15. (П7) Розгортання PostgreSQL у Docker-контейнері та наповнення бази тестовими даними¶

Передумови¶

Виконана Практична 6 — Встановлення Docker. Базові команди
Прочитана Лекція 14 — Керування контейнерами. Порти, volumes, змінні середовища

Завдання¶

Розгорнути PostgreSQL у Docker-контейнері з використанням volumes, env-файлу та прокидання портів. Написати Python-скрипт, що створює схему бази даних та наповнює її тестовими даними. Переконатися, що дані зберігаються після перестворення контейнера.

Крок 1. Підготовка проєкту¶

Створити директорію проєкту з такою структурою:

docker-postgres/
├── .env
├── .env.example
├── .gitignore
├── seed.py
└── requirements.txt

Файл `.env`¶

POSTGRES_USER=student
POSTGRES_PASSWORD=secret123
POSTGRES_DB=university_db
STUDENT_NAME=Тарас Шевченко

Файл `.env.example`¶

POSTGRES_USER=student
POSTGRES_PASSWORD=CHANGE_ME
POSTGRES_DB=university_db
STUDENT_NAME=Ваше Ім'я та Прізвище

Файл `.gitignore`¶

.env
__pycache__/
*.pyc
env/
venv/

Файл `requirements.txt`¶

psycopg2-binary

Крок 2. Запуск PostgreSQL у Docker¶

Створити іменований volume та запустити контейнер PostgreSQL з використанням --env-file:
Перевірити, що контейнер працює
Перевірити з'єднання. Приклад:

docker exec -it uni-postgres psql -U student -d university_db -c "SELECT version();"

Крок 3. Написання Python-скрипта `seed.py`¶

Написати скрипт seed.py, який:

Підключається до PostgreSQL у контейнері
Створює таблиці
Наповнює їх тестовими даними
Виводить підсумкову інформацію

Схема бази даних¶

Створити три таблиці:

students — студенти:

Колонка	Тип	Обмеження
id	SERIAL	PRIMARY KEY
first_name	VARCHAR(50)	NOT NULL
last_name	VARCHAR(50)	NOT NULL
email	VARCHAR(100)	UNIQUE, NOT NULL
enrollment_year	INTEGER	NOT NULL

courses — курси:

Колонка	Тип	Обмеження
id	SERIAL	PRIMARY KEY
name	VARCHAR(100)	NOT NULL
credits	INTEGER	NOT NULL

enrollments — записи студентів на курси:

Колонка	Тип	Обмеження
id	SERIAL	PRIMARY KEY
student_id	INTEGER	REFERENCES students(id)
course_id	INTEGER	REFERENCES courses(id)
grade	INTEGER	NULL (від 0 до 100)

Вимоги до скрипта¶

Параметри підключення та ім'я студента зчитувати з файлу .env (вручну або через модуль os.environ)
Використовувати host="localhost", port=5432
Перед створенням таблиць — видаляти їх, якщо вони існують (DROP TABLE IF EXISTS ... CASCADE)
Першим студентом у таблиці students має бути ви (ваше ім'я та прізвище зі змінної STUDENT_NAME)
Додати щонайменше 5 студентів (включно з вами), 4 курси та 10 записів на курси (enrollments)
Дані мають бути реалістичними (українські імена, назви курсів)
Використовувати транзакцію для вставки даних (один commit після всіх INSERT)
Після наповнення — вивести персоналізований підсумок з вашим ім'ям

Приклад очікуваного виводу скрипта:

============================================
  Seed скрипт — Тарас Шевченко
============================================

Підключення до бази university_db...
Таблиці створено.
Додано 5 студентів.
Додано 4 курси.
Додано 10 записів на курси.
---
Підсумок (Тарас Шевченко):
  students:    5
  courses:     4
  enrollments: 10
Готово!

Крок 4. Запуск скрипта та перевірка даних¶

Встановити залежності, завантажити змінні середовища та запустити скрипт. Приклад:

source env/bin/activate
pip install -r requirements.txt

# Завантажити змінні з .env у поточну сесію терміналу
export $(grep -v '^#' .env | xargs)

python seed.py

Скрипт має вивести ваше ім'я у заголовку та підсумку.

Перевірити дані через docker exec. Приклад:

# Переконатися, що ваш запис є в базі (замініть на ваше прізвище)
docker exec -it uni-postgres psql -U student -d university_db \
  -c "SELECT * FROM students WHERE id = 1;"

# Список курсів
docker exec -it uni-postgres psql -U student -d university_db \
  -c "SELECT * FROM courses;"

# Ваші курси (замініть на ваш student_id)
docker exec -it uni-postgres psql -U student -d university_db \
  -c "SELECT s.first_name, s.last_name, c.name AS course, e.grade
      FROM enrollments e
      JOIN students s ON e.student_id = s.id
      JOIN courses c ON e.course_id = c.id
      ORDER BY s.last_name;"

Крок 5. Перевірка збереження даних (volumes)¶

Переконатися, що дані зберігаються після видалення контейнера. Приклад:

# 1. Видалити контейнер
docker rm -f uni-postgres

# 2. Переконатися, що контейнер видалено
docker ps -a | grep uni-postgres

# 3. Запустити НОВИЙ контейнер з тим самим volume
docker run -d \
  --name uni-postgres \
  --env-file .env \
  -v uni-pgdata:/var/lib/postgresql/data \
  -p 5432:5432 \
  postgres:17

# 4. Перевірити, що дані на місці
docker exec -it uni-postgres psql -U student -d university_db \
  -c "SELECT count(*) FROM students;"

Якщо кількість студентів збігається — volume працює коректно.

Крок 6. Діагностика контейнера¶

Виконати команди діагностики та зафіксувати результати. Приклад команд:

# Переглянути змінні середовища контейнера
docker exec uni-postgres env | grep POSTGRES

# Переглянути підключені volumes
docker inspect --format='{{json .Mounts}}' uni-postgres

# Перевірити прокинуті порти
docker inspect --format='{{json .NetworkSettings.Ports}}' uni-postgres

# Статистика використання ресурсів (вийти через Ctrl+C)
docker stats uni-postgres

Результат¶

Після виконання роботи студент має:

Практичний досвід розгортання PostgreSQL у Docker з volumes та env-файлом
Працюючий Python-скрипт для створення схеми БД та наповнення тестовими даними
Розуміння збереження даних через Docker volumes
Досвід діагностики контейнерів (docker inspect, docker stats)
Практичний досвід роботи з командами: volume create, volume ls, volume rm, run з прапорцями -v, -p, --env-file, inspect, stats

Знайшли помилку чи бажаєте додати інформацію, щоб покращити курс? Створіть issue на GitHub