Docker コンテナ構築入門

こんにちは。
Dockerについて学習したので、アウトプットも兼ねて初学者ならではの視点で記事を書いてみようと思います。

筆者が初めてDockerについて記事を読んで学習した際、「で、結局何ができるんだ？」という疑問が残ってしまいましたが、実際にコマンドを叩いてコンテナ構築をしてみると、何が便利なのかイメージができたので実践してみることをお勧めします。

なお、仕組み等の詳細説明は割愛します。

間違った部分等ありましたらご指摘いただけると幸いです。

Dockerの特徴

コンテナは、Dockerfileというソースコードから構築します。(このようにコードベースでインフラ構築を定義する考え方をInfrastructure as Codeといいます。)
これによって、開発したアプリケーションが別環境だと動かないといった環境差異を防ぐことができます。他にも、

• Dockerfileを(Github等で)共有することで、どこでも誰でも同じ環境が作れる。
• 環境を壊してしまった場合などに、環境の再構築が容易。

などといった特徴があります。

コンテナ構築の流れ

Dockerfileからイメージを作り、イメージからコンテナを立ち上げるという流れです。

イメージとは ... コンテナの構成をまとめたもので、コンテナを構築するベースのようなものです。DockerHubには、wordpress, mysql, pythonなどがイメージファイルとして公開されており、それらを自分で組み合わせたイメージを作成します。

Docker Hub 概要 — Docker-docs-ja 19.03 ドキュメント

なお、Dockerではコンテナ1つにアプリケーション1つが推奨されているので、例えばMySQL + nginx + flaskなど、複数のアプリケーションを組み合わせているサービスををDockerで動かす場合は、利用するアプリケーション分コンテナを構築し、docker-composeやKubernatesなどのコンテナオーケストレーションサービスを利用する必要があります。

ローカル環境にコンテナを構築

今回は、コンテナ環境でPythonのwebフレームワークである、flaskを動かしてみようと思います。
なお、ホスト環境にPythonやFlaskをインストールする必要はありません。

ローカル環境にDockerがインストールされていることが前提です。

Get Docker | Docker Documentation

前提ファイルの準備

Dockerfileとpythonファイルのmain.pyを同じディレクトリに用意します。

./
├ main.py
└ Dockerfile

main.py

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello_world():
    return 'Hello from Docker!'

if __name__ == '__main__':
    app.debug = True
    app.run(host='0.0.0.0')

pythonファイルの内容は、ルートにアクセスがあったらHello from Dockerと表示する単純なflaskプログラムです。

Dockerfile

FROM python:latest

RUN mkdir /src && \
    pip install flask

COPY main.py /src

CMD ["python", "/src/main.py"]
# "python /src/main.py"と同じ

• FROM ... 作成するDockerイメージのベースイメージを指定。DockerHubからダウンロードされる。pythonの最新バージョンを指定。
• RUN ... イメージのビルド時に実行されるコマンド。srcというディレクトリを作成するコマンドと、pipを使ってflaskをインストールするコマンドを指定。
• COPY ... ホストマシンのファイルやディレクトリをコンテナ内にコピーする。先程用意したmain.pyをコンテナ内のsrcディレクトリにコピーする。
• CMD ... コンテナ起動時に実行されるコマンドを指定。スペース区切りで配列化した形式。python /src/main.pyでpythonファイルを実行している。

イメージのビルド

$ docker image build -t tutorial/docker-flask:latest .

-t以降は、<account name>/<image name>:<tag>の形式で指定します。

• account name ... 名前衝突を避けるための名前空間
• image name ... イメージ名
• tag ... バージョンやラベル

末尾にDockerfileのあるディレクトリを指定します。(今回はカレントを指定)

このように表示されればビルドが完了です。

Successfully built 03bb880c97ac
Successfully tagged tutorial/docker-flask:latest

docker image lsコマンドで、イメージのリストが確認できます。

$ docker image ls
REPOSITORY              TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
tutorial/docker-flask   latest    03bb880c97ac   7 minutes ago   895MB

コンテナ起動

最後に、作成したイメージからコンテナを起動します。

$ docker container run -d -p 8080:5000 tutorial/docker-flask:latest

-dはバックグラウンドで実行するオプションです。

ここで重要なのが、-p 8080:5000の部分です。
これはポートフォワーディングという設定で、ホストのポートとコンテナ内のポートを接続する設定です。
flaskでは、デフォルトで5000番ポートを使用しているため、この記述で8080番ポートへのアクセスを、5000番ポートへ転送しています。

アクセスしてみる

localhostの8080番ポートにアクセスすると、無事Hello from Docker!と表示され、コンテナ内でpythonが動いていることが確認できます。

後片付け

コンテナの停止

$ docker ps -aで起動しているコンテナを確認します。
-aを指定することで、停止中のコンテナも表示されます。

$ docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                          COMMAND                 CREATED          STATUS          PORTS
      NAMES
8b15d95aa3b2   tutorial/docker-flask:latest   "python /src/main.py"   10 minutes ago   Up 10 minutes   0.0.0.0:8080->5000/tcp   sad_blackwell

$ docker stop <CONTAINER ID or NAMES>でコンテナが停止します。

$ docker stop 8b15d95aa3b2

もしくは

$ docker stop sad_blackwell

$ docker ps -aで、STATUSがExitedとなっており、停止されているのが確認できます。

$ docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                          COMMAND                 CREATED          STATUS                      PORTS     NAMES
8b15d95aa3b2   tutorial/docker-flask:latest   "python /src/main.py"   15 minutes ago   Exited (0) 3 minutes ago              sad_blackwell

コンテナを再度起動する際も、同様に$ docker start <CONTAINER ID もしくは NAMES>でコンテナを起動することができます。

コンテナ削除(任意)

停止のやり方と同様に、$ docker ps -aでCONTAINER IDもしくはNAMESの欄を確認します。

$ docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE                          COMMAND                 CREATED          STATUS                      PORTS                  NAMES
8b15d95aa3b2   tutorial/docker-flask:latest   "python /src/main.py"   23 minutes ago   Up 6 minutes                0.0.0.0:8080->5000/tcp   sad_blackwell

$ docker rm <CONTAINER ID or NAMES>でコンテナの削除ができます。

$ docker rm 8b15d95aa3b2

もしくは

$ docker rm sad_blackwell

$ docker ps -aで削除できたか確認する

$ docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES

無事消えていることが確認できました。

イメージ削除(任意)

$ docker imagesで保存されているのイメージの確認をします。

$ docker images
REPOSITORY              TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
tutorial/docker-flask   latest    03bb880c97ac   39 minutes ago   895MB

イメージの削除は、$ docker rmi <REPOSITORY or IMAGE ID>で行います。

$ docker rmi tutorial/docker-flask

もしくは

$ docker rmi 03bb880c97ac

$ docker imagesで削除の確認

$ docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID   CREATED   SIZE

イメージが削除されていることが確認できました。