深入浅出Docker（五）：基于Fig搭建开发环境

1. 概述

在搭建开发环境时，我们都希望搭建过程能够简单，并且一劳永逸，其他的同事可以复用已经搭建好的开发环境以节省开发时间。而在搭建开发环境时，我们经常会被复杂的配置以及重复的下载安装所困扰。在Docker技术未出现之前，我们可以使用Pupet、Chef、Ansible等配置管理工具把复杂的配置管理起来，这样的管理配置技术仍然是目前比较流行的方式之一。配置管理工具使用的都是自己的DSL语法定义，考虑到环境的复杂性，配置一套通用的开发环境需要针对各个系统定制，对于大部分开发环境这种维护成本仍然是很高的。Docker技术出现之后，系统的依赖问题得到了彻底的解决，我们可以通过镜像的方式简化环境的安装。结合Docker的开发部署工具Fig，我们可以使用fig.yml文件来定义所有的环境，一次定义，多处使用，简单而且高效。

1.1 打包的方式

Docker本省并不能创建一个真实的虚拟机，它只是基于Linux Kernel把额外的系统文件做了封装，并利用Linux Kernel相关的技术如Cgroup、Namespace隔离用户应用。应用Docker技术，团队之间通过共享Image或者Dockefile来复用开发环境。为了简化写Dockerfile的方式，Fig提供更加精简的DSL定义文件fig.yml，可以让新成员快速搭建开发环境并将精力投入到开发过程中去，而不是研究如何正确安装并配置诸如PostgreSQL之类的数据库。目前，软件开发需要的环境Image，大部分都可以在Docker Hub中搜索到，需要使用时直接下载就可以使用。

1.2 应用组合的方式

使用Docker之后，我们不再需要在本地机器安装所有的软件包。我们可以根据项目需要在Docker Hub上搜索相关软件的Image，然后使用Fig pull从Docker Hub上直接下载并由Fig调用Docker的Link命令把Image关联起来，这样所有应用都可以直接调用指定端口的服务，比如Mysql的3306端口提供数据库服务。开发者并不需要对Docker有太多的了解，只需要掌握常用的几条Fig命令就可以随时调试自己的环境。

1.3 环境共享的方式

Fig直接定义好了Image，我们不需要过多的关心容器或者镜像。在分享环境时，只需要把对应的Dockerfile和fig.yml文件分享给同事，他们就可以在自己的机器上运行并搭建出需要的环境，且不用再担心环境依赖带来的意外调试烦恼。团队成员在git clone项目代码后，就可以如下图一样使用一条命令启动自己的开发环境：

2. Fig安装指南

首先，我们需要安装Docker Engine，官方针对主流的系统提供了对应的安装手册。这里，我的开发机系统是一台MacBook Pro，所以我需要安装boot2docker来支持Docker。

接下来，我们就可以安装对应系统版本的Fig运行文件。比如在Mac OS或者在64位的Linux上安装Fig：

$ curl -L https://github.com/docker/fig/releases/download/1.0.0/fig-`uname
-s`-`uname -m` > /usr/local/bin/fig; chmod +x /usr/local/bin/fig

当以上的安装方式不能成功的话，我们可以选择使用Python Package的安装方式：

$ sudo pip install -U fig

最后，不管使用什么Linux系统，安装完Fig之后通过运行以下命令来确保环境的一致性。

$ fig --version

如果一切顺利的话，恭喜你，Fig安装成功了。下面请随我一起学习如何使用Fig配置开发环境。

3. Rails开发环境配置详解

我们来配置一套最常用的Rails+PostgreSQL项目。

第一步，确保Fig已经正确的安装到主机系统，如果还没有，请参考上一章节的安装指南。

第二步，在项目根目录下存放一个名为 Dockerfile 文件：

FROM ruby
RUN apt-get update -qq && apt-get install -y build-essential libpq-dev
RUN mkdir /myapp
WORKDIR /myapp
ADD Gemfile /myapp/Gemfile
RUN bundle install
ADD . /myapp

第三步，创建一个 Gemfile 文件用来定义Rails软件包。内容如下所示：

source 'https://rubygems.org'
gem 'rails', '4.0.2'

第四步，创建一个fig.yml文件，并使用以下配置文件来做最后的环境初始化。

db:
image: postgres
ports:
- "5432"
web:
build: .
command: bundle exec rackup -p 3000
volumes:
- .:/myapp
ports:
- "3000:3000"
links:
- db

第五步，当前你目录下空空如也，使用如下命令可以生成一套Rails项目骨架：

$ fig run web rails new . --force --database=postgresql --skip-bundle

当你跑完以上命令，你就会得到一个崭新的Rails项目。

$ ls
Dockerfile Rakefile config fig.yml public vendor
Gemfile app config.ru lib test
README.rdoc bin db log tmp

编辑一下Gemfile文件，去掉therubyracer包的注释, 让Rails依赖的Javascript的运行时环境。

gem 'therubyracer', platforms: :ruby

所有的文件编辑都做完之后，运行命令创建开发环境image。

$ fig build

运行完build命令后，我们就有了可以立即使用的Image。这两个Image的名字分别是web和db。为了让db能连上web，我们通常还需要修改database.yml来支持数据库连接。

development: &default
adapter: postgresql
encoding: unicode
database: postgres
pool: 5
username: postgres
password:
host: db
test:
<<: *default
database: myapp_test

好了，让我们运行一下：

$ fig up

命令行将显示如下日志：

Recreating figtest_db_1...
Creating figtest_web_1...
Attaching to figtest_db_1, figtest_web_1
db_1 | LOG: database system was shut down at 2014-10-01 23:53:11 UTC
db_1 | LOG: autovacuum launcher started
db_1 | LOG: database system is ready to accept connections
web_1 | [2014-10-01 23:53:16] INFO WEBrick 1.3.1
web_1 | [2014-10-01 23:53:16] INFO ruby 2.1.2 (2014-05-08) [x86_64-linux]
web_1 | [2014-10-01 23:53:16] INFO WEBrick::HTTPServer#start: pid=1 port=3000
db_1 | FATAL: database "myapp_development" does not exist
db_1 | FATAL: database "myapp_development" does not exist
web_1 | 192.168.59.3 - - [01/Oct/2014 23:53:40] "GET / HTTP/1.1" 500 13476 0.5112
web_1 | 192.168.59.3 - - [01/Oct/2014 23:53:40] "GET %2Ffavicon.ico HTTP/1.1" 200 - 0.0067

通过以上日志可以知道开发数据库还没有创建。这时我们可以开启另外一个terminal，创建开发数据库：

$ fig run web rake db:create

当以上所有步骤都成功运行后，就需要来验证开发环境的正确性了。通过访问http://localhost:3000/ 我们应该可以看到熟悉的Rails欢迎页面：

4. Django开发环境配置详解

接下来让我们使用Fig来配置一套运行Django/PostgreSQL的应用程序吧。

首先我们新建一个项目目录，并在目录里创建3个文件。第一个文件是Docker镜像的定义文件: Dockerfile，用来描述安装在Docker容器里软件依赖关系。文件如下：

FROM python:2.7
ENV PYTHONUNBUFFERED 1
RUN mkdir /code
WORKDIR /code
ADD requirements.txt /code/
RUN pip install -r requirements.txt
ADD . /code/

以上文件描述这个Image将安装requirements.txt指定的python依赖包。

第二个文件是requirements.txt，它是python依赖包定义描述文件，内容如下：

Django
psycopg2

最后，Fig需要把所有的环境都连接起来运行。这个文件名为 fig.yml 。它描述项目需要的服务组件、指定镜像的版本、如何连接服务、什么卷可以被载入容器内部、什么端口可以暴露出来等。内容形如：

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

到此处，我们就可以使用 fig run 来创建一个Django项目了：

$ fig run web django-admin.py startproject figexample .

当你运行完之后，可以在当前目录下看到创建的新项目文件：

$ ls
Dockerfile fig.yml figexample manage.py requirements.txt

接下来的事情就是创建数据库链接，修改 figexample/settings.py 的DATABASES = ...部分。

DATABASES = {
'default': {
'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql_psycopg2',
'NAME': 'postgres',
'USER': 'postgres',
'HOST': 'db',
'PORT': 5432,
}
}

这个配置信息是用来连接postgres镜像服务。

然后，运行命令 fig up来启动容器。

Recreating myapp_db_1...
Recreating myapp_web_1...
Attaching to myapp_db_1, myapp_web_1
myapp_db_1 |
myapp_db_1 | PostgreSQL stand-alone backend 9.1.11
myapp_db_1 | 2014-01-27 12:17:03 UTC LOG: database system is ready to accept connections
myapp_db_1 | 2014-01-27 12:17:03 UTC LOG: autovacuum launcher started
myapp_web_1 | Validating models...
myapp_web_1 |
myapp_web_1 | 0 errors found
myapp_web_1 | January 27, 2014 - 12:12:40
myapp_web_1 | Django version 1.6.1, using settings 'figexample.settings'
myapp_web_1 | Starting development server at http://0.0.0.0:8000/
myapp_web_1 | Quit the server with CONTROL-C.

这个时候，你可以开启浏览器，然后输入 localhost:8000 就可以访问这个Django应用。

注意，当你跑起来应用之后，就可以初始化数据库了。这里，请一定要保证fig up是在运行中，并另外开启一个命令行窗口执行一下命令：

$ fig run web python manage.py syncdb

如果你反复使用了fig up之后，可以体会到它一次性会把web和db两个镜像一起启动，如果你CONTROL-C之后，数据库也会停止服务。你甚至可以fig run web /bin/bash的方式直接进入到容器里看看。

(责任编辑：IT)

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