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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。本文的大部分内容将介绍如何设置 Gunicorn 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，一个具有 sudo 权限的非 root 用户，并启用了防火墙。请参考我们的初始服务器设置指南。
-
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 上购买域名，也可以在 Freenom 上免费获取域名。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。
- 将
-
熟悉 WSGI 规范，Gunicorn 服务器将使用该规范与您的 Flask 应用程序进行通信。本讨论将更详细地介绍 WSGI。
步骤 1 — 从 Ubuntu 仓库安装组件
第一步是从默认的 Ubuntu 仓库安装所有必要的软件包。这包括 pip，Python 包管理器，它将管理您的 Python 组件。您还将获得构建一些 Gunicorn 组件所需的 Python 开发文件。
首先，更新本地软件包：
sudo apt update
然后安装以下软件包，这些软件包将允许您构建 Python 环境。这些包括 python3-pip，以及一些更多的软件包和开发工具，这些对于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，继续创建您项目的虚拟环境。
步骤 2 — 创建 Python 虚拟环境
接下来，设置一个虚拟环境，以将您的 Flask 应用程序与系统上的其他 Python 文件隔离开来。
首先安装 python3-venv 软件包，它将安装 venv 模块：
sudo apt install python3-venv
然后，为您的 Flask 项目创建一个父目录：
mkdir ~/myproject
在创建后进入该目录：
cd ~/myproject
通过输入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一个名为 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，您需要通过运行以下命令来激活它：
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)\ssammy@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 Gunicorn，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 Gunicorn：
pip install gunicorn flask
现在您已经可以在下一步中创建一个基本应用程序。
创建一个示例应用程序
由于 Flask 是一个微框架，它不包含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，以帮助初始化 Web 应用程序。
虽然您的应用程序可能更复杂，但我们将在一个名为 myproject.py 的单个文件中创建我们的 Flask 应用程序。使用您喜欢的文本编辑器创建此文件；这里我们将使用 nano：
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 Y 和 ENTER 来完成此操作。
如果您按照先决条件中的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，首先需要允许访问端口 5000：
sudo ufw allow 5000
然后，您可以通过运行以下命令来测试您的 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: production
WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
Use a production WSGI server instead.
* Debug mode: off
* Running on all addresses.
WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
* Running on http://your_server_ip: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
您应该会收到类似以下内容：
!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，创建一个文件作为应用程序的入口点。这将告诉 Gunicorn 服务器如何与应用程序进行交互。
使用您喜欢的文本编辑器创建一个新文件并命名。在这里，我们将文件命名为 wsgi.py：
nano ~/myproject/wsgi.py
在这个文件中，从应用程序中导入 Flask 实例，然后运行它：
from myproject import app
if __name__ == "__main__":
app.run()
完成后保存并关闭文件。
步骤 4 —— 配置 Gunicorn
您的应用程序现在已经编写了一个已建立的入口点，您可以继续配置 Gunicorn。
首先，切换到适当的目录：
cd ~/myproject
接下来，您可以通过传递入口点的名称来检查 Gunicorn 是否可以正确地提供应用程序。这是构建为模块的名称（减去 .py 扩展名），再加上应用程序中的可调用名称。在我们的例子中，写作 wsgi:app。
您还将指定要绑定到的接口和端口，以便应用程序将在公共可用接口上启动：
gunicorn --bind 0.0.0.0:5000 wsgi:app
您将收到以下类似的输出：
[2021-11-19 23:07:57 +0000] [8760] [INFO] Starting gunicorn 20.1.0
[2021-11-19 23:07:57 +0000] [8760] [INFO] Listening at: http://0.0.0.0:5000 (8760)
[2021-11-19 23:07:57 +0000] [8760] [INFO] Using worker: sync
[2021-11-19 23:07:57 +0000] [8763] [INFO] Booting worker with pid: 8763
[2021-11-19 23:08:11 +0000] [8760] [INFO] Handling signal: int
[2021-11-19 23:08:11 +0000] [8760] [INFO] Shutting down: Master
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
您的应用程序输出将生成以下内容：
!Flask sample app
确认它正常运行后，在终端窗口中按下 CTRL + C。
由于您现在已经完成了虚拟环境，因此请将其停用：
deactivate
任何 Python 命令现在将再次使用系统的 Python 环境。
接下来，创建 systemd 服务单元文件。创建一个 systemd 单元文件将允许 Ubuntu 的 init 系统在服务器启动时自动启动 Gunicorn 并提供 Flask 应用程序。
在 /etc/systemd/system 目录中创建一个以 .service 结尾的单元文件开始：
sudo nano /etc/systemd/system/myproject.service
在其中，从 [Unit] 部分开始，用于指定元数据和依赖项。在这里添加您服务的描述，并告诉 init 系统仅在达到网络目标后才启动此服务：
[Unit]
Description=Gunicorn instance to serve myproject
After=network.target
接下来，创建一个 [Service] 部分。这将指定您希望进程在其中运行的用户和组。由于它拥有所有相关文件，因此请为该进程提供您的常规用户帐户所有权。还要将组所有权授予 www-data 组，以便 Nginx 可以与 Gunicorn 进程通信。请记住在此处用您自己的用户名替换用户名：
[Unit]
Description=Gunicorn 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您的虚拟环境中。还要指定启动服务的命令。此命令将执行以下操作：
- 启动 3 个工作进程（根据需要进行调整）
- 在项目目录中创建并绑定到一个 Unix 套接字文件
myproject.sock - 设置
umask值为007，以便创建套接字文件以授予所有者和组的访问权限，同时限制其他访问权限 - 指定 WSGI 入口点文件名，以及该文件中的 Python 可调用项（
wsgi:app）
Systemd 要求您提供 Gunicorn 可执行文件的完整路径，该文件已安装在您的虚拟环境中。
请记住用您自己的用户名和项目路径替换用户名和项目路径：
[Unit]
Description=Gunicorn 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/gunicorn --workers 3 --bind unix:myproject.sock -m 007 wsgi:app
最后，添加一个 [Install] 部分。这将告诉 systemd 如果启用它以在启动时启动，则将此服务链接到什么。您希望此服务在常规多用户系统启动并运行时启动：
[Unit]
Description=Gunicorn 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/gunicorn --workers 3 --bind unix:myproject.sock -m 007 wsgi:app
[Install]
WantedBy=multi-user.target
至此，您的 systemd 服务文件已完成。现在保存并关闭它。
现在启动您创建的 Gunicorn 服务：
sudo systemctl start myproject
然后启用它，以便在启动时启动：
sudo systemctl enable myproject
检查状态：
sudo systemctl status myproject
您将收到以下类似的输出：
● myproject.service - Gunicorn instance to serve myproject
Loaded: loaded (/etc/systemd/system/myproject.service; enabled; vendor preset
Active: active (running) since Fri 2021-11-19 23:08:44 UTC; 6s ago
Main PID: 8770 (gunicorn)
Tasks: 4 (limit: 1151)
CGroup: /system.slice/myproject.service
├─9291 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/python3.6 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/gunicorn --workers 3 --bind unix:myproject.sock -m 007 wsgi:app
├─9309 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/python3.6 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/gunicorn --workers 3 --bind unix:myproject.sock -m 007 wsgi:app
├─9310 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/python3.6 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/gunicorn --workers 3 --bind unix:myproject.sock -m 007 wsgi:app
└─9311 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/python3.6 /home/sammy/myproject/myprojectenv/bin/gunicorn --workers 3 --bind unix:myproject.sock -m 007 wsgi:app
…
如果收到任何错误，请确保在继续教程之前解决它们。
第五步 — 配置 Nginx 代理请求
您的 Gunicorn 应用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。接下来，通过对 Nginx 配置文件进行一些小的修改，配置 Nginx 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。我们将其命名为 myproject，以保持与本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。同时，告诉它使用此块来处理您服务器的域名的请求：
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，包含指定一些需要设置的通用代理参数的 proxy_params 文件。然后使用 proxy_pass 指令将请求传递到您定义的套接字：
server {
listen 80;
server_name your_domain www.your_domain;
location / {
include proxy_params;
proxy_pass http://unix:/home/sammy/myproject/myproject.sock;
}
}
完成后保存并关闭文件。
要启用您创建的 Nginx 服务器块配置，将该文件链接到 sites-enabled 目录。您可以通过运行 ln 命令和 -s 标志来执行此操作，以创建一个符号链接或 软链接，而不是 硬链接：
sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/myproject /etc/nginx/sites-enabled
将链接添加到该目录后，您可以测试语法错误：
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
最后，再次调整防火墙。由于您不再需要通过端口 5000 访问，因此删除该规则：
sudo ufw delete allow 5000
然后允许 Nginx 服务器的完全访问：
sudo ufw allow 'Nginx Full'
现在，您应该能够在 Web 浏览器中导航到您服务器的域名：
http://your_domain
您的应用程序输出将显示在浏览器中：
!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：检查您的 Flask 应用的 Gunicorn 日志。
第六步 — 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 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 中为 Nginx 创建自签名 SSL 证书的步骤 2 到 6》进行配置。出于快速性的考虑，我们将选择第一种选项。
首先，使用 snap 安装 Certbot：
sudo snap install --classic certbot
您的输出将显示 Certbot 的当前版本，并指示安装成功：
certbot 1.21.0 from Certbot Project (certbot-eff✓) installed
接下来，从 /usr/bin/ 目录创建一个符号链接到新安装的 /snap/bin/certbot 可执行文件。这将确保 certbot 命令可以在您的服务器上正确运行：
sudo ln -s /snap/bin/certbot /usr/bin/certbot
Certbot 提供了通过插件获取 SSL 证书的各种方法。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，请输入以下命令：
sudo certbot --nginx -d your_domain -d www.your_domain
这将使用 --nginx 插件运行 certbot，并使用 -d 指定要为其颁发证书的名称。
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。完成后，certbot 将与 Let’s Encrypt 服务器通信，请求为您的域名颁发证书。如果成功，您将收到以下输出：
成功接收到证书。
证书保存在：/etc/letsencrypt/live/jeanellehorcasitasphd.com/fullchain.pem
密钥保存在：/etc/letsencrypt/live/jeanellehorcasitasphd.com/privkey.pem
此证书将在 2022-03-03 到期。
这些文件将在证书更新时更新。
Certbot 已设置了一个后台定时任务，以自动更新此证书。
部署证书
已成功将证书部署到您的域名的 /etc/nginx/sites-enabled/myproject
已成功将证书部署到您的域名的 /etc/nginx/sites-enabled/myproject
恭喜！您已成功在 https://your_domain 和 https://your_domain 上启用了 HTTPS
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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，请再次使用 https:// 导航到您的域名：
https://your_domain
您应该再次收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基本的 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其进行交互，然后配置了 Gunicorn 应用程序服务器来提供此功能。随后，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 客户端流量传递给应用程序服务器，以中继外部请求，并使用 Let’s Encrypt 保护服务器的流量。
Flask 是一个极其灵活的框架，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设计的 Flask 应用程序提供服务。
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