🐳🐘 Прочный фундамент для API: Docker + Node.js + Nginx + Postgres

Как бы часто мы ни начинали новые проекты, каждый раз заложить фундамент трудней всего. Поэтому сегодня мы продемонстрируем универсальную сборку для бэкенда на Node.js c Postgres в Docker. И, конечно, обязательно будем отдавать статику через Nginx.

Файловая архитектура и инструменты

Используем Visual Code Studio в качестве редактора кода. Операционная система любая. Обязательно установите Docker.

Для начала создадим вот такую файловую архитектуру:

По мере чтения статьи файлов у нас прибавится. Что мы создали: .env будет содержать переменные среды окружения, в папке app будет контейнер с Node.js, в папке static будет статика, а в Nginx — Nginx-конфигурация. Для начала этого хватит.

Docker и docker-compose.yml

У нас будет два docker-compose.yml: dev и production. Начнем с dev-версии:

version: '3'

services:
  # Контейнер с Node.js
  app:
    build:
      context: ./app
      target: dev
    tty: true
    working_dir: /opt/server
    volumes:
      - ./app:/opt/server
      - ./static:/opt/static
    env_file:
      - .env
    expose:
      - '3000'
    depends_on:
      - db

  # Контейнер с базой данных
  db:
    image: postgres:12-alpine
    environment:
      - POSTGRES_USER=${DB_USER}
      - POSTGRES_PASSWORD=${DB_PASSWORD}
    volumes:
      - ./postgres:/var/lib/postgresql/data
    expose:
      - '5432'
    restart: always

  # Контейнер с nginx
  nginx:
    container_name: proxy_nginx
    depends_on:
      - app
      - db
      - pgadmin
    image: nginx:latest
    ports:
      - '80:80'
    volumes:
      - ./nginx:/etc/nginx/conf.d
      - ./static:/var/www/static
    restart: always

  # Контейнер с pgadmin
  pgadmin:
    container_name: pgadmin
    depends_on:
      - db
    image: dpage/pgadmin4
    environment:
      PGADMIN_DEFAULT_EMAIL: info@proglib.io
      PGADMIN_DEFAULT_PASSWORD: qwertyuiop
    expose:
      - '80'
    restart: always

Здесь стоит обратить внимание на четыре вещи:

1. Контейнеры app и nginx связаны со статикой. Для Node.js папка со статикой будет ниже уровнем от app.js (главным файлом, чуть позже создадим), на одном уровне с папкой app.
2. Контейнер с базой данных содержит ${DB_USER} и ${DB_PASSWORD}. Это переменные из .env-файла, мы его начнем заполнять спустя пару мгновений.
   
3. Контейнер с Pgadmin содержит такие строки: PGADMIN_DEFAULT_EMAIL и PGADMIN_DEFAULT_PASSWORD. Вы можете там указать свою почту и свой пароль, он будет использоваться для входа в Pgadmin.
   
4. В контейнере с Node.js есть раздел build. Там есть target dev. Просто пока обратите внимание.
   

Теперь перейдем к production-версии:

version: '3'

services:
  # Контейнер с Node.js
  app:
    build:
      context: ./app
      target: production
    tty: true
    working_dir: /opt/server
    volumes:
      - ./app:/opt/server
      - ./static:/opt/static
      - /opt/server/node_modules/
    env_file:
      - .env
    expose:
      - '3000'
    depends_on:
      - db
    command: npm run start

  # Контейнер с базой данных
  db:
    image: postgres:12-alpine
    environment:
      - POSTGRES_USER=${DB_USER}
      - POSTGRES_PASSWORD=${DB_PASSWORD}
    volumes:
      - ./postgres:/var/lib/postgresql/data
    expose:
      - '5432'
    restart: always

  # Контейнер с nginx
  nginx:
    container_name: proxy_nginx
    depends_on:
      - app
      - db
      - pgadmin
    image: nginx:latest
    ports:
      - '80:80'
    volumes:
      - ./nginx:/etc/nginx/conf.d
      - ./static:/var/www/static
    restart: always

  # Контейнер с pgadmin
  pgadmin:
    container_name: pgadmin
    depends_on:
      - db
    image: dpage/pgadmin4
    environment:
      PGADMIN_DEFAULT_EMAIL: info@proglib.io
      PGADMIN_DEFAULT_PASSWORD: qwertyuiop
    expose:
      - '80'
    restart: always

Здесь стоит отметить, что файлы отличаются между собой только настройками для app контейнера.

Во-первых, мы монтируем папку node_modules внутри контейнера специально, чтобы не было проблем между dev и production версией.

Во-вторых, мы исполняем команду npm run start, которая будет запускать наше приложение (позже ее напишем).

В-третьих, в разделе build у нас другой target – production. И вот сейчас мы плавно переходим дальше…

Как Docker поймет, какой файл запускать

Идем в .env файл и вставляем следующее содержимое:

# dev or production
NODE_ENV=dev

DB_NAME=api
DB_USER=postgres
DB_PASSWORD=secret007
DB_HOST=db

COMPOSE_FILE=docker-compose.${NODE_ENV}.yml

В самом начале в переменную NODE_ENV мы записываем в каком режиме мы будем сейчас работать: dev или production. В самом низу мы объединяем COMPOSE_FILE и NODE_ENV. Особо внимательные догадались, что будет происходить в зависимости от содержимого переменной NODE_ENV при команде:

docker-compose up

Будет использоваться тот или иной файл. То есть, если в NODE_ENV указана строка dev, мы активируем файл docker-compose.dev.yml. Если указана строка production, то мы активируем файл docker-compose.production.yml.

Также в файле есть другие переменные для базы данных. Можете поменять их содержимое, если хотите. Главное — помните: DB_HOST должен содержать в себе название контейнера с базой данных из docker-compose.yml.

Контейнер с Node.js

Пора создавать наше приложение на Node.js. Если подумать, мы провели много подготовительной работы, но это только лишь ⅓ из всего того, что нам еще нужно сделать.

Для начала перейдем в папку app и создадим там файл Dockerfile с таким содержимым:

# dev
FROM node:16.10.0-alpine AS dev
RUN apk add --no-cache tzdata
ENV TZ Europe/Moscow
ENV NODE_PATH /opt/server/node_modules

WORKDIR /opt/server/

CMD [ "node" ]

# production
FROM node:16.10.0-alpine AS production
RUN apk add --no-cache tzdata
ENV TZ Europe/Moscow
ENV NODE_PATH /opt/server/node_modules

WORKDIR /opt/server/

COPY /*.json ./
RUN npm i

CMD ["sh", "-c", "npm run start"]

Чтобы класс new Date() в Node.js возвращал корректное для вас время, можно поменять таймзону контейнера. Например, если хотите установить уральское время, вместо Europe/Moscow напишите Asia/Yekaterinburg.

Контейнер с Nginx

Прежде чем продолжить, надо еще добавить в папку nginx конфиг. Для этого внутри папки nginx создайте файл nginx.conf со следующим содержимым:

server {
  root /var/www;
  listen 80;
  gzip on;
  gzip_types text/plain application/xml text/css application/javascript;
  gzip_min_length 1000;
  # Проверку можно будет добавить в Express
  client_max_body_size 0;

  # C любовью
  add_header X-Created-By "Proglib";

  location / {
    # Ищем файл в папке static (ее Docker собрал слизав у Node)
    # Если ничего не нашли выбрасываем прокси
    try_files /static/$uri $uri @nodeproxy;
  }

  location @nodeproxy {
    proxy_redirect off;
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
    proxy_read_timeout 1m;
    proxy_connect_timeout 1m;
    # app это алиас для контейнера с Node.js
    proxy_pass http://app:3000;
  }

  # А по этому маршруту проксируем все в Pgadmin
  location /pgadmin {
    proxy_set_header X-Script-Name /pgadmin;

    proxy_pass http://pgadmin;
    proxy_intercept_errors on;
    error_page 503 = @nodeproxy;
    error_page 502 = @nodeproxy;
  }
}

Запускаем сборку

Вот теперь можно все запустить. Из основной папки стартуем нашу сборку командой:

docker-compose up --build -d

После того как все будет готово, и в терминале появятся четыре заветных зеленых done можно продолжать. Теперь-то уже можно начать непосредственно работу с Node.js.

Работаем с Node.js в контейнере

Давайте перейдем в контейнер с Node.js командой:

docker-compose exec app sh

Если вы все сделали правильно, в терминале появится у строки ввода приписка opt/server.

В этом режиме вы можете выполнять команды внутри контейнера. Чтобы выйти из контейнера, напишите команду:

exit

Теперь, давайте напишем немного Node.js кода (войдите в контейнер, если вышли). Сначала надо инициализировать проект командой:

npm init

Далее, давайте создадим файл app.js внутри папки app. Создаем его самым обычным способом (можете через терминал, как хотите). Когда файл появится в VS Code, вы можете проверить, появился ли он в контейнере, для этого достаточно написать команду:

ls

У нас должно быть сейчас 3 файла в контейнере: Dockerfile, app.js, package.json.

После установим нужные нам пакеты командой:

npm install express nodemon

Поместим следующий код в app/app.js:

// Express
const express = require('express')
const app = express()

// Router
const router = express.Router()

// Главная
router.get('/', (_req, res) => {
  res.status(200).json({
    message: 'Hello World',
  })
})

// Обработка всего остального
router.get('/*', (_req, res) => {
  res.status(400).json({
    error: 'Запрос не может быть обработан, маршрут не найден'
  })
})

// Routes
app.use('/', router)

app.listen(3000, () => {
  console.log('Сервер запущен')
})

И создадим команду start в package.json:

Команда start:

nodemon ./app.js

Теперь можно запустить внутри контейнера команду:

npm run start

В консоль вы получите сообщение «Сервер запущен». Если перейдете в своем браузере по адресу http://localhost/, то увидите что-то подобное:

Если создадите файл внутри папки app с окончание js или json – nodemon подхватит изменения и перезапустит проект. Аналогично, если вы просто поменяете содержимое какого-нибудь файла с данными расширениями.

Если отключите nodemon командой ctrl + c, то по прошлому адресу можно увидеть сообщение от Nginx: 502 Bad Gateway. Если поместите в папку static любой файл, он будет доступен по указанному маршруту. Например, static/file.txt => http://localhost/file.txt. Даже если nodemon не работает. Помним, за работу со статикой у нас отвечает Nginx.

Устанавливаем Linter для JavaScript

Ну а как без этого? Для начала, перейдите в VS Code в раздел с плагинами, скачайте и активируйте плагин Eslint:

Вот теперь можно установить сам Eslint в проект командой:

npm init @eslint/config

Сначала выбираем To check syntax and find problems, после Common JS, на вопрос о фреймворке выбираем None of these, на вопрос про TypeScript отвечаем No. Платформу выбираем Node, галочку снимаем с Browser (все через пробел). Настройки сохранять будем в JSON, соглашаемся с установкой последней версии eslint и выбираем в конце npm.

Если у вас все получилось сделать правильно, будет работать подсветка:

Это все благодаря тому, что мы монтируем всю папку app (вместе с node_modules) в dev-режиме. Осталось добавить команду для тестового (dev) запуска nodemon, который сначала будет парсить проект с помощью Eslit. Для этого добавьте еще две команды в package.json:

dev:

nodemon ./app.js --exec \"npm run lint && node\"

lint:

eslint .

Сохраните и запустите внутри контейнера команду:

npm run dev

Допустите какую-нибудь ошибку в коде и сохраните файл:

Если получили ошибку, то вы все настроили верно. Поздравляю, теперь ваш код будет чище.

Подключаемся к базе данных

Выходим на финишную прямую: осталось лишь подключить Node.js к базе данных.

В контейнере устанавливаем пакет для соединения с базой данных:

npm install pg

Добавляем код в app/app.js:

// DB
const { Pool } = require('pg')
const pool = new Pool({
  user: process.env.DB_USER,
  host: process.env.DB_HOST,
  database: process.env.DB_NAME,
  password: process.env.DB_PASSWORD,
  port: 5432,
})

pool.query('SELECT NOW()', (err, res) => {
  console.log(err, res)
  pool.end()
})

Должно получиться как-то так:

Если вы сейчас сохраните и запустите проект, nodemon выбросит ошибку. А все потому, что у нас нет базы данных под названием api (если вы не меняли название). Для этого переходите по адресу http://localhost/pgadmin, и вводите данные из docker-compose.yml для входа. Если вдруг получили ошибку от Nginx после авторизации, то просто нажмите F5.

Нам нужно создать новый сервер:

Во вкладке General введите любое название. Во вкладке Connection введите наши данные для подключения:

Базы api еще нет, поэтому вместо нее введите postgres. Создайте новую базу под названием api:

Теперь запускайте nodemon. Поздравляем, вы подключились к базе данных:

Финальная сборка

Так как мы написали все нужные команды, теперь можем поменять NODE_ENV в .env на production и запустить наш проект в другом режиме командой:

docker-compose up --build -d

В данный момент production сборка от dev отличается тем, что node_modules контейнер создает свои, и они больше не прокинуты через volumes между контейнером и ПК. Поэтому команда npm i (не забываем про разные таргеты) из Dockerfile установит node_modules только в контейнер. То есть, если вы удалите свои node_modules, то теперь на контейнер это не повлияет.

Поэтому эту команду можно использовать для того, чтобы быстро тянуть файлы с GitHub и запускать проект на сервере. Мы же не храним node_modules в git-репозиториях.

Как вернуться в dev

Для работы в dev-режиме вам просто потребуется вернуть NODE_ENV в dev режим, перезапустить проект через композ:

docker-compose up --build -d

Зайти в контейнер командой:

docker-compose exec app sh

Установить пакеты:

npm install

Запустить внутри команду:

npm run dev

Это обеспечит вам гибкость при разработке и разделит production от dev, позволит работать с линтером и подсветкой в VS Code. А также, разработка внутри контейнера обезопасит ваш компьютер от всяких вредоносных валварей.

Напоследок

Для работы с базой данных автор рекомендует Sequelize. Плюс, разделенные docker-compose.yml позволят вам создавать разные Nginx конфиги для production и dev. Например, в боевую сборку можно добавить образ gordonchan/auto-letsencrypt и открыть 443 порт в nginx для https.

И вот ссылка на репозиторий GitHub. Там можно найти весь код проекта.

Материалы по теме

• Как запустить веб-приложение на Nginx в Docker 🐳👨🏽‍💻
• «Контейнер дал течь»: проверьте безопасность Docker-образа 🐳
  
• В чём разница между Docker и Kubernetes?