更新日: 2019年11月19日
公開日: 2019年11月13日

【無料サーバーのご紹介】Pythonanywhere

なにかと "Web" には興味あるものの、サーバー代やドメイン代、慣れない操作感等でモヤモヤされている方も多いのではないでしょうか？

今回は "常時接続" "広告無し" でサーバーを無料利用できる「Pythonanywhere」についてご紹介。

機械学習のプログラムを実行したことあるけど、そこから前に進んでいない方、チョット前進できるかもしれませんよ。

【無料サーバーのご紹介】Pythonanywhere
Pythonanywhereを使ってWebアプリを公開する様子
Pythonanywhereの特徴とメリット
PythonanywhereでFlaskを起動してみる
プログラムの内容について
まとめ

【無料サーバーのご紹介】Pythonanywhere

Pythonanywhereを使ってWebアプリを公開する様子

今すぐコードを確認する


★flask_app.py★
from flask import Flask, render_template, request
import backend

app = Flask(__name__)

@app.route("/", methods = ["GET", "POST"])
def home():
    if request.method == "GET":
        return render_template("index.html")


    if request.method == "POST":
        day = request.form.get('textbox')
        day = int(day)
        return render_template("index.html",
        output = backend.days_feet(day),
        user_text = day)

if __name__ == "__main__":
    app.run()



★backend.py★
import pickle
from sklearn.preprocessing import PolynomialFeatures
import os

THIS_FOLDER = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
saved_model = os.path.join(THIS_FOLDER, 'model3.pkl')

def days_feet(day):
    #model = pickle.load(open('model3.pkl','rb'))
    model = pickle.load(open(saved_model,'rb'))
    poly_reg = PolynomialFeatures(degree = 6)
    test_data = poly_reg.fit_transform([[day]])
    output = model.predict(test_data)
    return int(output)


★index.html★
<html>
  <title> 朝顔の成長予測App </title>
  <form method="POST">
    <label> 何日目の 朝顔 の長さが気になる？ </label>
    <input type="text" name="textbox" value = {{user_text | safe}}>  <br>

    <label> 予測値: </label>
    <label> {{output | safe}} cm</label> <br>

    <button type="submit" name="submit">予測</button>
  </form>
</html>

Pythonanywhereの特徴とメリット

クラウド上で Python プログラムを実行できる環境はたくさんあります。

Google Colaboratry
Kaggle
AWS
Google Cloud Platform
Repl etc

しかしどのクラウド環境もプログラムの実行は一時的。いつアクセスしてもプログラムからレスポンスをもらえるのは、きちんと VPSサーバーや有料の AWS を利用した場合のみ、と思われている方も少なくないと思います。

Pythonanywhere は、 VPS や有料版AWS のようにいつアクセスしてもプログラムからレスポンスをもらうことができます、無料で。しかも煩わずわしい広告はなし、逆に自分が公開する Webサイトに広告を貼ることができるでしょう。

そして Webサイトの公開にかかる時間は、最短 1分。しかも SSL（https://）については "ワンクリック" で　OK。レンタルサーバーや VPS、 AWS などいくつかのプラットフォームを体験したことのある大島ですが、この Pythonanywhere の操作性、興奮しました。

従来 Python を利用した Webアプリのプラットフォーム作成は手間がかかるものでしたが、こちらを利用すれば本当に早く、正確に自分だけの Webサイトを公開することができます。

Pythonanywhereのメリット

無料で始められる
管理画面等に広告表示無し
利用できるフレームワーク Django、 Flask、 Bottle、 web2py etc
データベース MySQL も無料利用可（Postgre有料）
SSL（https://）はワンクリックで無料
サーバー上のファイル操作も分かりやすい
保存可能データサイズは約 12GB
コマンド操作無しでサーバー等設定できる
タブレットでも操作可能
利用ユーザー数：約 1,400万

Pythonanywhereのデメリット

AWS や VPSサーバーに比べると制約がある
REST API などは開発・利用しにくい（できない）
.pkl など一部ファイル種は特有の読み込みプログラムが必要
pip intsall には --user オプションが必要
無料版はサブドメインのみ

Pythonanywhere は AWS EC2 を利用して、各ユーザーのプログラムを実行。仮に有料版（$5／月〜）に切り替える際も、アップグレード手続きを行うのみで OK なのでスケールアップが簡単ですね。

PythonanywhereでFlaskを起動してみる

自分のパソコンで Python フレームワークの Flask を起動させようと思うと、ん〜ってなると思いますが、 Pythonanywhere を使うと何も考えなくても Flask サイトを起動できます。

感覚的にはログイン → Web管理画面 → Flask起動ボタン → OK といった感じ。

まずは https://www.pythonanywhere.com/ にアクセスして、 "Start" ボタンをクリック。

今回は "無料プラン" を利用するので、黄色枠内の "Create" ボタンをクリック。

アカウント情報を入力して "Register"。入力したメールアドレスに確認メールが届きますので、メールに書かれている "click here" を押しときます。

ログインが完了した時の管理画面。色々ボタンがありますが、とりあえず今回は Flask を起動してみたいと思います。画面右「Web apps」にある "Open Web tab" をクリック。

"+ Add a new web app" をクリック。無料利用枠では 1つのアプリを作成、起動することが可能。

ドメインの確認、無料プランの場合はサブドメインのみの利用となります。 "Next"をクリック。

Flask を選択。

Python 3.7 を選択。

起動ファイルの確認、デフォルトのまま進めます。

これで Flask アプリが作成できましたので、自分のドメインをクリック。

Flask の初期画面が確認できました。ここまでの流れでサーバーに Flask がセットされたことが確認できます。ちなみに VPSサーバーだと Python のセットに、 pip のセット、サーバー・エンジンのインストールに、サーバーの設定、ドメインの設定と本当に多くの手間がかかります。
ちなみに上図黄色ボタンにもあるように、無料利用の場合は 3ヶ月に一回はログインして黄色ボタンを押す必要が。プログラムが放置されていないことをお知らせする必要があるみたいですね。

https の設定は難しいコマンド操作等不要で、先ほどの自分の Webサイトのドメインが書かれていた Web管理画面にある「Force HTTPS」ボタンを "Enabled" に変更するだけで OK。

設定やプログラムを変えたあとは、サーバーをリロードします。すると変更内容が反映されますね。

再び自分のドメインにアクセスして見ると、 https になっていることが確認できます。すごく簡単ですね。認証機関も COMODO と中々良質。

次は Flask のファイルを少し編集してみましょう。まずは画面右上の "Files" をクリックし、ファイル管理画面を開きます。すると上図のように左側にディレクトリ（フォルダ）、右側にファイルが表示されます。現在起動している Flask アプリのファイルは "musite" 内にありますので、ディレクトリ欄にある "mysite" をクリック。

flask_app.py を選択。

ブラウザ上で Python の編集画面が開きますので、出力文字を適当に変えてみます。すると上図のようにデータが反映されたことが確認できます。尚、ファイル変更後は "Web管理画面" の "Reload" ボタンを押しましょう。

せっかくなので簡単な AI Web App を Pythonanywhere にセットしてみたいと思います。 GitHub の https://github.com/oshimamasara/ML-FLASK-Pythonanywhere にアクセスして、 app.py を開きます。そして app.py 内のコードを Pythonanywhere の flask_app.py にコピペ。 SAVEボタン。

今回の AI Web App は、朝顔の成長を予測するプログラム。
多項式回帰を使ったモデルで、 ○日後の朝顔の長さを教えてくれます。
モデルの作成プロセス（機械学習）は、 https://github.com/oshimamasara/ML_PolynomialFeatures- から

Pythonanywhereで新しくファイルを作成する場合は、ファイル名を入力して、 "New file" ボタン。すると自動的にファイルの編集画面が開きます。先ほどの GitHub にある backend.py 内のコードをコピペしておきましょう。

あと Flask 特有のフォルダ "templates" フォルダを作成し、その中に index.html を作成。こちらも GitHub の index.html のコードをコピペしておきましょう。

最後に AI アプリに欠かせない "model" のセット。 GitHub の model3.pkl をダウンロードして、 flask_app.py と同じディレクトリに model ファイルをアップロードします。そして忘れずに Web管理画面で "Reload"。

自分のサイトにアクセスしてみると、エラーが....

Pythonanywhere の Flask 使用時に起きるエラーは、 "Web管理画面" の error.log から内容を確認できます。先ほど Webページが表示されなかった原因を確認してみると、「sklearn」がないとのこと。 sklearn が本当にないのか確認してみましょう。

Pythonanywhere のマシンに sklearn があるかどうかは、 Python のコンソールから確認すると簡単。上図のように画面右上の "Consoles" ボタンを押して、 "Python 3.7" を選択。

ブラウザ上でコンソールが起動しますので、先ほどエラーログにあった sklearn の import 文を書いてみます。すると確かにエラーが。

Pythonanywhereでは、使用する Python のバージョン毎に若干ライブラリ（pip）の内容が違います。 Python3.6 では、今回の sklearn 読み込みエラーはでません。 Python3.7 特有の現象です。

sklearn がないということなので、 pip install したいのですが、普通の pip install ではダメです。上図のように --user オプションを付けてあげる必要があります。

再び Python3.7 のコンソールで sklearn の import を実行すると、いけました。尚、この作業、前の Python3.7 のコンソールは一旦消して、再び Python3.7 を起動する必要がありますのでご注意を。

再び "Web管理画面" で "Reload" して、自分のサイトにアクセスしてみると、いけました。

今回は簡単な AI アプリでしたが、こんな感じで「計算」や「チャット系」などいろんなアプリを無料で作成することができるでしょう。また広告やアフィリエイト等設定すると、無料で収益可能なサイトを運営することができますね。

プログラムの内容について

従来の Pythonアプリのプログラムと Pythonanywhere で作成したプログラムの違い

AI系の Web アプリというと、事前に API を起動しておいて、そこに入力値を POST して、変換値を JSON で返してもらう、という流れが一般的。しかし、今回の場合は、入力値を Python プログラムにポストして換算値を "数値型" で受け取り。

今回は軽量でシンプルな AI なので特に気になりませんが、画像系の AI アプリになると送受信データ量が大きくなるため上手くいかないかもしれません。

Pythonanywhere、ここまでご紹介したように使いやすくて便利なのですが、ポート（port）やマシン系（sudo）の設定はユーザーレベルでは変更できません。 80番のポートも sudo 権限が必要で、コマンドで sudo すると BAN されます。

そのため今回はポートを使わない処理内容としました。

また backend.py で、 model ファイルの "model3.pkl" を読み込んでいますが、普通の読み込み方とチョット違います。

■今回のの場合■
THIS_FOLDER = os.path.dirname(os.path.abspath(__file__))
saved_model = os.path.join(THIS_FOLDER, 'model3.pkl')
model = pickle.load(open(saved_model,'rb'))


●普通の読み込み方●
model = pickle.load(open('model.pkl','rb'))

Pythonanywhereヘルプページより（参考ページ）

Pythonanywhereを使わないいつものケースなら一行で終わっている〇〇.pkl の読み込み処理、 Pythonanywhere のアプリ上では処理に三行もかかっています。これは Pythonanywhere 特有のマシン設定の関係で、 os を呼び出さないと .pkl は読み込んでくれません。

今回はこの .pkl の読み込み処理に苦戦したましたが、恐らくこの他にも Pythonanywhere 特有のやり方があると思います。

まとめ

従来 Python 製アプリケーションを開発・リリースしようと思うと、

開発環境の構築
アプリケーションの開発
サーバーのセッティング
デプロイ
SSL（https）の設定

という工程が必要でした。 Pythonanywhere を使うと少し特有のやり方は必要ですが、

Pythonanywhereのアカウント作成
アプリ開発

で Python製アプリケーションを公開できます。すごい時短になりますね。

またこのような Pythonanywhere 以外にも "Docker" という技術を使うと、開発したプログラムだけでなく、アプリの実行環境もサーバーに移すことが可能。

つまり 3、 4年前は当たり前だったことが、当たり前でなく・・・・・・・なってきています。プログラミング学習についてはどうでしょうか？何か独自の改善をされていますでしょうか？

「Python、魅力的なんだろうけど本を開くと眠くなる...」「プログラミング、興味はあるけど一歩前に進めない...」と理想通りの未来を全然実現できないでモヤモヤされている方、どうでしょうか、 CodeCamp は。 CodeCamp 自体は、オンライン型マンツーマンのプログラミングスクールですが、「無料体験枠」が用意されています。

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