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。