最近在学习 Go ，而常用的内部 PaaS 平台正好也支持 Go 以及相关 Web 框架。一套 PaaS 系统支持多种语言，其中就离不开 buildpack 机制。虽然 PaaS 平台不断在升级，但是 buildpack 机制却一直保留。本文主要是一些 buildpack 资料的整理和实践。
1. PaaS 如何部署应用
无论是基于原生 Docker，还是 Kubernetes 的 PaaS 平台，都只解决了资源隔离的问题，并没有规约 App 的运行方式。一个 App 能运行起来，除了开发人员关注的代码，还有运维人员关注的配置信息。这些配置信息包括：
- 账户配置，MySQL、Redis 账户密码等。
- 服务配置，服务名、端口号、第三方服务地址，如 Ceph 等。
- 运行时依赖，Python 2、Python 3、Golang、Nodejs 等，还包括相关依赖包，如，gunicorn 等。
实际上除了提供运行时，在运行 App 之前，PaaS 还需要执行一系列脚本，完成一些必要的运行环境构建。通常，这些脚本被称之为 buildpack，放在一个公用的 Git 仓库管理。
2. buildpack
buildpack 是 Heroku 的部署机制。Heroku 是一个支持多语言的 PaaS 平台，支持 Ruby、Java、Node.js、Scala、Clojure、Python、PHP、Perl 等语言。在 Github 上，Heroku 开源了 buildpack 。大家可以根据项目即拿即用，同时，也可以定制化开发自己的 buildpack。
CloudFoundry 和 Heroku 的 buildpack 是兼容的，既可以部署在 Heroku 上，也可以部署在 CloudFoundry 上。很多的 PaaS 平台，都会使用到 buildpack 部署应用。buildpack 已经成为 PaaS 应用部署的事实标准。
3. Cloud Foundry 部署原理
Cloud Foundry 是业界第一个开源 PaaS 云平台，它支持多种框架、语言、运行时环境、云平台及应用服务。Cloud Foundry 对之后的 PaaS 平台建设思路，具有非常重要的影响。很多团队，在构建 PaaS 时，会参考 Cloud Foundry 。
下图是 Cloud Foundry 部署 App 的完整流程。
- 用户使用 CF PUSH 命令上传应用
- CLI 告知 CCNG 创建一个应用
- CCNG 在数据库中，新增应用的记录。例如应用名称，哪一个 buildpack 等
- CLI 上传程序
- CCNG 将程序存起来
- CLI 启动应用
- 由于应用尚未部署，所以 CCNG 找一台 DEA（Droplet Execution Agent），在该 DEA 内执行 buildpack 来部署应用
- DEA 输出运行 buildpack 的信息
- buildpack 执行完毕，输出一个 DropLet文件（编译打包的结果），DEA 将该文件存起来
- DEA 将打包情况汇报给 CCNG
- CCNG 选择一个 DEA 来部署应用
- 应用在 DEA 中运行，运行结果输出到 CCNG
可以看到，buildpack 和 App 都是在一样的环境（DEA）中执行的。buildpack 非常简洁，只需要三个脚本：
- bin/detect，探测 buildpack 是否支持此应用
- bin/compile，编译脚本
- bin/release，打包脚本
4. 利用 Heroku buildpack 创建应用
Cloud Foundry 是私有云 PaaS 解决方案，Heroku 是公有云 PaaS 解决方案。Cloud Foundry 通过发展集成、培训等合作伙伴，构建了非常好的生态。Heroku 在公网上提供收费的应用部署服务，但提供一定的免费额度。
这里为了简洁，没有搭建 Cloud Foundry，而是直接使用 Heroku 提供的部署服务。
4.1 Heroku 准备
第一步，在 https://www.heroku.com/ 注册 Heroku 账户。
第二步，安装 Heroku Toolbelt 客户端。
Toolbelt 是 Heroku 的命令行工具，允许通过命令行的方式来管理 Heroku 应用，下载地址。
4.2 Django 项目准备
第一步，创建一个 Django 项目，用于部署测试。
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| django-admin startproject herokupro
ls herokupro/
herokupro manage.py
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第二步，根据 buildpack 的约定，在项目中新建两个文件。
- requirements.txt，App 所依赖的第三方包
- Procfile，App 启动时执行的命令
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| cat herokupro/requirements.txt
django==1.8.3
gunicorn==19.7.1
whitenoise==3.3.0
cat herokupro/Procfile
web: gunicorn herokupro.wsgi
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第三步，修改 Django 工程，以适应 gunicorn 部署
在 herokupro/wsgi.py 新增：
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| from whitenoise.django import DjangoWhiteNoise
application = DjangoWhiteNoise(application)
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在 herokupro/settings.py 新增
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| BASE_DIR = os.path.dirname(os.path.dirname(os.path.abspath(__file__)))
STATIC_ROOT = os.path.join(BASE_DIR, 'assets')
STATIC_URL = '/static/'
STATICFILES_STORAGE = 'whitenoise.django.GzipManifestStaticFilesStorage'
STATICFILES_DIRS = (
os.path.join(BASE_DIR, 'static'),
)
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新增 static 文件夹
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| touch herokupro/static/keep
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第四步（非必需），新建 runtime.txt 文件，指定 Python 版本。
在 heroku-buildpack-python 的 Github 页面，可以找到可用的 Python 版本.
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| cat herokupro/runtime.txt
python-3.7.6
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最终目录结构：
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| ls herokupro/
Procfile herokupro manage.py requirements.txt runtime.txt static
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4.3 创建 Heroku 应用
第一步，登陆 Heroku。
heroku login
第二步，创建 App 。
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| heroku create heroku-django-app-hello
Creating ⬢ heroku-django-app-hello... done
https://heroku-django-app-hello.herokuapp.com/ | https://git.heroku.com/heroku-django-app-hello.git
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Heroku 会给 App 分配两个地址：
第三步，提交代码并构建、部署应用。
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| git init
git remote add origin https://git.heroku.com/heroku-django-app-hello.git
git add .
git commit -m "init"
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| git push -u origin master
Enumerating objects: 22, done.
Counting objects: 100% (22/22), done.
Delta compression using up to 4 threads
Compressing objects: 100% (18/18), done.
Writing objects: 100% (22/22), 5.23 KiB | 595.00 KiB/s, done.
Total 22 (delta 5), reused 0 (delta 0)
remote: Compressing source files... done.
remote: Building source:
remote:
remote: -----> Python app detected
remote: -----> Installing python-3.6.7
remote: -----> Installing pip
remote: -----> Installing SQLite3
remote: -----> Installing requirements with pip
remote: Collecting django==1.8.3 (from -r /tmp/build_a54c15c00f10fa5ae49c62b5f9169306/requirements.txt (line 1))
remote: Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/a3/e1/0f3c17b1caa559ba69513ff72e250377c268d5bd3e8ad2b22809c7e2e907/Django-1.8.3-py2.py3-none-any.whl (6.2MB)
remote: Installing collected packages: django
remote: Successfully installed django-1.8.3
remote:
remote: -----> python manage.py collectstatic --noinput
remote: 63 static files copied to '/tmp/build_a54c15c00f10fa5ae49c62b5f9169306/staticfiles'.
remote:
remote: -----> Discovering process types
remote: Procfile declares types -> web
remote:
remote: -----> Compressing...
remote: Done: 48.8M
remote: -----> Launching...
remote: Released v5
remote: https://heroku-django-app-hello.herokuapp.com/ deployed to Heroku
remote:
remote: Verifying deploy... done.
To https://git.heroku.com/heroku-django-app-hello.git
* [new branch] master -> master
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访问 Heroku 提供的 App 地址，https://heroku-django-app-hello.herokuapp.com/ ：
在部署时，可能不会一次性成功。可以通过命令查看日志调试：
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| heroku logs --tail --app heroku-django-app-hello
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5. 参考链接
