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Containers e Bancos de Dados

Até o momento nós utilizamos o SQLite para as nossas operações com bancos de dados. Já discutimos que ele não é adequado para um ambiente de produção. A instalação e configuração de um banco de dados costumava ser um processo bastante manual, mas esse processo se tornou muito mais simples com o surgimento dos containers. Os containers são um tipo de virtualização de sistema operacional através dos quais é possível termos um ambiente isolado e controlado que contém apenas o que precisamos para a nossa aplicação. De maneira geral, basta compartilhar os arquivos de configuração e outra pessoa (ou máquina) pode executar uma cópia exata do seu container em outro computador. Neste handout nós utilizaremos um container Docker que já possui o banco de dados PostgreSQL instalado.

Configuração inicial

Instale o Docker seguindo as instruções para o seu sistema operacional: https://docs.docker.com/get-docker/

  • Agora vamos rodar alguns comandos no terminal.
  • No terminal, não é necessário estar dentro de nenhum pasta específica.

  • Para sistemas operacionais Windows e MacOS é necessário abrir a aplicação Docker Desktop para que o terminal reconheça os comandos do Docker.

  • Faça o download da imagem do Postgres (é a definição de um sistema com o Postgres instalado):

    docker pull postgres

    O Docker cria um ambiente isolado para o Postgres, então você não precisa se preocupar com a instalação do Postgres no seu sistema operacional.

    Caso o docker peça para logar, não é necessário fazer login no momento.

    docker não é reconhecido no MacOs

    Caso o terminal do MacOS não reconheça o comando docker, é necessário abrir a aplicação Docker Desktop. Caso isso não resolva, é necessário adicionar o Docker ao PATH do terminal. Para isso, vá na pasta do seu usuário e procure pelo arquivo .zprofile, caso não encontre, tente o comando Command + Shipt + ..

    Abra o arquivo no editor de texto de sua preferência e adicione a linha abaixo no final do arquivo:

    export PATH="<Caminho de instalação do docker>:$PATH"

    Este caminho deve estar na pasta do seu usuário.

  • Crie uma pasta no seu computador para armazenar os dados do banco de dados (você pode criar em outro diretório se preferir). Se o seu sistema operacional for windows, rode este comando via terminal do PowerShell.

    mkdir %USERPROFILE%\docker\volumes\postgres

    New-Item -ItemType Directory -Force -Path $HOME\docker\volumes\postgres

    mkdir -p $HOME/docker/volumes/postgres

  • Execute o container. (Obs.: Se você alterou o caminho dos diretórios na etapa anterior, você precisará atualizar o caminho no comando abaixo.) O PostgreSQL é sistema de banco de dados que diferente do SQLite, é um sistema de banco de dados que precisa de um usuário e senha para acessar.

    No comando abaixo estamos executando um container chamado pg-docker (você pode mudar o nome), com escolhaumasenha como a senha do administrador do banco de dados, na porta 5432 (é a porta padrão do Postgres) e a pasta que criamos no penúltimo comando será mapeada dentro do container como a pasta /var/lib/postgresql/data. O postgres no final do comando é o nome da imagem que vamos utilizar (que foi baixada no docker pull postgres).

    docker run --rm --name pg-docker -e POSTGRES_PASSWORD=escolhaumasenha -d -p 5432:5432 -v $HOME/docker/volumes/postgres:/var/lib/postgresql/data postgres

Você pode verificar se o container está rodando com o comando:

docker ps

Você deve ver algo parecido com a imagem abaixo:
Resultado do comando docker ps

Também é possível verificar o container ativo na aplicação desktop do docker: container ativo no docker desktop

Configuração do banco de dados

Agora que a aplicação está rodando, vamos configurar o banco de dados. O Docker está executando um container, que é como se o seu sistema operacional estivesse executando outro sistema operacional dentro dele. Precisamos entrar no terminal do container para executar os comandos de configuração. Utilize o comando a seguir para entrar no terminal do container:

docker exec -it pg-docker bash

O comando abaixo irá ativar o terminal para conseguirmos executar comando no banco de dados. Dentro do terminal do container, execute o comando a seguir para iniciar a linha de comando do Postgres:

psql -h localhost -U postgres

Agora, utilize os comandos a seguir para criar o banco de dados e o usuário que serão utilizados pela sua aplicação (algumas configurações a seguir são recomendadas pela documentação do Django):

CREATE DATABASE getit;
CREATE USER getituser WITH PASSWORD 'getitsenha';
ALTER ROLE getituser SET client_encoding TO 'utf8';
ALTER ROLE getituser SET default_transaction_isolation TO 'read committed';
ALTER ROLE getituser SET timezone TO 'UTC';
GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE getit TO getituser;
ALTER DATABASE getit OWNER TO getituser;
\q

Para sair do terminal do container, utilize o comando exit.

Não é necessário se preocupar com os comandos acima, pois eles são apenas para configurar o banco de dados. O que é importante é que você entenda que o banco de dados está rodando em um ambiente isolado e que você precisa entrar nesse ambiente para executar alguns comandos.

Basicamente, o que fizemos foi criar um banco de dados chamado getit, um usuário chamado getituser com a senha getitsenha e demos permissões para que esse usuário possa acessar o banco de dados. Esse usuário que criamos é o que será utilizado pela aplicação Django para que seja possível acessar o banco de dados.

O outro usuário que criamos anteriormente, postgres, é o usuário administrador do banco de dados. Ele é o usuário que utilizamos para criar o banco de dados e o usuário que será utilizado para acessar o banco de dados no terminal do container.

Configuração do Django

Agora vamos configurar o Django para que ele utilize o Postgres do nosso container ao invés do SQLite. Para isso será necessário instalar o módulo psycopg2 (não se esqueça de ativar o ambiente virtual antes):

pip install psycopg2

Se o comando acima não funcionar, tente este (ele não é adequado para uso em produção):

pip install psycopg2-binary

Procure o código a seguir no arquivo getit/settings.py no seu projeto:

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': BASE_DIR / 'db.sqlite3',
    }
}

Substitua esse dicionário por:

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql_psycopg2',
        'NAME': 'getit',
        'USER': 'getituser',
        'PASSWORD': 'getitsenha',
        'HOST': 'localhost',
        'PORT': '5432',
    }
}

Trocamos a configuração inicial do SQLite para a configuração do Postgres. Agora o Django irá utilizar o banco de dados que configuramos no container.

Pronto! Seu projeto Django está configurado para utilizar o Postgres!

Novo banco de dados

Você está usando um novo banco de dados, portanto será necessário executar novamente os comandos python manage.py migrate para aplicar as migrações e python manage.py createsuperuser para criar o usuário administrador.

Visualizando o banco de dados com o pgAdmin

Caso queira visualizar as tabelas criadas no banco de dados, será necessário instalar o pgAdmin.

Veja o vídeo a seguir para aprender a instalar e configurar o pgAdmin para visualizar o banco de dados que está rodando no container:

Desligando o container

Quando você não for trabalhar no projeto e desejar fechar o docker, rode o comando no terminal: docker kill pg-docker

Ou clique na opção stop que aparece ao lado do nome do container na aplicação desktop do docker:
Parando container

Ligando o container

Quando você for trabalhar no projeto novamente, será necessário ligar o container com o comando utilizando no começo do handout:

docker run --rm --name pg-docker -e POSTGRES_PASSWORD=escolhaumasenha -d -p 5432:5432 -v $HOME/docker/volumes/postgres:/var/lib/postgresql/data postgres

Caso se esqueça de ligar o container, você verá o erro abaixo ao tentar rodar o projeto:

django.db.utils.OperationalError: connection to server at "localhost" (127.0.0.1), port 5432 failed: Connection refused
        Is the server running on that host and accepting TCP/IP connections?
connection to server at "localhost" (::1), port 5432 failed: Connection refused
        Is the server running on that host and accepting TCP/IP connections?

Caso não queira rodar o comando acima toda vez que for trabalhar no projeto, você pode rodar o comando sem o argumento -rm e da próxima vez basta clicar no botão start na aplicação desktop do docker para ligar o container.

docker run --name pg-docker -e POSTGRES_PASSWORD=escolhaumasenha -d -p 5432:5432 -v $HOME/docker/volumes/postgres:/var/lib/postgresql/data postgres
Ligando container

Referências

  • https://hackernoon.com/dont-install-postgres-docker-pull-postgres-bee20e200198
  • https://www.digitalocean.com/community/tutorials/how-to-use-postgresql-with-your-django-application-on-ubuntu-16-04
  • https://docs.djangoproject.com/en/4.1/ref/databases/#optimizing-postgresql-s-configuration
  • https://www.youtube.com/watch?v=oQ08ZaOAiGU&t=119s
  • https://docs.microsoft.com/en-us/windows/wsl/install-manual