【Xi IoT】Flask を Kubernetes Apps で Hello World

Python で Webアプリケーション作成するにはFlask使うと良いって聞きました
Flask よくわからないけど、いつもどおりとりあえず触りながら理解していってみたいと思います

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flask.palletsprojects.com

anaconda 環境にFlask をインストール

いつもの ANACONDA 環境にインストールします
ANACONDA GUI上に Flask がいますので、選んでインストールしてやるだけ！簡単！
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本家サイトの Quickstart を参照しながら、さっそく Jupyter Notebook で実行してみましょう
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とりあえず、http://127.0.0.1:5000/ で Listen 開始したようで、ブラウザからアクセスしてみます
これまた簡単に接続できました
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PowerShell 上から Curl してみると、こんな感じ

PS > curl http://127.0.0.1:5000

StatusCode        : 200
StatusDescription : OK
Content           : はろーわーるど
RawContent        : HTTP/1.0 200 OK
                    Content-Length: 21
                    Content-Type: text/html; charset=utf-8
                    Date: Sat, 06 Jun 2020 08:56:32 GMT
                    Server: Werkzeug/1.0.1 Python/3.8.1

                    はろーわーるど
Forms             : {}
Headers           : {[Content-Length, 21], [Content-Type, text/html; charset=utf-8], [Date, Sat, 06 Jun 2020 08:56:32 G
                    MT], [Server, Werkzeug/1.0.1 Python/3.8.1]}
Images            : {}
InputFields       : {}
Links             : {}
ParsedHtml        : mshtml.HTMLDocumentClass
RawContentLength  : 21

Flask 入りの Docker コンテナを作成

次に Dockerコンテナ上で Flask を稼働にチャレンジです

シンプルにコンテナ化

まずはシンプルな Dockerfile を作成
Python3.7コンテナイメージをベースに flask を pip でインストールしてやる感じです

FROM python:3.7
  
RUN python -V
RUN pip install -U pip

RUN pip3 install flask

コンテナイメージを作ってコンテナスタート！

> docker build -t flask .
> docker run --rm -it flask /bin/bash

コンテナの中に先ほどの pythonコードを "/home/app.py" の名前で設置して
Flask のお作法の "export FLASK_APP=/home/app.py" を定義してやります

root@f609e08142ec:/home# ls
app.py
root@f609e08142ec:/home# export FLASK_APP="/home/app.py"
root@f609e08142ec:/home# env
HOSTNAME=f609e08142ec
PYTHON_VERSION=3.7.6
（省略）
FLASK_APP=/home/app.py
（省略）
PATH=/usr/local/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
OLDPWD=/
_=/usr/bin/env

Flask の実行

root@f609e08142ec:/home# flask run

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(WARNINGは、export FLASK_ENV=development してやるとよさそう)

別のコンソールから同じにコンテナにはいって動作確認

> docker exec -it コンテナID /bin/bash
root@f609e08142ec:/# curl http://127.0.0.1:5000
はろーわーるど

（備考）
検証用にはローカルのフォルダをコンテナでマウントしておけば、ローカルのエディタで変更したら即反映されるのでラク、あと
＜docker run --rm -p ホストポート:コンテナポート -v ローカルフォルダ:コンテナフォルダ -it イメージ名シェル＞

PS > docker run --rm -v "$(pwd)\app:/home" -it flask /bin/bash

次にコンテナの外からのブラウザアクセスする為の設定を
　・外向けのコンテナポートを開ける
　・Flaskを 0.0.0.0 で Listen

完成版の Dockerfile

こんな感じでコンテナを作り直しまして

FROM python:3.7
  
RUN python -V
RUN pip install -U pip
RUN pip install flask

# flaskインスタンスのpythonコードの場所
COPY ./app/ /home/
ENV FLASK_APP=/home/app.py

CMD ["flask", "run", "--host=0.0.0.0"]

コンテナ起動（35000は適当です）

PS >docker run --rm -p 35000:5000 -it flask

これで docker 上 Flask に Webブラウザで接続できました
＜http://localhost:35000/＞

最後に Dockerhub に push しておきます

PS > docker tag c2b7f90d9f88 konchangakita/flask-app
PS > docker push konchangakita/flask-app

Xi IoT の Kubernetes Apps に Flaskコンテナをデプロイ

Xi IoTのKubernetes Appsで扱うにはちょっと一工夫に必要になります
まずは、Kubernetes 形式の yaml を書いてみます
シンプルに書くとこんな感じになるかと

apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: flask-app
spec:
  selector:
    app: flask-app
  ports:
  - name: flask-http
    port: 5000
    targetPort: 5000
    protocol: TCP
---
apiVersion: "apps/v1"
kind: "StatefulSet"
metadata:
  name: flask-app
spec:
  serviceName: flask-app
  selector:
    matchLabels:
      app: flask-app
  replicas: 1
  template:
    metadata:
      name: flask-app
      labels:
        app: flask-app
    spec:
      terminationGracePeriodSeconds: 10
      containers:
      - name: flask-app
        image: konchangakita/flask-app:latest
        ports:
        - containerPort: 5000

Xi IoT の Kubernetes Apps では、nodePort は使えないようなので、Web ブラウザで外部から接続するためのポートを定義してやる必要があります

Listen するポートを socat のこんな感じのおまじない書くと繋ぐことできるようです
（この辺りはもうちょっと深いとこお勉強していきたいと思います）

apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: flask-front
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: flask-front
  template:
    metadata:
      labels:
        app: flask-front
    spec:
      containers:
      - name: flask-front
        image: alpine/socat
        args: ["TCP-LISTEN:1234,fork,reuseaddr","TCP:flask-app:5000"]
        ports:
        - containerPort: 1234
          hostPort: 1234