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Docker入門 Github: @sor4chi 𝕏 Twitter: @monica18_pr

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今日の目標 Dockerの基本を理解する Dockerを使えるようになる Docker-Composeを使えるようになる

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A社ではこういう問題が起きているらしい... Aさん: 初めまして、新卒で入社したAです。よろしくお願いし ます。 Bさん: はじめまして、Bです。よろしくお願いします。 Bさん: それでは、システム開発の環境構築をするために、プロ グラムを git clone して、ビルドしてください。 Aさん: はい、わかりました。 ...数十分後...

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Aさん: すみません、ビルドが失敗してしまいました。 Bさん: えっ、どうしてですか？ Aさん: どうやら、私のPCにはJavaが入っていないようです。 Bさん: そうなんですか...。じゃあ、Javaをインストールしてく ださい。 Aさん: はい、わかりました。 ...数十分後...

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Aさん: Javaのインストールが完了しました。もう一度ビルド してみます。 Aさん: すみません、ビルドが失敗してしまいました。 Architecture mismatch というエラーが出ています。 Bさん: えっ、使ってるPCはWindowsですよね？ Aさん: え、Macなんですけど... Bさん: そうなんですか...。じゃあ、Windowsでビルドしてく ださい。 Aさん: いや、用意できないですよ...!!!

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そんな時にDockerがあれば

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いろいろなPC環境の開発者が同じ再現環境で開発できる 開発に必要なインストール作業を全てDocker内で完結できる 総じてキャッチアップコストを下げられる

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Dockerとは

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Docker（ドッカー）は、コンテナ仮想化を用いてアプリケ ーションを開発・配置・実行するためのオープンプラットフ ォームである。 https://ja.wikipedia.org/wiki/Docker

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コンテナ仮想化とは

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コンテナ仮想化（コンテナかそうか、英: OS-level virtualization）とは、オペレーティングシステムのカーネ ルを共有しながら、ユーザ空間を分離する仮想化の手法であ る。 https://ja.wikipedia.org/wiki/OSレベルの仮想化

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つまり、PCの中に軽量なOSの箱のようなものを仮想的に作っ てその中で作業するようにすれば、そのOSさえ共有できればど こでも動かすことができるため、環境の違いによる問題を解決 できるということ。 この箱のことを コンテナ と呼ぶ。

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Dockerのインストール

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Docker Desltop という、Dockerをデスクトップアプリとし て管理できるソフトが便利なので、それをインストールしま す。 https://www.docker.com/get-started/#

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Windowsの場合は、Docker Desktopの設定項目にWSL2を有 効にする項目があるので、それが有効になっていることを確認 してください。

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Dockerの基本的な使い方

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まずはとてもベーシックな使い方です

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これを実行すると というようなメッセージが表示されます。

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dockerでは、 docker run というコマンドでコンテナを実 行します。 コンテナ「 hello-world 」を実行したということです。 じゃあ、 hello-world コンテナはどこから来たのでしょう か？

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コンテナはローカルを参照して、なければDocker Hubからダ ウンロードするようになっており、見てわかるように自分が作 ったコンテナをDocker Hubにアップロードして共有するなん てことができます。

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Docker Hubは レジストリ と呼ばれるもので、コンテナのイメ ージを保存・共有するためのものです。 もちろん自分自身もレジストリに自作コンテナをアップロード することができます。

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イメージ

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コンテナは イメージ から作られます。 イメージは、コンテナの元となるファイルシステムのようなも のです。

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コンテナは ビルド することができて、イメージからコンテナを 作ることができます。

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つまり Bさん: コンテナを作る -> イメージをビルド -> イメージをレ ジストリ公開 Aさん: イメージをダウンロード -> コンテナを生成 ということができます。 これでお互いの環境を統一して開発することができますね。

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イメージのダウンロード

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Docker Hubにはさまざまな言語やフレームワークのイメージ が公開されています。 例えば、Pythonのイメージをダウンロードしてみましょう。 このイメージは誤解を恐れずにいうと、Pythonの3.9.6がイン ストールされたUbuntu20.04のイメージです。

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docker pull コマンドでイメージをダウンロードすること ができます。 python:3.9.6 というのは、Pythonの3.9.6のイメージを ダウンロードするという意味です。

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docker images コマンドで、イメージがダウンロードされ ていることを確認できます。

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実際にコンテナを実行してみましょう。

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-it オプションは、コンテナを対話的に実行するためのオプ ションです。 こうすることで、実際にコンテナの中に入って、実際にPython がインストールされているか確認できます。

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すごくないですか？今までプログラミングをするために毎回手 こずっていた環境構築を、ただDocker Hubで探してきたイメ ージをダウンロードするだけで済ませることができました。

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Dockerfile

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イメージをビルドするためには、 Dockerfile というファイル を作成する必要があります。 Dockerfileは、イメージをビルドするための設定ファイルで す。

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例えば、以下のようなDockerfileを作成します。

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このDockerfileは、Ubuntu20.04のイメージをベースに、git, vim, curl, wgetをインストールするというものです。

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このDockerfileをビルドするには、以下のコマンドを実行しま す。

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-t オプションは、イメージに名前をつけるためのオプション です。 my-ubuntu:20.04 という名前のイメージを作成します。

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docker images コマンドで、イメージが作成されているこ とを確認できます。

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コンテナの実行

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イメージができたので、コンテナを実行してみましょう。

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もちろん Dockerfile でインストールしたgit, vim, curl, wgetも使えます。 試してみましょう

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コンテナの停止

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コンテナを停止するには、 docker stop コマンドを使いま す。

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もしコンテナIDがわからない場合は、 docker ps コマンド で確認できます。

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ボリューム

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コンテナは、コンテナ内で作成したファイルはコンテナが削除 されると一緒に削除されてしまいます。

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そこで、コンテナの中にファイルを作成しても、ホスト側にも 同じファイルを作成するようにするために、 ボリューム という ものを使います。 ボリュームは、コンテナの中のファイルをホスト側にマウント するためのものです。

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ボリュームを使うには、 -v オプションを使います。

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こうすることで、ローカル(ホスト)の設定したディレクトリに あるファイルをコンテナ側にマウントすることができます。 ちなみにマウントは、外部記憶装置などをOSに認識させる状態 のことをい い、今回の場合はホスト側のディレクトリをコンテナ側に外部 記憶装置として認識させているということです。

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Docker Hubに自作コンテナをアップロード する

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自作コンテナをDocker Hubにアップロードするには、 docker push コマンドを使います。 アカウント登録など諸々必要になってしまい面倒なのでやりま せん。

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Docker-Compose

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Docker-Composeは、複数のコンテナを一括で管理するため のツールです。 例えば、フロントエンドを React 、バックエンドを Go 、 データベースとして MySQL を使う場合など、複数の言語やフ レームワークを同時に使って開発する場合に便利なツールで す。

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フォーマット

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Docker-Composeは、 docker-compose.yml というファ イルに設定を記述します。

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例: React/Go/MySQL

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設定:build buildはDockerfileがあるディレクトリを指定します。 もし設定しない場合はDocker Composeに記述されたイメージ を参照し、あればそれを使います。

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設定:ports portsは、ホスト側のポートとコンテナ側のポートを紐づける 設定です。 < ホスト側のポート>:< コンテナ側のポート> という形式で記 述します。 これを ポートフォワーディング と呼びます。 例えば、 80:3000 という設定は、ホスト側の80番ポートを コンテナ側の3000番ポートに紐づけるということです。 つまり、 localhost:80 にアクセスすると、コンテナ側の

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設定:volumes volumesは、ホスト側のディレクトリとコンテナ側のディレク トリを紐づける設定です。 < ホスト側のディレクトリ>:< コンテナ側のディレクトリ> と いう形式で記述します。

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設定:depends_on depends_onは、コンテナの依存関係を設定するための設定で す。 例えば、 backend コンテナは db コンテナが立たないと実 際に動かせないので、 db コンテナが立つまで backend コ ンテナを立てないというようなことができます。

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設定:image imageは、イメージを指定するための設定です。 < ユーザ名>/< イメージ名>:< タグ> という形式で記述しま す。 もちろん、これは Dockerfile + build設定で記述すること もできるので、楽な方を選びましょう。

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最近のコンテナ仮想化技術

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k8s

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k8sは、コンテナのオーケストレーションを行うためのツール です。 ビルドされたイメージを複数のコンテナに分散させて、負荷分 散や冗長化を行うことができます。

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クラウドとDocker

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クラウドサービスでは、Dockerを使ってサービスを提供してい ることが多いです。 例えば、AWSのECSやEKS、GCPのGKEなどがあります。

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コンテナ単位でサービスをデプロイすることができれば、バー ジョン管理や負荷分散などが簡単にでき、さらにサービス同士 が疎結合になるため、サービスの拡張性が高まります。

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まとめ

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Dockerはコンテナ仮想化を用いてアプリケーションを開発・ 配置・実行するためのオープンプラットフォーム Docker Hubはコンテナのイメージを保存・共有するための もの Docker-Composeは複数のコンテナを一括で管理するため のツール

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ご清聴ありがとうございました 質問などあれば気軽にどうぞ！