一次头秃的 node + mongo docker 实践

Godiswill
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玩转 docker

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背景

最近在捯饬一个前端性能上报分析的项目，前端由 react 全家桶，打包部署公司有专门的发布系统，这块就没什么顾虑。

前端团队的后端没有什么规范或通用流程，就想自己先技术选型从0到1，决定使用 egg + mongodb，后续也许会追加 nginx + redis + Kafka 相关配置。

  • 问题来了：怎么简化部署配置流程？
  • 答： docker ！

目标

总体目标不外乎几点：简单、快速、安全。

  • 简单
  1. 一次配置，不同环境均可执行，这也是 docker 的优势。
  2. 部署简单，可能就几行甚至一行命令行，方便接入 CI。
  3. 本地开发方便。
  • 快速
  1. 开发编译热重载要快。
  2. 镜像包、部署包等要小，上传下载部署才会快。
  3. 快速回滚。
  • 安全
  1. 源码无泄漏风险。
  2. MongoDB 开启安全验证。

行动

PS：搜索搜的头秃，以下很多关键知识点收集自 google + github issue + Stack Overflow + docker 官方文档 + 英文博客。英文有障碍真是影响效率。

接下来说说实践中遇到的问题。

无 docker

步骤：

  1. 下载 node、mongodb等。
  2. 配置 node、mongodb等。
  3. 启动 egg 开发。

换台电脑或协同其他小伙伴开发时，得把你的动作重复一遍。不同的操作系统和下的不同 node 或 db 版本，都有可能导致系统运行不起来。

你肯定听过这句话：我的电脑上是好的啊。

初探 docker

约束不了团队众多软件的安装和版本的控制，要求安装一定范围的 docker 还是简单的吧。

例如启动 mongodb 服务

docker run -p 27017:27017 -v <LocalDirectoryPath>:/data/db --name docker_mongodb -d mongo:4.2.6

这里我们启动了一个 mongo 最新稳定版本的 docker 容器。简单说明下：

  • run 运行镜像，本地没有会自动拉取。
  • -p 端口映射，本地 27017 映射容器 27017 端口，就可以通过访问本地端口而访问 docker mongo 的服务了。
  • -v 本地<LocalDirectoryPath>映射容器目录/data/db，用来持久化数据库，不然容器删除数据也丢失了。
  • --name 给容器取个名字，匿名容器可以通过 docker container prune 删除。
  • -d 后台运行
  • mongo:4.2.6 docker hub官方镜像:版本

接下来本地启动跟无 docker 效果是一样的。

egg 镜像化

编写 Dockerfile 文件

# 基于的基础镜像
FROM node:12.16.3

# 踩坑1：注意目录使用前，保证存在
RUN mkdir -p /usr/src/egg

# 注意不要用 cd，需要了解 docker 分层构建的概念，需要改变上下文的 pwd，使用 WORKDIR
WORKDIR /usr/src/egg

# 复制 Dockerfile 同级内容到容器的 /usr/src/egg 目录下
COPY . .

# 安装 npm 包
RUN npm install

# 暴露端口，这里只是声明便于理解维护，实际映射使用需要 -p xxx:7001
EXPOSE 7001

# 启动容器后默认执行的命令行
CMD [ "npm", "run", "start" ]

编写 .dockerignore 文件

node_modules
npm-debug.log
.idea

忽略 node_modules：

  1. 构建时会把目录内容发送给 docker 进程，减少 I/O。
  2. 本地操作系统和版本安装的 npm 包未必适合 docker 环境运行，避免冲突。
  • 构建
docker build -t node:egg .
  • 查看 image
docker images

REPOSITORY  TAG  IMAGE ID      CREATED         SIZE
node        egg  ae65b8012120  28 seconds ago  1.12GB
  • 运行
docker run -p 7001:7001 -d node:egg
  • 查看运行容器
docker ps # 查看运行容器，获取CONTAINER ID，-a 可以查看所有包括停止的容器
  • 查看容器 log
docker logs b0d0c3df5eed
  • 进入容器
docker exec -it b0d0c3df5eed bash
du -a -d 1 -h # 查看容器目录文件大小

踩坑2：在 docker 中运行记得把 package.json 中的 egg-scripts start --daemon 中的 --daemon 删掉。 需要理解前台、后台运行进程的概念，docker 中的 shell 脚本必须以前台方式运行。

优化镜像大小

上文看到，可能源代码就几百K，镜像包却超过1G。看看能有哪些优化手段。

  • 基础镜像下手

也许你并不需要 docker node 提供完整的例如 bash、git 等工具。只需要基本的 node 运行环境即可，则可以使用 alpine 镜像。

- FROM node:12.16.3
+ FROM node:12.16.3-alpine
  • npm 包优化
- RUN npm install
+ # 无关运行的开发依赖包都该归属 devDependencies
+ RUN npm install --production
  • 打包
docker build -t node:simplfy .
  • 效果
REPOSITORY  TAG      IMAGE ID      CREATED         SIZE
node        simplfy  8ccafec91d90  28 seconds ago  132MB

镜像包从 1.12G 降到了 132MB，node_modules 从 214MB 降到了 44.5M。

踩坑3：alpine 镜像容器不支持 bash。

你如果需要 bash、git 可以这么做 issue

RUN apk update && apk upgrade && \
    apk add --no-cache bash git openssh

或不想臃肿你的镜像 issue，其实你可以使用 sh

docker exec -it container_id sh

你真的需要 egg 镜像吗？

在无 docker 本地开发时，你可以使用 egg-mongoose 这样连接数据库

`mongodb://127.0.0.1/your-database`

使用 docker 后，容器的 127.0.0.1 或 localhost 与你本地的环境是不通的。

有两种方式连接 docker mongo：

  1. 使用可访问的真实IP地址，例如：mongodb://192.1.2.3/your-database
  2. docker networks 容器间的的通信。

例如在 Dockerfile 中设置真实IP

# 设置数据库IP
ENV docker_db=192.1.2.3

连接 url

`mongodb://${process.env.docker_db}/your-database`

对于每一个开发都得不停更换网络IP，对开发不友好。

思考：

  1. 如何自动区分本地与 docker 起的环境？
  2. 如何隔离本地与 docker 例如 node_modules 冲突？
  3. 如何既能享受本地环境和工具带来的开发效率，又能快速切入 docker 查看部署效果。

镜像包还面临一个存储问题，不小心发到开源 docker hub 仓库，可能导致源码泄漏。

自建仓库？

大多数教程一上来，必然或大篇章都是 Dockerfile 构建镜像。介于以上种种，能不能换种思路，放弃构建 image。

docker-compose

docker-compose 用来编排多容器的启动部署。

mongo 配置

  • 新建 docker-compose.yml 文件。
version: "3"

services:
  db:
    image: mongo:4.2.6 # 镜像:版本
    environment:
      - MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=super # 默认开启授权，并创建超管用户 mongo -u godis -p godis@admin --authenticationDatabase admin
      - MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=xxx # 超管密码，敏感数据也可以使用 `secrets`，不赘述。
      - MONGO_INITDB_DATABASE=admin # *.js 中默认的数据库
    volumes:
      - ./init-mongo.js:/docker-entrypoint-initdb.d/init-mongo.js:ro
      - ./mongo-volume:/data/db
    ports:
      - "27017:27017"
    restart: always

简单说明：

  • version: "3"，不是指你的应用配置版本，而是指 docker 支持的版本，详情说明。

  • MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME、MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD 环境变量用来开启授权，docker 自动创建一个数据库超管角色。

  • docker mongo 启动容器时会执行 /docker-entrypoint-initdb.d/ 中的 *.js 脚本，例如这里 init-mongo.js 来初始化数据库角色。

  • MONGO_INITDB_DATABASE 数据库就是 *.js 中默认的 db 对象，这里指向 admin。

  • ./mongo-volume:/data/db 映射目录或卷，持久化数据库文件。

  • init-mongo.js

// https://stackoverflow.com/questions/42912755/how-to-create-a-db-for-mongodb-container-on-start-up
// 分别在 user、staff 数据库上创建访问角色。
// 这里 db 是 MONGO_INITDB_DATABASE 指定的数据库
db.getSiblingDB('user')
  .createUser(
    {
      user: 'user',
      pwd: 'xx',
      roles: [ 'readWrite', 'dbAdmin' ],
    }
  );

db.getSiblingDB('staff')
  .createUser(
    {
      user: 'staff',
      pwd: 'yy',
      roles: [ 'readWrite', 'dbAdmin' ],
    }
  );
  • 密码配置有点散乱，如何跟应用一块儿存取(docker-compose 设置 secrets 文件，node 也读取改文件？)，有点麻烦，读者有更好的方案还望不吝赐教。

node 配置

services:
  ...
  server:
    image: node:12.16.3-alpine
    depends_on:
      - db
    volumes:
      - ./:/usr/src/egg
    environment:
      - NODE_ENV=production
      - docker_db=db
    working_dir: /usr/src/egg
    command: /bin/sh -c "npm i && npm run start" # not works: npm i && npm run start and not support bash
    ports:
      - "7001:7001"

volumes:
  nodemodules:

说明：

  • depends_on 表示依赖的容器，docker 会等待依赖项先启动。
  • volumes 映射本地目录到容器，这样本地修改了也能影响到容器。
  • environment 可以在 process.env 拿到。
  • working_dir 设置 pwd，不像 Dockerfile，不存在是会自动创建。
  • command 启动容器后执行的命令行。

踩坑4：command: npm i && npm run start 不支持 &&。alpine 镜像不支持 bash，egg-bin dev 会报错 Error: Cannot find module '/bin/bash'。

  • 注意：docker node 是如何与 docker mongo 通信的？
environment:
  ...
  - docker_db=db # db 就是 services 中定义 mongo 的名称

`mongodb://${process.env.docker_db}/your-database`

大部分教程都是用 links 来解决，但官方不推荐并准备废弃。推荐使用 networks。这里并没有配置 networks。 这是因为 docker 会默认创建名称为 projectname_default 的 networks，用来 docker-compose 容器间的通信。

  • 如何隔离本地与 docker node 映射中 node_modules?
services:
  ...
  server:
    image: node:12.16.3-alpine
    depends_on:
      - db
    volumes:
+      - nodemodules:/usr/src/egg/node_modules
      - ./:/usr/src/egg
    environment:
      - NODE_ENV=production
      - docker_db=db
    working_dir: /usr/src/egg
    command: /bin/sh -c "npm i && npm run start" # not works: npm i && npm run start and not support bash
    ports:
      - "7001:7001"

+ volumes:
+   nodemodules:
  • 在 docker-compose.yml 文件目录下文件运行 docker-compose。
docker-compose up -d
  • 为什么不直接使用匿名卷？
volumes:
  - :/usr/src/egg/node_modules
  - ./:/usr/src/egg
  • 答：如果需要多 docker-compose 文件来区分环境，例如开发时，没有必要每次启动时执行一次 npm i。

创建 docker-compose.notinstall.yml 文件

version: "3"

services:
  server:
    environment:
      - NODE_ENV=development # 覆盖
      - NEW_ENV=add # 新增
    command: npm run start # 覆盖
  • 第二次，你可以执行以下命令，减少 npm i 带来的消耗。如果你使用匿名卷，则 node_modules 每个容器相互独立无法共享，导致报错。
docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.notinstall.yml up -d

更多多文件使用，查看文档 Share Compose configurations between files and projects

最后借助 package.json scripts 优化记忆命令行。

结果

开发部署问题暂时告一段落，项目还在开发当中，线上运行一段时间后再来分享。水平有限，有错误欢迎指出，有更好的建议也欢迎补充。

参考

  1. A Better Way to Develop Node.js with Docker
  2. Dockerizing a Node.js web app
  3. docker_practice
  4. YAML
  5. Managing MongoDB on docker with docker-compose
  6. mongoosejs
  7. docker mongo
  8. egg-docker-template
  9. 只需简单两步，轻松缩减 Node.js 应用的镜像大小
  10. Cannot pass any ENV variables from docker to Node process.env
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