كيفية استخدام PostgreSQL مع تطبيق Django على خادم يعمل بأوبنتو 16.04

Django هو إطار عمل مرن يستخدم ﻹنشاء تطبيقات بلغة بايثون، وهذه التطبيقات مُجهزة تلقائيًا لتخزين البيانات في ملف قاعدة بيانات SQLite خفيف ويعمل بشكل جيد في الاستعمالات العادية والصغيرة، لكن استخدام نظام إدارة قواعد بيانات تقليدي سيطوِّر أداء التطبيق تحت ضغط زيادة المستخدمين أو زيادة حجم البيانات. وسنستعرض في هذا الدرس كيفية تثبيت وتهيئة PostgreSQL لاستخدامها مع تطبيقات Django، وسنثبّت الحزم اللازمة وننشئ اعتماديات قاعدة البيانات للتطبيق، ثم نبدأ مشروع Django جديد ونجهّزه ليستخدم هذه اﻹعدادات.

المتطلبات

خادم يعمل بتوزيعة أوبنتو 16.04 مع مستخدم -غير الجذر- له صلاحية sudo.

تثبيت الحزم من مستودعات أوبنتو

سنثبّت أولًا pip -مدير حزم بايثون- لتثبيت وإدارة حزم بايثون، وسنثبّت أيضًا برنامج قاعدة البيانات والمكتبات اللازمة للتفاعل معهم. يحتاج إصدار بايثون 2 و3 إلى حزم مختلفة قليلًا عن بعضها، لذا اختر الأوامر التي تتوافق مع إصدار بايثون لديك.

• انسخ الأوامر التالية إن كنت تستخدم بايثون 2:

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install python-pip python-dev libpq-dev postgresql postgresql-contrib

• وهذه إن كنت تستخدم بايثون 3:

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install python3-pip python3-dev libpq-dev postgresql postgresql-contrib

يمكننا الآن إنشاء قاعدة البيانات بما أننا أنهينا تثبيت هذه الحِزّم.

إنشاء قاعدة البيانات والمستخدم الخاص بها

يستخدم Postgres نظام توثيق للاتصالات المحلية اسمه "توثيق النِّدّ Peer Authentication”. وهذا يعني أنه إذا كان اسم المستخدم في نظام التشغيل يطابق اسم Postgres صالح، فإن هذا المستخدم يمكنه الولوج دون الحاجة إلى توثيق. وقد أُنشئ مستخدم للنظام اسمه postgres ليتوافق مع مستخدم postgres المدير لنظام PostgreSQL، وسنحتاج هذا المستخدم لتنفيذ مهام إدارية، ويمكننا أيضًا أن نستخدم sudo وندخل اسم المستخدم من خلال لاحقة u-.

• سجل الدخول إلى جلسة Postgres تفاعلية عبر كتابة الأمر التالي:

$ sudo -u postgres psql

وسننشئ أولًا قاعدة بيانات لمشروع Django، ويجب أن يكون لكل مشروع قاعدة البيانات الخاصة به للدواعي الأمنية. وسنسمّي قاعدة البيانات في هذا المقال باسم myproject، لكن من اﻷفضل طبعًا أن تختار اسمًا يصلح لمشروع حقيقي.
ملاحظة: تذكر أن تنهي كل الأوامر في محث SQL بفاصلة منقوطة ;

postgres=# CREATE DATABASE myproject;

• أنشئ مستخدمًا لقاعدة البيانات، وسنستعمله للاتصال بقاعدة البيانات والتفاعل معها، وﻻ تنسَ أن تستبدل myprojectuser باسم قاعدة البيانات الذي اخترته، وتغيّر password بكلمة سر قوية:

postgres=# CREATE USER myprojectuser WITH PASSWORD 'password';

واﻵن سنعدّل بعض معاملات الاتصال لهذا المستخدم لتسريع عمليات قاعدة البيانات بما أن القيم الصحيحة لن تضطر إلى أن تمر بعمليات استعلام وضبط في كل مرة يحدث اتصال.

• فسنضبط الترميز الافتراضي على UTF-8 وهو الترميز الافتراضي الذي يتوقعه Django.
• وسنضبط النظام الافتراضي لعزل التعاملات "default transactio isolation scheme” على read committed، وذلك لحظر القراءة من التعاملات غير المرسلة "uncommitted transactions”.
• وأخيرًا، سنضبط المنطقة الزمنية الافتراضية لمشاريع Django على UTC. وهذه الإعدادات يُنصح بها في التوثيق الرسمي لمشروع Django، دعنا نكتب ذلك الآن:

postgres=# ALTER ROLE myprojectuser SET client_encoding TO 'utf8';
postgres=# ALTER ROLE myprojectuser SET default_transaction_isolation TO 'read committed';
postgres=# ALTER ROLE myprojectuser SET timezone TO 'UTC';

• وكل ما نحتاجه الآن هو إعطاء مستخدم قاعدة البيانات صلاحيات الوصول لقاعدة البيانات التي أنشأناها للتو:

postgres=# GRANT ALL PRIVILEGES ON DATABASE myproject TO myprojectuser;

• اخرج الآن من محث SQL:

postgres=# \q

تثبيت Django في بيئة افتراضية

يمكننا تثبيت Django الآن بما أن قاعدة بياناتنا قد صارت جاهزة، وسنثبته وكل اعتمادياته داخل بيئة بايثون افتراضية لتحقيق مرونة أكثر، وستتيح لنا حزمة virtualenv إنشاء هذه البيئات بسهولة.

• اكتب هذا السطر في الطرفية لتثبيت virtualenv إن كنت تستخدم Python 2:

$ sudo pip install virtualenv

• وهذا إن كنت تستخدم Python 3:

$ sudo pip3 install virtualenv

• أنشئ مجلدًا جديدًا باسم مشروعك (استبدل اسم مشروعك بـ myproject الذي اخترناه هنا لغرض المثال فقط)، ثم انتقل داخله:

$ mkdir ~/myproject
$ cd ~/myproject

• اكتب السطر التالي لإنشاء بيئة افتراضية لتخزين متطلبات بايثون لمشروع Django الخاص بنا:

$ virtualenv myprojectenv

وذلك سيثبّت نسخة محلية من بايثون وأمر pip محلي داخل مجلد اسمه myprojectenv داخل مجلد مشروعك.

• نحتاج الآن إلى تفعيل البيئة الافتراضية قبل تثبيت البرامج داخلها، ويمكننا فعل ذلك عبر الأمر التالي:

$ source myprojectenv/bin/activate

سيتغير المحثّ الآن ليشير إلى أنك تعمل الآن داخل بيئة افتراضية وسيبدو شبيهًا بهذا:

(myprojectenv)user@host:~/myproject$

• ويمكننا الآن تثبيت Django باستخدام pip، ثم سنثبت psycopg2 التي ستتيح لنا استخدام قاعدة البيانات التي أعددناها:

(ﻻحظ أنه يجب استخدام أمر pip وليس pip3 داخل البيئة الافتراضية بغض النظر عن نسخة بايثون التي لديك)

(venv) $ pip install django psycopg2

• يمكننا الآن أن نبدأ مشروع Django داخل مجلد المشروع (myproject في حالتنا)، وسينشئ هذا مجلدًا فرعيًا بنفس اسم مجلد المشروع ليحتوي الشفرة البرمجية، إضافة إلى مخطوطة إدارية "management script” داخل المجلد الحالي، ﻻ تنس إضافة النقطة التي في آخر الأمر التالي كي ﻻ يُنشأ مستوى فرعي جديد في المجلد:

(venv) $ django-admin.py startproject myproject .

سنضبط الآن مشروعنا ليستخدم قاعدة البيانات التي أنشأناها،

• افتح ملف الإعدادات الرئيسية لمشروع Django الموجود في المجلد الفرعي للمشروع:

(ملاحظة: استبدل مشروعك بـmyproject)

(myprojectenv) $ nano ~/myproject/myproject/settings.py

ستجد قسم DATABASE في نهاية الملف، وسيبدو مشابهًا لهذا:

. . .

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.sqlite3',
        'NAME': os.path.join(BASE_DIR, 'db.sqlite3'),
    }
}

. . .

هذا القسم يستخدم SQLite كقاعدة بيانات، ونريد تعديل هذه لكي يستخدم قاعدة بيانات PostgreSQL الخاصة بنا.

• فأول ما نفعله هو تغيير المحرك كي يستخدم محوّل postgresql_psycopg2 بدلًا من sqlite3، ثم نستخدم اسم قاعدة بياناتنا (myproject في مثالنا) في خانة NAME، ونضيف بعض بيانات تسجيل الدخول مثل اسم المستخدم وكلمة المرور، والمضيف الذي سيتصل به، وسنضيف خانة Port ونتركها فارغة كي يتم اختيار المنفذ الافتراضي:

. . .

DATABASES = {
    'default': {
        'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql_psycopg2',
        'NAME': 'myproject',
        'USER': 'myprojectuser',
        'PASSWORD': 'password',
        'HOST': 'localhost',
        'PORT': '',
    }
}

. . .

وبما أننا في الملف، فقد تحتاج إلى تعديل تعليمة ALLOWED_HOSTS التي تحدد قائمة عناوين أو أسماء نطاقات مسموح باستخدامها للاتصال مع مشروع Django، فأي طلب اتصال بترويسة HOST ليس في هذه القائمة سيتم اعتراضه. ويتطلّب Django أن تعدّل هذه التعليمة كي يمنع فئة معينة من الاختراقات الأمنية. ولتعديل هذه التعليمة، أدخل -بين قوسين مربعيْن- عناوين IP أو أسماء النطاقات المرتبطة بخادم Django الخاص بك ويجب أن يكون كل نطاق أو عنوان IP داخل علامتي تنصيص مفردتيْن، وتفصل بين كل واحد منهم فاصلة ",”. وإن رغبت في الاستجابة لطلبات من نطاق ما إضافة إلى النطاقات الفرعية له فضع نقطة قبله أثناء كتابته.

• إليك أمثلة تعرض لك الطريقة الصحيحة لصيغة هذه التعليمة، استبدل النطاقات وعناوين الـ IP التي تريدها بالأمثلة الموجودة هنا:

. . .
# أبسط حالة: اكتب العناوين وأسماء النطاقات لخادم چانجو الخاص بك  
# ALLOWED_HOSTS = [ 'example.com', '203.0.113.5']
# ابدأ اسم النطاق بنقطة للاستجابة له ولأي نطاق فرعي
# ALLOWED_HOSTS = ['.example.com', '203.0.113.5']
ALLOWED_HOSTS = ['your_server_domain_or_IP', 'second_domain_or_IP', . . .]

واﻵن احفظ الملف وأغلقه.

نقل قاعدة البيانات واختبار مشروعك

يمكننا الآن نقل هياكل البيانات -بما أننا أنهينا ضبط إعدادات Django- إلى قاعدة بياناتنا واختبار الخادم.

• سنبدأ بإنشاء هيكل ابتدائي لقاعدة البيانات بما أننا ﻻ نملك أي بيانات حقيقية بعد:

(myprojectenv) $ cd ~/myproject
(myprojectenv) $ python manage.py makemigrations
(myprojectenv) $ python manage.py migrate

• أنشئ حسابًا إداريًا:

(myprojectenv) $ python manage.py createsuperuser

وسيطلب منك النظام اختيار اسم لمستخدم هذا الحساب وعنوان بريد وكلمة مرور له.
انتبه هنا إلى أنه يجب فتح المنفذ الذي سنستخدمه في الجدار الناري كي نتمكن من الدخول إلى خادم تطوير Django،

• إن كنت تستخدم UFW فإن فتح المنفذ المناسب يتم بكتابة هذا الأمر:

(myprojectenv) $ sudo ufw allow 8000

• وبمجرد أن تفتح المنفذ يمكنك اختبار عمل قاعدة البيانات بتشغيل خادم Django:

http://server_domain_or_IP:8000

يجب أن ترى صفحة index الافتراضية:

• ضعadmin/ في نهاية الرابط، يجب أن يدخلك هذا لشاشة تسجيل الدخول إلى واجهة التحكم:

• أدخل اسم المستخدم وكلمة المرور اللتان أنشأتهما قبل قليل باستخدام createsuperuser، فتدخل إلى لوحة التحكم:

وبدخولنا للوحة التحكم نكون قد تأكدنا أن قاعدة البيانات قد خزّنت معلومات حساب المستخدم الخاص بنا ويمكننا الدخول إليه دون مشاكل. يمكنك الآن إيقاف الخادم حين تنتهي من تحققك بالضغط على ctrl-c داخل شاشة الطرفية.

الخلاصة

قد عرضنا في هذا الدليل كيفية تثبيت وإعداد PostgreSQL كقاعدة بيانات في النهاية الخلفية لمشروع Django، إذ تستفيد أغلب المشاريع من استخدام نظم إدارة متطورة لقواعد البيانات، رغم أن SQLite تتعامل بشكل جيد أثناء تطوير المشروع وأثناء الاستخدام الخفيف له.

ترجمة -بتصرف- لمقال How To Use PostgreSQL with your Django Application on Ubuntu 16.04 لصاحبه Justin Ellingwood.