M1 Mac に Docker で Jupyter Notebook 環境を構築する

これは何か

• M1 Mac に Jupyter Notebook の解析環境をインストールします。
  • anaconda をベースに、いくつかのパッケージを pip install します。
• Docker と Docker Compose を使って入れてみます。

1. Docker のインストール

• ドキュメントの通りに実施します
  • https://docs.docker.com/docker-for-mac/install/
• ダウンロード
  • "Mac with Apple chip" を選びます
• インストールします
• Rosetta 2 をインストールしておきます

softwareupdate --install-rosetta

2. Docker の設定ファイルを作ります

2.1. ホスト PC 側のフォルダ構成

• jupyter フォルダを作って、その中に docker 関連ファイルを置くことにします
• 以下のような構成にしました
  • jupyter
    • data : jupyter からアクセスさせるフォルダです
    • docker-compose.yml : ポートやボリュームアクセスを設定するファイルです
    • Dockerfile : 解析環境を記述するファイルです

2.2. Dockerfile を準備します

• 方針

  • continuumio/anaconda3 をベースにします
  • いくつか追加で使いたいモジュールがあるので pip install します

• 以下のような Dockerfile になりました

FROM continuumio/anaconda3:latest   # debian ベースです

# reproject の pip install に gcc が必要だったので
# apt install しておきます
RUN apt update && \
    apt install -y build-essential   
                                     
# 追加でインストールしたい python モジュールです
RUN pip install astroquery \
                reproject \
                ads

# ホスト PC の data フォルダへ繋ぐ入口です
RUN mkdir /work

# jupyter の起動パラメータを設定します
EXPOSE 8888
CMD ["jupyter", "notebook", \
     "--port=8888", \
     "--ip=0.0.0.0", \
     "--allow-root", \
     "--no-browser", \
     "--NotebookApp.token=''", \
     "--NotebookApp.notebook_dir='/work'"]

2.3. Docker Compose ファイルを準備します

• 方針

  • ホスト PC の 8888 ポートを入り口にします
  • ホスト PC の jupyter/data フォルダを、コンテナ内の /work に繋げます

• 以下のような Docker Compose ファイルになりました

docker-compose.ymml

version: "3"

services:
  notebook:
    build : ./
    ports:
      - "8888:8888"
    volumes:
      - type: bind
        source: ./data
        target: /work

3. Docker イメージをビルドする

• 初回や、設定ファイル (Dockerfile, docker-compose.yml) を修正した場合は、Docker イメージをビルドする必要があります

• jupyter フォルダ内で、次のコマンドを実行します

  • 少し時間がかかります

docker-compose up -d --build

• 無事に起動すると、docker-compose ps コマンドで状態を確認できるようになります

$ docker-compose ps
       Name                     Command               State                    Ports                  
------------------------------------------------------------------------------------------------------
jupyter_notebook_1   jupyter notebook --port=88 ...   Up      0.0.0.0:8888->8888/tcp,:::8888->8888/tcp

• 動作状況や、エラーログは docker-compose logs で確認できます

$ docker-compose logs                   
Attaching to jupyter_notebook_1
...
notebook_1  | [I 05:15:22.760 NotebookApp] 302 GET / (172.25.0.1) 0.740000ms

4. Jupyter Notebook に接続する

• ホスト PC 側で、web ブラウザより localhost:8888 へアクセスすると、コンテナ内の jupyter に接続できるはずです。
  • 好きに解析しましょう
  • jupyter/data の中に、シンボリックリンクを入れれば、好きな場所のファイルにアクセスさせる事ができます

4.1. 追加でモジュールをインストールしたくなったら

• はじめに：
  • Docker では、コンテナはイメージから起動されるたびに初期化されます。
  • 起動中のコンテナの中で行った操作は、コンテナの再起動で失われます。
  • 変更を記録させておきたい場合は、イメージをビルドし直す必要があります。
• まずは、jupyter 上の terminal でインストールの手順を整理します
  • jupyter notebook 内の、右上の、"New" から、Terminal をクリックします
  • 端末が立ち上がります
  • bash に切り替えます

    • bash

  • インストールを試します
    • (base) root@f12b0e8c5196:/# pip install (パッケージ名)
• お試しインストールが成功したら
  • Dockerfile に pip installl (パッケージ名) を追加し、Docker イメージをビルドしなおします
• お試しインストールが失敗したら
  • 何か追加の外部ライブラリが必要かもしれません。エラーメッセージに従い、必要なものを apt install などします
  • 試行錯誤の末、インストールに成功したら、使用したコマンドを全て Dockerfile に追加する必要があります

5. 終了と再起動

• 終了するときは、docker-compose down コマンドを使います

docker-compose down

• 再起動するときは、docker-compose up コマンドを使います
  • --build オプションを外すと、前回ビルドしたイメージを使って起動します

docker-compose up -d