透過 Python (Streamlit) 開始使用 Cloud Run

1. 簡介

Cloud Run 是代管運算平台，能夠讓您執行可透過 HTTP 要求叫用的無狀態容器。此平台建構於 Knative 開放原始碼專案，可讓您將工作負載遷移至不同的平台。Cloud Run 採用無伺服器技術，為您省去所有基礎架構管理工作，讓您專心處理最重要的事：建構出色應用程式。

本教學課程的目標是建立「Hello World」Streamlit 網頁應用程式，並部署至 Cloud Run。

課程內容

• 如何建立 Streamlit「Hello World」應用程式。
• 在部署前執行 Streamlit 應用程式，測試應用程式。
• Cloud Buildpacks，以及 requirements.txt 中存在 streamlit 時，如何不需要 Dockerfile。
• 如何將 Streamlit 應用程式部署至 Cloud Run。

2. 設定和需求

自行設定環境

1. 登入 Google Cloud 控制台，然後建立新專案或重複使用現有專案。如果沒有 Gmail 或 Google Workspace 帳戶，請建立帳戶。

• 專案名稱是這個專案參與者的顯示名稱。這是 Google API 未使用的字元字串。你隨時可以更新。
• 專案 ID 在所有 Google Cloud 專案中都是不重複的，而且設定後即無法變更。Cloud 控制台會自動產生專屬字串，通常您不需要理會該字串。在大多數程式碼研究室中，您需要參照專案 ID (通常標示為 PROJECT_ID)。如果您不喜歡產生的 ID，可以產生另一個隨機 ID。你也可以嘗試使用自己的名稱，看看是否可用。完成這個步驟後就無法變更，且專案期間都會維持這個設定。
• 請注意，有些 API 會使用第三個值，也就是「專案編號」。如要進一步瞭解這三種值，請參閱說明文件。

注意：專案 ID 在全域中是唯一的，選定後就無法再供他人使用。您是該 ID 的唯一使用者。即使專案已刪除，ID 也無法再次使用

注意：如果使用 Gmail 帳戶，可以將預設位置設為「沒有機構」。如果你使用 Google Workspace 帳戶，請選擇適合貴機構的位置。

2. 接著，您需要在 Cloud 控制台中啟用帳單，才能使用 Cloud 資源/API。完成這個程式碼研究室的費用不高，甚至可能完全免費。如要關閉資源，避免在本教學課程結束後繼續產生費用，您可以刪除建立的資源或專案。Google Cloud 新使用者可參加價值$300 美元的免費試用計畫。

啟動 Cloud Shell

雖然可以從筆電遠端操作 Google Cloud，但在本教學課程中，您將使用 Cloud Shell，這是可在雲端執行的指令列環境。

啟用 Cloud Shell

1. 在 Cloud Shell 中，按一下「啟用 Cloud Shell」。

如果是第一次啟動 Cloud Shell，系統會顯示說明 Cloud Shell 的中繼畫面。如果看到中繼畫面，請按一下「繼續」。

佈建並連線至 Cloud Shell 的作業只需幾分鐘即可完成。

這部虛擬機器已載入所有必要的開發工具。提供永久的 5 GB 主目錄，而且在 Google Cloud 中運作，可大幅提升網路效能和驗證功能。您可以在瀏覽器中完成本程式碼研究室的大部分工作 (如果不是全部的話)。

連線至 Cloud Shell 後，您應會發現自己通過驗證，且專案已設為您的專案 ID。

2. 在 Cloud Shell 中執行下列指令，確認您已通過驗證：

gcloud auth list

指令輸出

 Credentialed Accounts
ACTIVE  ACCOUNT
*       <my_account>@<my_domain.com>

To set the active account, run:
    $ gcloud config set account `ACCOUNT`

注意：gcloud 指令列工具是 Google Cloud 功能強大的整合式指令列工具，已預先安裝於 Cloud Shell 中。你會發現它支援 Tab 鍵自動完成功能。首次執行指令時，系統可能會提示您進行驗證。詳情請參閱 gcloud 指令列工具總覽。

3. 在 Cloud Shell 中執行下列指令，確認 gcloud 指令知道您的專案：

gcloud config list project

指令輸出

[core]
project = <PROJECT_ID>

如未設定，請輸入下列指令設定專案：

gcloud config set project <PROJECT_ID>

指令輸出

Updated property [core/project].

注意：如果您在 Cloud Shell 以外的環境完成本教學課程，請按照「設定應用程式預設憑證」一文操作。

3. 啟用 API

在 Cloud Shell 中，啟用 Artifact Registry、Cloud Build 和 Cloud Run API：

gcloud services enable \
  artifactregistry.googleapis.com \
  cloudbuild.googleapis.com \
  run.googleapis.com

這會輸出類似以下的成功訊息：

Operation "operations/..." finished successfully.

在幕後，Cloud Run 會與容器生態系統搭配使用，以部署應用程式：

• Cloud Build 會自動從原始碼建構容器映像檔，並將其推送至 Artifact Registry。
• Artifact Registry 會管理容器映像檔。

現在，您已準備好開始工作並撰寫應用程式...

4. 編寫應用程式

在本步驟中，您將建構「Hello World」Streamlit Python 應用程式，用於回應 HTTP 要求。

工作目錄

使用 Cloud Shell 建立名為 helloworld-streamlit 的工作目錄，然後切換至該目錄：

mkdir ~/helloworld-streamlit && cd ~/helloworld-streamlit

main.py

建立名為 main.py 的檔案：

touch main.py

使用偏好的指令列編輯器 (nano、vim 或 emacs) 編輯檔案，或點選 Cloud Shell 編輯器按鈕：

如要使用 Cloud Shell 編輯器直接編輯檔案，請使用下列指令：

cloudshell edit main.py

main.py

import streamlit as st

st.title("Hello World! 👋🌎")
st.markdown(
    """
    This is a demo Streamlit app.

    Enter your name in the text box below and press a button to see some fun features in Streamlit.
    """
)

name = st.text_input("Enter your name:")

# Use columns to create buttons side by side
col1, col2 = st.columns(2)

with col1:
    if st.button("Send balloons! 🎈"):
        st.balloons()
        st.write(f"Time to celebrate {name}! 🥳")
        st.write("You deployed a Streamlit app! 👏")

with col2:
    if st.button("Send snow! ❄️"):
        st.snow()
        st.write(f"Let it snow {name}! 🌨️")
        st.write("You deployed a Streamlit app! 👏")

這段程式碼會建立基本網路服務，以友善訊息回應 HTTP GET 要求。

requirements.txt

重新開啟終端機，並新增名為 requirements.txt 的檔案來定義依附元件：

touch requirements.txt

如要使用 Cloud Shell 編輯器直接編輯檔案，請使用下列指令：

cloudshell edit requirements.txt

requirements.txt

# https://pypi.org/project/streamlit
streamlit==1.47.0

如要瞭解如何使用其他語言開始使用 Cloud Run，如需 Go、Node.js、Java、C#、C++、PHP、Ruby、殼層指令碼和其他語言的操作說明，請參閱以下網頁：https://cloud.google.com/run/docs/quickstarts/build-and-deploy

Streamlit 應用程式已可部署，但我們先來測試一下...

5. 測試應用程式

如要測試應用程式，請使用 uv (Python 的超快速套件和專案管理工具)，Cloud Shell 中已預先安裝這項工具。

如要測試應用程式，請建立虛擬環境：

uv venv

安裝依附元件：

uv pip install -r requirements.txt

使用 streamlit run 啟動應用程式 (停用 --server.enableCORS 以進行測試，因為這會干擾 Cloud Shell)：

uv run streamlit run main.py --server.port=8080 --server.enableCORS=false

記錄會顯示 Streamlit 應用程式正在執行：

You can now view your Streamlit app in your browser.

  Local URL: http://localhost:8080
  Network URL: http://10.1.0.1:8080
  External URL: http://34.37.7.94:8080

在 Cloud Shell 視窗中，按一下 Web Preview 圖示，然後選取 Preview on port 8080：

系統應該會開啟一個顯示「Hello World! 👋🌎」標題的瀏覽器視窗。

請嘗試填入您的姓名，並測試畫面上的兩個按鈕！

完成後，請返回主要的 Cloud Shell 工作階段，然後使用 CTRL+C 停止 Streamlit 應用程式。

應用程式可正常運作：現在可以部署了...

6. 部署至 Cloud Run

Cloud Run 具有「地區性」，這表示執行 Cloud Run 服務的基礎架構位於特定地區，並由 Google 代管，可為該地區內所有區域提供備援功能。定義要用於部署作業的區域，例如：

REGION=europe-west1

如需支援的完整區域清單，請參閱「Cloud Run (全代管) 地點」。

確認您仍位於工作目錄：

ls

這時應該會列出下列檔案：

main.py  requirements.txt

部署前，請先建立含有 .venv/ 的 .gcloudignore 檔案。這樣一來，Cloud Run 部署作業就不會納入本機測試期間從 uv 建立的虛擬環境。

使用下列指令建立 .gcloudignore：

echo ".venv/" > .gcloudignore

將應用程式部署至 Cloud Run：

gcloud run deploy helloworld-streamlit \
  --source . \
  --region $REGION \
  --allow-unauthenticated

• --allow-unauthenticated 選項會將服務設為公開。如要避免未經驗證的要求，請改用 --no-allow-unauthenticated。

如要查看所有選項，請使用 gcloud run deploy --help。

第一次執行這項操作時，系統會提示您建立 Artifact Registry 存放區。輕觸 Enter 進行驗證：

Deploying from source requires an Artifact Registry Docker repository to store
built containers. A repository named [cloud-run-source-deploy] in region [REGION]
will be created.

Do you want to continue (Y/n)?

這會啟動原始碼上傳至 Artifact Registry 存放區的程序，並建構容器映像檔：

Building using Buildpacks and deploying container ...
* Building and deploying new service... Building Container.           
  OK Creating Container Repository...
  OK Uploading sources...
  * Building Container... Logs are available at ...

Cloud Build 會使用 Buildpacks 自動偵測原始碼的語言，並根據最新穩定版的 Python 解譯器 (撰寫本文時為 Python 3.13) 建立容器映像檔。如有需要，您可以在來源目錄中加入 .python-version 檔案，將建構作業固定在特定版本。如要將 Buildpack 與 Streamlit 搭配使用，requirements.txt 檔案中必須有 streamlit。否則，Buildpacks 會預設使用 gunicorn 放送應用程式，導致 Streamlit 發生錯誤。

詳情請參閱「建構 Python 應用程式」。

然後稍等片刻，等待部署成功。部署成功之後，指令列會顯示服務網址：

...
OK Building and deploying new service... Done.
  OK Creating Container Repository...
  OK Uploading sources...
  OK Building Container... Logs are available at ...
  OK Creating Revision... Creating Service.
  OK Routing traffic...
  OK Setting IAM Policy...
Done.
Service [SERVICE]... has been deployed and is serving 100 percent of traffic.
Service URL: https://SERVICE-PROJECTHASH-REGIONID.a.run.app

您可以使用下列指令取得服務網址：

SERVICE_URL=$( \
  gcloud run services describe helloworld-streamlit \
  --region $REGION \
  --format "value(status.address.url)" \
)
echo $SERVICE_URL

畫面應如下所示：

https://helloworld-streamlit-PROJECTHASH-REGIONID.a.run.app

您現在可以在網路瀏覽器中開啟服務網址，使用應用程式：

雖然這個簡短的實驗室是使用 gcloud 指令列完成，但您也可以透過 Cloud 控制台 ( console.cloud.google.com/run) 使用 Cloud Run。畫面上應會列出 helloworld-streamlit 服務：

您也可以使用控制台部署 Cloud Run 服務。

恭喜！您已將應用程式部署到 Cloud Run。Cloud Run 會自動水平擴充您的容器映像檔，以處理收到的要求，然後在需求減少時縮減規模。您只需要支付處理要求期間使用的 CPU、記憶體和網路費用。

7. 清除所用資源

不使用服務時，Cloud Run 不會收費，但您可能仍須支付在 Artifact Registry 中儲存容器映像檔的費用。您可以刪除存放區或 Cloud 專案，以免產生費用。刪除 Cloud 專案後，系統就會停止對專案使用的所有資源收取費用。

如要刪除容器映像檔存放區，請按照下列步驟操作：

gcloud artifacts repositories delete cloud-run-source-deploy \
  --location $REGION

如要刪除 Cloud Run 服務，請按照下列步驟操作：

gcloud run services delete helloworld-streamlit \
  --region $REGION

如要刪除 Google Cloud 專案，請按照下列步驟操作：

1. 擷取目前的專案 ID：

PROJECT_ID=$(gcloud config get-value core/project)

2. 確認這是要刪除的專案：

echo $PROJECT_ID

3. 刪除專案：

gcloud projects delete $PROJECT_ID

8. 恭喜！

您已建立「Hello World」Streamlit 網頁應用程式，並部署至 Cloud Run！

涵蓋內容

• 如何建立 Streamlit「Hello World」應用程式。
• 在部署前執行 Streamlit 應用程式，測試應用程式。
• Cloud Buildpacks，以及 requirements.txt 中存在 streamlit 時，如何不需要 Dockerfile。
• 將 Streamlit 應用程式部署至 Cloud Run。

瞭解詳情

• 請參閱 Cloud Run 說明文件
• 完成三個簡單步驟，即可透過 Cloud Run 將開發環境轉移至正式環境，進一步瞭解其他選項
• 完成「在 Cloud Run 中執行 Django」教學課程，建立 Cloud SQL 資料庫、使用 Secret Manager 管理憑證，以及部署 Django
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