Spring Boot WEBサービスを ACA (Azure Container Apps) で起動する (ACR カスタムコンテナイメージ)

目的

Spring Boot WEBサービスを Azure Container Apps 環境で起動して理解を深めます。

実現すること

Microsoft Azure Container Apps (ACA) に Spring Boot WEBアプリのカスタムコンテナイメージをデプロイします。

技術背景

Microsoft Azure Container Apps (ACA) とは？

こちらを展開してご覧いただけます。

Microsoft Azure Container Apps (ACA)

Azure 上で実行されるコンテナアプリケーションのプラットフォームです。

ACA は、Docker コンテナと Kubernetes クラスタの環境をサポートしており、開発者は Docker コンテナイメージを作成して、Kubernetes リソースとしてデプロイすることができます。また、カスタムドメイン名をサポートしているため、自社のブランドを維持することができます。

ACA の主なメリットは以下のとおりです。

簡単なセットアップとデプロイ

ACA は、簡単なユーザーインターフェイスを備えており、数回のクリックでコンテナアプリケーションをセットアップしてデプロイすることができます。

スケーラビリティ

ACA は、自動的にスケーリングを行うことができます。アプリケーションに必要なリソースが増加した場合、ACA は自動的に必要なリソースを追加して処理を分散します。

セキュリティ

ACA は、コンテナアプリケーションを実行する際に必要なセキュリティ機能を提供しています。例えば Azure Active Directory との統合や、コンテナレベルでのアクセス制御などがあります。

コスト効率

ACA は、必要なときに必要なリソースを追加するため、無駄なリソースの使用を最小限に抑えることができます。また、必要なリソースに対してのみ支払いを行うため、コスト効率的に利用することができます。

開発環境

Windows 11 Home 22H2 を使用しています。
WSL の Ubuntu を操作していきますので macOS の方も参考にして頂けます。

WSL (Microsoft Store アプリ版)

> wsl --version
WSL バージョン: 1.0.3.0
カーネル バージョン: 5.15.79.1
WSLg バージョン: 1.0.47

Ubuntu

$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 22.04.1 LTS
Release:        22.04

Java JDK ※ Java JDK の導入と Hello World!

$ java -version
openjdk version "11.0.17" 2022-10-18
OpenJDK Runtime Environment (build 11.0.17+8-post-Ubuntu-1ubuntu222.04)
OpenJDK 64-Bit Server VM (build 11.0.17+8-post-Ubuntu-1ubuntu222.04, mixed mode, sharing)

Maven ※ Maven の導入と Hello World!

$ mvn -version
Apache Maven 3.6.3
Maven home: /usr/share/maven
Java version: 11.0.17, vendor: Ubuntu, runtime: /usr/lib/jvm/java-11-openjdk-amd64

Docker Desktop

Version 4.16.3 (96739)

$ docker --version
Docker version 20.10.22, build 3a2c30b

$ docker-compose --version
Docker Compose version v2.15.1

※ この記事では基本的に Ubuntu のターミナルで操作を行います。

"Hello World" を表示する手順

Spring Boot WEBサービスの作成

Spring Boot WEBサービスの Hello World! を参照して頂けます。

プロジェクトフォルダに移動

※ ~/tmp/hello-spring-boot をプロジェクトフォルダとします。

$ cd ~/tmp/hello-spring-boot

Java アプリをビルド(※参考)

※ target/app.jar が作成されます。
※ 下のコンテナイメージを作成する操作でも同時に target/app.jar が作成されるので必須ではありません。

$ mvn clean install

コンテナイメージを作成

コンテナイメージをビルド

※ ローカルの Docker 環境 (Docker Desktop) に app-hello-spring-boot コンテナイメージが作成されます。
※ コンテナイメージの作成時間が Unix エポックになるのは spring-boot:build-image の仕様です。

$ mvn spring-boot:build-image \
    -Dspring-boot.build-image.imageName=app-hello-spring-boot

コンテナイメージの確認

$ docker images | grep app-hello-spring-boot
app-hello-spring-boot   latest   e37cc77f2b36   43 years ago   262MB

Azure のアカウントを取得

公式 Azure の無料アカウントを使ってクラウドで構築

Azure CLI でサインイン

Azure CLI をインストールする手順を参照して頂けます。

$ az login

※ 最新バージョンに更新する場合

$ az upgrade

Azure 環境

リソースグループ

リソースグループを作成

Microsoft.Resources/resourceGroups

$ az group create \
    --name rg-hello \
    --location japaneast

リソースグループ一覧表示

$ az group list

※ リソースグループを削除する場合

$ az group delete -n <group>

コンテナレジストリ

コンテナレジストリを作成
※ --sku Free では作成できません。
※ --name はパブリックで一意の値が求められます。

Microsoft.ContainerRegistry/registries

$ az acr create \
    --resource-group rg-hello \
    --name cr20230212 \
    --sku Basic

コンテナレジストリ一覧表示

$ az acr list

コンテナレジストリログイン資格情報を表示

$ az acr update -n cr20230212 --admin-enabled true
$ az acr credential show \
    --resource-group rg-hello \
    --name cr20230212

{
  "passwords": [
    {
      "name": "password",
      "value": "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
    },
    {
      "name": "password2",
      "value": "XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX"
    }
  ],
  "username": "cr20230212"
}

※ コンテナレジストリを削除する場合

$ az acr delete --n <acr-name>

コンテナレジストリにログイン

$ az acr login --name cr20230212

コンテナイメージをコンテナレジストリにプュシュ

$ docker tag app-hello-spring-boot cr20230212.azurecr.io/app-hello-spring-boot:latest
$ docker push cr20230212.azurecr.io/app-hello-spring-boot:latest

コンテナレジストリのイメージを確認

$ az acr repository list --name cr20230212 --output table
Result
---------------------
app-hello-spring-boot

ローカルのコンテナイメージを Azure コンテナレジストリにプュシュすることが出来ました。

コンテナアプリ環境

拡張機能をインストール ※初回のみ

手順を表示します。

拡張機能

インストール

$ az extension add --name containerapp --upgrade

Microsoft.App 名前空間を登録

$ az provider register --namespace Microsoft.App

Microsoft.OperationalInsights プロバイダーを登録

$ az provider register --namespace Microsoft.OperationalInsights

コンテナアプリ環境の作成
※ Kubernetes 基盤の環境だと思われるので少し時間がかかります。

Microsoft.App/managedEnvironments

$ az containerapp env create \
    --resource-group rg-hello \
    --name cae-hello \
    --location japaneast

コンテナアプリ環境の一覧表示

$ az containerapp env list

※ コンテナアプリ環境を削除する場合

$ az containerapp env delete -n <env-name> -g <group>

コンテナアプリ

コンテナアプリの作成とデプロイ

Microsoft.App/containerApps

$ az containerapp create \
    --resource-group rg-hello \
    --environment cae-hello \
    --name ca-hello-spring-boot \
    --image cr20230212.azurecr.io/app-hello-spring-boot:latest \
    --target-port 8080 \
    --ingress 'external' \
    --registry-server cr20230212.azurecr.io \
    --registry-username cr20230212 \
    --registry-password XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX \
    --min-replicas 1

コンテナアプリが作成されました。

Container app created. Access your app at https://ca-hello-spring-boot.prouddune-ed6b9700.japaneast.azurecontainerapps.io/

※ コンテナアプリを削除する場合

$ az containerapp delete -n <name> -g <group>

WEBブラウザで確認
※ URLは環境で読み替えて下さい。

https://ca-hello-spring-boot.prouddune-ed6b9700.japaneast.azurecontainerapps.io/api/data

WEBブラウザに {"message":"Hello World!"} と表示され、JSON データを取得することが出来ました。

※ 別ターミナルから curl コマンドで確認

$ curl -v https://ca-hello-spring-boot.prouddune-ed6b9700.japaneast.azurecontainerapps.io/api/data
*   Trying 20.210.29.255:443...
* Connected to ca-hello-spring-boot.agreeablepond-79ba8527.japaneast.azurecontainerapps.io (20.210.29.255) port 443 (#0)
* ALPN, offering h2
* ALPN, offering http/1.1
*  CAfile: /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt
*  CApath: /etc/ssl/certs
* TLSv1.0 (OUT), TLS header, Certificate Status (22):
* TLSv1.3 (OUT), TLS handshake, Client hello (1):
* TLSv1.2 (IN), TLS header, Certificate Status (22):
* TLSv1.3 (IN), TLS handshake, Server hello (2):
* TLSv1.2 (IN), TLS header, Certificate Status (22):
* TLSv1.2 (IN), TLS handshake, Certificate (11):
* TLSv1.2 (IN), TLS header, Certificate Status (22):
* TLSv1.2 (IN), TLS handshake, Server key exchange (12):
* TLSv1.2 (IN), TLS header, Certificate Status (22):
* TLSv1.2 (IN), TLS handshake, Server finished (14):
* TLSv1.2 (OUT), TLS header, Certificate Status (22):
* TLSv1.2 (OUT), TLS handshake, Client key exchange (16):
* TLSv1.2 (OUT), TLS header, Finished (20):
* TLSv1.2 (OUT), TLS change cipher, Change cipher spec (1):
* TLSv1.2 (OUT), TLS header, Certificate Status (22):
* TLSv1.2 (OUT), TLS handshake, Finished (20):
* TLSv1.2 (IN), TLS header, Finished (20):
* TLSv1.2 (IN), TLS header, Certificate Status (22):
* TLSv1.2 (IN), TLS handshake, Finished (20):
* SSL connection using TLSv1.2 / ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305
* ALPN, server accepted to use h2
* Server certificate:
*  subject: C=US; ST=WA; L=Redmond; O=Microsoft Corporation; CN=agreeablepond-79ba8527.japaneast.azurecontainerapps.io
*  start date: Feb 25 03:06:09 2023 GMT
*  expire date: Feb 20 03:06:09 2024 GMT
*  subjectAltName: host "ca-hello-spring-boot.agreeablepond-79ba8527.japaneast.azurecontainerapps.io" matched cert's "*.agreeablepond-79ba8527.japaneast.azurecontainerapps.io"
*  issuer: C=US; O=Microsoft Corporation; CN=Microsoft Azure TLS Issuing CA 01
*  SSL certificate verify ok.
* Using HTTP2, server supports multiplexing
* Connection state changed (HTTP/2 confirmed)
* Copying HTTP/2 data in stream buffer to connection buffer after upgrade: len=0
* TLSv1.2 (OUT), TLS header, Supplemental data (23):
* TLSv1.2 (OUT), TLS header, Supplemental data (23):
* TLSv1.2 (OUT), TLS header, Supplemental data (23):
* Using Stream ID: 1 (easy handle 0x55c86464be80)
* TLSv1.2 (OUT), TLS header, Supplemental data (23):
> GET /api/data HTTP/2
> Host: ca-hello-spring-boot.agreeablepond-79ba8527.japaneast.azurecontainerapps.io
> user-agent: curl/7.81.0
> accept: */*
>
* TLSv1.2 (IN), TLS header, Supplemental data (23):
* TLSv1.2 (OUT), TLS header, Supplemental data (23):
* TLSv1.2 (IN), TLS header, Supplemental data (23):
< HTTP/2 200
< content-type: application/json
< date: Mon, 27 Feb 2023 07:31:07 GMT
<
* Connection #0 to host ca-hello-spring-boot.agreeablepond-79ba8527.japaneast.azurecontainerapps.io left intact
{"message":"Hello World!"}

ターミナルに {"message":"Hello World!"} と表示され、JSON データを取得することが出来ました。

※ Azure 側で SSL/TLS対応と HTTP/2プロトコルを使用してくれます。

コンテナアプリに接続

$ az containerapp exec \
    --resource-group rg-hello \
    --name ca-hello-spring-boot 
INFO: Connecting to the container 'ca-hello-spring-boot'...
Use ctrl + D to exit.
INFO: Successfully connected to container: 'ca-hello-spring-boot'.

コンテナに接続後

$ pwd
/workspace
$ ls -la
total 20
drwxr-xr-x 1 cnb  cnb  4096 Jan  1  1980 .
drwxr-xr-x 1 root root 4096 Feb 27 07:30 ..
drwxr-xr-x 1 cnb  cnb  4096 Jan  1  1980 BOOT-INF
drwxr-xr-x 3 cnb  cnb  4096 Jan  1  1980 META-INF
drwxr-xr-x 3 cnb  cnb  4096 Jan  1  1980 org

コンテナの情報

$ cat /etc/*-release
DISTRIB_ID=Ubuntu
DISTRIB_RELEASE=18.04
DISTRIB_CODENAME=bionic
DISTRIB_DESCRIPTION="Ubuntu 18.04.6 LTS"
PRIVACY_POLICY_URL="https://www.ubuntu.com/legal/terms-and-policies/privacy-policy"
NAME="Ubuntu"
ID=ubuntu
PRETTY_NAME="Paketo Buildpacks Base Bionic"
VERSION_ID="18.04"
HOME_URL="https://github.com/paketo-buildpacks/bionic-base-stack"
UBUNTU_CODENAME=bionic
VERSION="18.04.6 LTS (Bionic Beaver)"
ID_LIKE=debian
SUPPORT_URL="https://github.com/paketo-buildpacks/bionic-base-stack/blob/main/README.md"
BUG_REPORT_URL="https://github.com/paketo-buildpacks/bionic-base-stack/issues/new"
VERSION_CODENAME=bionic

まとめ

Ubuntu のシンプルな構成の Java 開発環境で Spring Boot WEBサービスのカスタムコンテナイメージを ACA (Azure Container Apps) 環境で起動させることが出来ました。

参考

公式 Azure Container Apps コマンドリファレンス