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第 7 章：DevOps 与部署 — 让代码可靠运行
代码写完只是开始。把它稳定、安全、可观测地运行在生产环境中，才是工程落地。
📖 本章内容
1. Docker 基础
Docker 解决“我的机器能跑，线上不能跑”的环境一致性问题。开发、测试、生产使用同一个镜像，可以显著减少部署差异。
dockerfile
FROM python:3.12-slim
WORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
COPY . .
EXPOSE 8000
CMD ["uvicorn", "app.main:app", "--host", "0.0.0.0", "--port", "8000"]bash
docker build -t my-api .
docker run -p 8000:8000 my-api镜像是分层的。变化少的步骤放前面，变化多的代码复制放后面，可以提高构建缓存命中率。
2. Docker Compose
真实项目通常不只有一个容器，还会有数据库、缓存、消息队列等依赖服务。
yaml
services:
api:
build: .
ports:
- "8000:8000"
environment:
DATABASE_URL: postgresql://postgres:postgres@db:5432/app
REDIS_URL: redis://redis:6379/0
depends_on:
- db
- redis
db:
image: postgres:16
environment:
POSTGRES_PASSWORD: postgres
POSTGRES_DB: app
volumes:
- postgres_data:/var/lib/postgresql/data
redis:
image: redis:7
volumes:
postgres_data:bash
docker compose up --build
docker compose down
docker compose ps3. GitHub Actions CI/CD
CI 在每次提交后自动运行测试和构建；CD 在测试通过后自动部署。
yaml
name: CI
on:
push:
branches: [main]
pull_request:
jobs:
test:
runs-on: ubuntu-latest
steps:
- uses: actions/checkout@v4
- uses: actions/setup-python@v5
with:
python-version: "3.12"
- run: pip install -r requirements.txt
- run: pytest
- run: ruff check .部署步骤要根据目标平台调整：GitHub Pages、Docker Registry、云服务器、Render、Railway、Fly.io 或 Kubernetes 都有不同流程。
4. 日志与监控
生产环境里，print() 不够用。日志需要结构化、分级，并能被收集系统搜索。
python
import logging
logger = logging.getLogger(__name__)
logger.info("user.login", extra={"user_id": 42, "ip": "192.168.1.1"})
logger.warning("payment.retry", extra={"order_id": "A001"})
logger.error("job.failed", exc_info=True)| 级别 | 用途 |
|---|---|
| DEBUG | 调试细节 |
| INFO | 正常业务事件 |
| WARNING | 需要关注但不影响服务 |
| ERROR | 请求或任务失败 |
| CRITICAL | 服务不可用或严重故障 |
监控至少覆盖请求耗时、错误率、吞吐量、CPU、内存、磁盘和数据库连接池。
5. 环境变量与配置
配置应该来自环境，而不是硬编码在代码里。密钥、数据库地址、第三方 API Key 都不能提交到仓库。
python
from pydantic_settings import BaseSettings
class Settings(BaseSettings):
app_env: str = "development"
database_url: str
secret_key: str
debug: bool = False
model_config = {
"env_file": ".env",
"env_file_encoding": "utf-8",
}
settings = Settings()最佳实践
- 使用多阶段 Docker 构建，减少镜像体积。
- 容器内使用非 root 用户运行应用。
- 配置 healthcheck，让平台知道服务是否健康。
- CI 中运行测试、lint 和构建。
- 日志使用结构化格式，避免记录敏感信息。
- 环境变量使用类型化配置管理。
常见陷阱
dockerfile
# 不推荐：把密钥写进镜像
ENV SECRET_KEY=super-secret
# 不推荐：每次构建都先复制全部代码再安装依赖，缓存命中率低
COPY . .
RUN pip install -r requirements.txt练习题
- 给 FastAPI 项目写 Dockerfile。
- 用 Docker Compose 启动 API、PostgreSQL 和 Redis。
- 写一个 GitHub Actions 工作流，运行测试并构建镜像。