نحوه آپلود و ارائه تصاویر با استفاده از Cloud Storage، Firestore و Cloud Run

۱. مقدمه

نمای کلی

در این آزمایشگاه کد، نحوه آپلود و ارائه تصاویر با استفاده از Cloud Storage، Firestore و Cloud Run را خواهید آموخت. همچنین نحوه استفاده از کتابخانه‌های کلاینت گوگل برای احراز هویت جهت برقراری تماس با Gemini را خواهید آموخت.

آنچه یاد خواهید گرفت

  • نحوه استقرار برنامه FastAPI در Cloud Run
  • نحوه استفاده از کتابخانه‌های کلاینت گوگل برای احراز هویت
  • نحوه آپلود فایل در فضای ابری با استفاده از سرویس Cloud Run
  • نحوه خواندن و نوشتن داده‌ها در Firestore
  • نحوه بازیابی و نمایش تصاویر از فضای ذخیره‌سازی ابری در سرویس Cloud Run

۲. تنظیمات و الزامات

متغیرهای محیطی که در سراسر این آزمایشگاه کد استفاده خواهند شد را تنظیم کنید.

PROJECT_ID=dogfood-gcf-saraford
REGION=europe-west4
GCS_BUCKET_NAME=dogfood-gcf-saraford-codelab-wietse-2

SERVICE_NAME=fastapi-storage-firestore
SERVICE_ACCOUNT=fastapi-storage-firestore-sa
SERVICE_ACCOUNT_ADDRESS=$SERVICE_ACCOUNT@$PROJECT_ID.iam.gserviceaccount.com

فعال کردن APIها

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

یک فضای ذخیره‌سازی ابری برای ذخیره تصاویر ایجاد کنید

gsutil mb -p dogfood-gcf-saraford -l europe-west4 gs://$GCS_BUCKET_NAME

دسترسی عمومی به باکت را فراهم کنید تا بتوانید تصاویر را در وب‌سایت آپلود و نمایش دهید:

gsutil iam ch allUsers:objectViewer gs://$GCS_BUCKET_NAME

با اجرای این دستور، یک حساب کاربری سرویس ایجاد کنید:

gcloud iam service-accounts create $SERVICE_ACCOUNT \
    --display-name="SA for CR $SERVICE_ACCOUNT"

و به SA دسترسی به Firestore و GCS Bucket را اعطا کنید.

gcloud projects add-iam-policy-binding $PROJECT_ID \
    --member="serviceAccount:$SERVICE_ACCOUNT_ADDRESS" \
    --role="roles/datastore.user"

gsutil iam ch serviceAccount:$SERVICE_ACCOUNT_ADDRESS:roles/storage.objectAdmin gs://$GCS_BUCKET_NAME

۳. ایجاد پایگاه داده Firestore

برای ایجاد پایگاه داده Firestore دستور زیر را اجرا کنید

gcloud firestore databases create --location=nam5

۴. اپلیکیشن را بسازید

یک دایرکتوری برای کد خود ایجاد کنید.

mkdir codelab-cr-fastapi-firestore-gcs
cd codelab-cr-fastapi-firestore-gcs

ابتدا، با ایجاد یک دایرکتوری templates، قالب‌های html را ایجاد خواهید کرد.

mkdir templates
cd templates

یک فایل جدید به نام index.html با محتوای زیر ایجاد کنید:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Cloud Run Image Upload Demo</title>
    <style>
        body { font-family: sans-serif; padding: 20px; }
        .upload-form { margin-bottom: 20px; padding: 15px; border: 1px solid #ccc; border-radius: 5px; background-color: #f9f9f9; }
        .image-list { margin-top: 30px; }
        .image-item { border-bottom: 1px solid #eee; padding: 10px 0; }
        .image-item img { max-width: 100px; max-height: 100px; vertical-align: middle; margin-right: 10px;}
        .error { color: red; font-weight: bold; margin-top: 10px;}
    </style>
</head>
<body>

    <h1>Upload an Image</h1>
    <p>Files will be uploaded to GCS bucket: <strong>{{ bucket_name }}</strong> and metadata stored in Firestore.</p>

    <div class="upload-form">
        <form action="/upload" method="post" enctype="multipart/form-data">
            <input type="file" name="file" accept="image/*" required>
            <button type="submit">Upload Image</button>
        </form>
        {% if error_message %}
            <p class="error">{{ error_message }}</p>
        {% endif %}
    </div>

    <div class="image-list">
        <h2>Recently Uploaded Images:</h2>
        {% if images %}
            {% for image in images %}
            <div class="image-item">
                <a href="{{ image.gcs_url }}" target="_blank">
                   <img src="{{ image.gcs_url }}" alt="{{ image.filename }}" title="Click to view full size">
                </a>
                <span>{{ image.filename }}</span>
                <small>(Uploaded: {{ image.uploaded_at.strftime('%Y-%m-%d %H:%M:%S') if image.uploaded_at else 'N/A' }})</small><br/>
                <small><a href="{{ image.gcs_url }}" target="_blank">{{ image.gcs_url }}</a></small>
            </div>
            {% endfor %}
        {% else %}
            <p>No images uploaded yet or unable to retrieve list.</p>
        {% endif %}
    </div>

</body>
</html>

اکنون کد پایتون و سایر فایل‌ها را در دایرکتوری ریشه ایجاد کنید.

cd ..

یک فایل .gcloudignore با محتوای زیر ایجاد کنید:

__pycache__

یک فایل به نام main.py با محتوای زیر ایجاد کنید:

import os
import datetime
from fastapi import FastAPI, File, UploadFile, Request, Form
from fastapi.responses import HTMLResponse, RedirectResponse
from fastapi.templating import Jinja2Templates
from google.cloud import storage, firestore

# --- Configuration ---
# Get bucket name and firestore collection from Cloud Run env vars
GCS_BUCKET_NAME = os.environ.get("GCS_BUCKET_NAME", "YOUR_BUCKET_NAME_DEFAULT")
FIRESTORE_COLLECTION = os.environ.get("FIRESTORE_COLLECTION", "YOUR_FIRESTORE_DEFAULT")

# --- Initialize Google Client Libraries ---
# These client libraries will use the Application Default Credentials
# for your service account within the Cloud Run environment 
storage_client = storage.Client()
firestore_client = firestore.Client()

# --- FastAPI App ---
app = FastAPI()
templates = Jinja2Templates(directory="templates")

# --- Routes ---
@app.get("/", response_class=HTMLResponse)
async def read_root(request: Request):
    """Serves the main upload form."""
    
    # Query Firestore for existing images to display 
    images = []
    try:
        docs = firestore_client.collection(FIRESTORE_COLLECTION).order_by(
            "uploaded_at", direction=firestore.Query.DESCENDING
        ).limit(10).stream() # Get latest 10 images
        for doc in docs:
            images.append(doc.to_dict())
    except Exception as e:
        print(f"Warning: Could not fetch images from Firestore: {e}")
        # Continue without displaying images if Firestore query fails

    return templates.TemplateResponse("index.html", {
        "request": request,
        "bucket_name": GCS_BUCKET_NAME,
        "images": images # Pass images to the template
    })

@app.post("/upload")
async def handle_upload(request: Request, file: UploadFile = File(...)):
    """Handles file upload, saves to GCS, and records in Firestore."""
    if not file:
        return {"message": "No upload file sent"}
    elif not GCS_BUCKET_NAME or GCS_BUCKET_NAME == "YOUR_BUCKET_NAME_DEFAULT":
         return {"message": "GCS Bucket Name not configured."}, 500 # Internal Server Error

    try:
        # 1. Upload to GCS
        # note: to keep the demo code short, there are no file verifications
        # for an actual real-world production app, you will want to add checks
        gcs_url = upload_to_gcs(file, GCS_BUCKET_NAME)

        # 2. Save metadata to Firestore
        save_metadata_to_firestore(file.filename, gcs_url, FIRESTORE_COLLECTION)

        # Redirect back to the main page after successful upload
        return RedirectResponse(url="/", status_code=303) # Redirect using See Other

    except Exception as e:
        print(f"Upload failed: {e}")

        return templates.TemplateResponse("index.html", {
            "request": request,
            "bucket_name": GCS_BUCKET_NAME,
            "error_message": f"Upload failed: {e}",
            "images": [] # Pass empty list on error or re-query
        }, status_code=500)

# --- Helper Functions ---
def upload_to_gcs(uploadedFile: UploadFile, bucket_name: str) -> str:
    """Uploads a file to Google Cloud Storage and returns the public URL."""
    try:
        bucket = storage_client.bucket(bucket_name)

        # Create a unique blob name (e.g., timestamp + original filename)
        timestamp = datetime.datetime.now(datetime.timezone.utc).strftime("%Y%m%d%H%M%S")
        blob_name = f"{timestamp}_{uploadedFile.filename}"
        blob = bucket.blob(blob_name)

        # Upload the file
        # Reset file pointer just in case
        uploadedFile.file.seek(0)
        blob.upload_from_file(uploadedFile.file, content_type=uploadedFile.content_type)

        print(f"File {uploadedFile.filename} uploaded to gs://{bucket_name}/{blob_name}")
        return blob.public_url # Return the public URL

    except Exception as e:
        print(f"Error uploading to GCS: {e}")
        raise  # Re-raise the exception for FastAPI to handle

def save_metadata_to_firestore(filename: str, gcs_url: str, collection_name: str):
    """Saves image metadata to Firestore."""
    try:
        doc_ref = firestore_client.collection(collection_name).document()
        doc_ref.set({
            'filename': filename,
            'gcs_url': gcs_url,
            'uploaded_at': firestore.SERVER_TIMESTAMP # Use server timestamp
        })
        print(f"Metadata saved to Firestore collection {collection_name}")
    except Exception as e:
        print(f"Error saving metadata to Firestore: {e}")
        # Consider raising the exception or handling it appropriately
        raise # Re-raise the exception

یک Dockerfile با محتوای زیر ایجاد کنید:

# Build stage
FROM python:3.12-slim AS builder

WORKDIR /app

# Install poetry
RUN pip install poetry
RUN poetry self add poetry-plugin-export

# Copy poetry files
COPY pyproject.toml poetry.lock* ./

# Copy application code
COPY . .

# Export dependencies to requirements.txt
RUN poetry export -f requirements.txt --output requirements.txt 

# Final stage
FROM python:3.12-slim

WORKDIR /app

# Copy files from builder
COPY --from=builder /app/ .

# Install dependencies
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# Compile bytecode to improve startup latency
# -q: Quiet mode 
# -b: Write legacy bytecode files (.pyc) alongside source
# -f: Force rebuild even if timestamps are up-to-date
RUN python -m compileall -q -b -f .

# Expose port
EXPOSE 8080

# Run the application
CMD ["uvicorn", "main:app", "--host", "0.0.0.0", "--port", "8080"]

و یک pyproject.toml با کد زیر ایجاد کردیم:

[tool.poetry]
name = "cloud-run-fastapi-demo"
version = "0.1.0"
description = "Demo FastAPI app for Cloud Run showing GCS upload and Firestore integration."
authors = ["Your Name <you@example.com>"]
readme = "README.md"

[tool.poetry.dependencies]
python = "^3.12"
fastapi = "^0.110.0"
uvicorn = {extras = ["standard"], version = "^0.29.0"} # Includes python-multipart
google-cloud-storage = "^2.16.0"
google-cloud-firestore = "^2.16.0"
jinja2 = "^3.1.3"
python-multipart = "^0.0.20"

[build-system]
requires = ["poetry-core"]
build-backend = "poetry.core.masonry.api"

۵. استقرار در Cloud Run

در زیر دستور استقرار در Cloud Run آمده است. کد شما فشرده شده و به Cloud Build ارسال می‌شود که از Dockerfile برای ایجاد تصویر استفاده می‌کند.

از آنجا که این یک استقرار مبتنی بر منبع برای Cloud Run است، در Cloud Console مربوط به سرویس، یک تب Source مشاهده خواهید کرد که حاوی کد شماست.

gcloud run deploy $SERVICE_NAME \
 --source . \
 --allow-unauthenticated \
 --service-account=$SERVICE_ACCOUNT_ADDRESS \
 --set-env-vars=GCS_BUCKET_NAME=$GCS_BUCKET_NAME \
 --set-env-vars=FIRESTORE_COLLECTION=$FIRESTORE_COLLECTION

۶. سرویس خود را آزمایش کنید

آدرس اینترنتی سرویس را در مرورگر وب خود باز کنید و تصویری را آپلود کنید. خواهید دید که در لیست نمایش داده می‌شود.

۷. تغییر مجوزها در فضای ذخیره‌سازی ابری عمومی

همانطور که قبلاً ذکر شد، این آزمایشگاه کد از یک سطل عمومی GCS استفاده می‌کند. توصیه می‌شود که یا سطل را حذف کنید یا با اجرای دستور زیر، دسترسی allUsers به ​​سطل را حذف کنید:

gsutil iam ch -d allUsers:objectViewer gs://$GCS_BUCKET_NAME

با اجرای این دستور می‌توانید تأیید کنید که دسترسی allUsers حذف شده است:

gsutil iam get gs://$GCS_BUCKET_NAME

۸. تبریک

تبریک می‌گویم که آزمایشگاه کد را تمام کردید!

آنچه ما پوشش داده‌ایم

  • نحوه استقرار برنامه FastAPI در Cloud Run
  • نحوه استفاده از کتابخانه‌های کلاینت گوگل برای احراز هویت
  • نحوه آپلود فایل در فضای ابری با استفاده از سرویس Cloud Run
  • نحوه خواندن و نوشتن داده‌ها در Firestore
  • نحوه بازیابی و نمایش تصاویر از فضای ذخیره‌سازی ابری در سرویس Cloud Run

۹. تمیز کردن

برای حذف سرویس Cloud Run، به کنسول ابری Cloud Run در آدرس https://console.cloud.google.com/run بروید و سرویس را حذف کنید.

برای حذف فضای ذخیره‌سازی ابری، می‌توانید دستورات زیر را اجرا کنید:

echo "Deleting objects in gs://$GCS_BUCKET_NAME..."
gsutil rm -r gs://$GCS_BUCKET_NAME/*

echo "Deleting bucket gs://$GCS_BUCKET_NAME..."
gsutil rb gs://$GCS_BUCKET_NAME

اگر تصمیم به حذف کل پروژه دارید، می‌توانید به آدرس https://console.cloud.google.com/cloud-resource-manager بروید، پروژه‌ای را که در مرحله ۲ ایجاد کرده‌اید انتخاب کنید و گزینه Delete را انتخاب کنید. اگر پروژه را حذف کنید، باید پروژه‌ها را در Cloud SDK خود تغییر دهید. می‌توانید با اجرای gcloud projects list لیست تمام پروژه‌های موجود را مشاهده کنید.