份此文件夹是理想的。- 如果您喜欢 Certbot，请考虑通过以下方式支持我们的工作：向 ISRG / Let's Encrypt 捐赠：   https://letsencrypt.org/donate向 EFF 捐赠：                    https://eff.org/donate-le

如果您按照先决条件中的 Nginx 安装说明进行了安装，您将不再需要冗余的 HTTP 配置允许：

sudo ufw delete allow 'Nginx HTTP'

要验证配置，请再次访问您的域，使用 https://：

https://your_domain

您应该再次看到您的应用程序输出，以及您浏览器的安全指示器，指示网站已经得到了安全保护。

结论

在本指南中，您在 Python 虚拟环境中创建并保护了一个简单的 Flask 应用程序。您创建了一个 WSGI 入口点，以便任何支持 WSGI 的应用程序服务器都可以与之交互，然后配置了 uWSGI 应用服务器来提供此功能。之后，您创建了一个 systemd 服务文件，以便在启动时自动启动应用程序服务器。您还创建了一个 Nginx 服务器块，将 web 客户端流量传递到应用程序服务器，中继外部请求，并使用 Let’s Encrypt 保护了服务器的流量。

Flask 是一个非常灵活的框架，旨在为您的应用程序提供功能，而不会对结构和设计过于限制。您可以使用本指南中描述的通用堆栈来为您想要设计的 Flask 应用程序提供服务。


http://www.mrgr.cn/news/63027.html

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