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@nomikazu_x(nomikazu)

【Docker】基礎知識についてまとめてみた

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Dockerとは

導入するメリット

  • アプリを簡単に開発・デプロイできる仕組み
    • OS、ライブラリ、アプリケーションをひとまとめのパッケージにして配布できるため、開発環境を簡単に用意できる。
    • メンバー間の開発環境を統一できる。
    • テスト環境・本番環境の統一ができる。

Linuxについておさらい

  • LinuxはOSの一種。(OSはコンピュータを動かすための基本ソフト)
  • シェル：Linuxコマンドを受け取って結果を出力するためのソフトウェア。ユーザーとLinuxの仲介役。
    • コマンド入力→シェルが命令を解釈→Linuxに伝わって、コマンド実行→シェルがコマンドの実行結果をユーザーへ伝える　流れ
  • ターミナル：入出力の画面を提供するソフトウェア。画面担当

基本のLinuxコマンド

コマンド 説明
ls ディレクトリの中身を表示する
pwd カレントディレクトリを表示する
cd ディレクトリを移動する
mkdir ディレクトリを作成する
rmdir ディレクトリを削除する
touch ファイルを作成する
echo ファイルに書き込みする
cat ファイルの中身を表示する
less ファイルの中身をスクロール表示する
mv ファイルの移動、ファイル名を変更する
rm ファイルを削除する

Dockerを使ってみる

まずは、

~ $ docker run hello-world

を実行すると、

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

To generate this message, Docker took the following steps:
 1. The Docker client contacted the Docker daemon.
 2. The Docker daemon pulled the "hello-world" image from the Docker Hub.
    (amd64)
 3. The Docker daemon created a new container from that image which runs the
    executable that produces the output you are currently reading.
 4. The Docker daemon streamed that output to the Docker client, which sent it
    to your terminal.

To try something more ambitious, you can run an Ubuntu container with:
 $ docker run -it ubuntu bash

Share images, automate workflows, and more with a free Docker ID:
 https://hub.docker.com/

起こっていること

  • コンテナ：Dockerの実行環境(OS、ライブラリ、アプリケーションのひとまとまり)。イメージは箱。

  • イメージ：コンテナに必要なものを記載した雛形。

  • つまり、イメージという雛形からコンテナという箱を作成して、起動している。
    dockerイメージ.png

  • クライアント：依頼主のこと。コマンドでタスクをデーモンに伝える。

  • デーモン：コマンドを受け取って、バックグラウンドでイメージやアプリケーションの操作を行うもので、今回はレジストリからイメージを取得する。

  • レジストリ：オンライン上にイメージを保存しておく場所。

  • レジストリから取得したイメージからコンテナを作成して、Hello from Dockerが出力された。
    dockerデーモン.png

アプリを作成・実行

  • 基本的な流れは、アプリケーションのコードやDockerfileからイメージを作成し、そのイメージからコンテナを作成して起動する。
    docker-run.png

  • Dockerfile：イメージを作成するための雛形。後ほど説明
    Dockerfileイメージ.png

  • コンテナの基本的なライフサイクルは、作成→起動→停止→削除

Dockerのよく使うコマンド

こちらの記事がわかりやすくまとまっていた。
参考：Dockerコマンド

Dockerfile

  • Docker imageの設計図 DockerfileからDocker imageを作る。
  • Dockerfileという名のテキストファイル。
  • INSTRACTION argument 形式で記載する。
  • DockerfileはDockerfileという名前で必ず作る。

Dockerfileのinstruction

FROM

  • ベースとなるイメージを決定する。
  • DokerfileはFROMから書き始める。
  • FROMの上にLayerが積み重なっていくイメージ。
  • 指定するのは基本OSを指定することが多い。
Dockerfile
FROM ruby:2.7

RUN

  • Linux コマンドを実行してくれる。
  • RUNを使うことで好きなようにカスタマイズできる。
  • RUN毎にLayerができる。
Dockerfile
FROM ruby:2.7
RUN touch test
RUN echo 'hello world' > test
Layerを最小限にするために
  • DockerfileではRUN毎にimage Layerが作成されるので、RUNを連発するとdocker imageのサイズが大きくなってしまう。
  • 解決策は、&&で繋げて1行にまとめる。バックスラッシュ( \ )で改行すると見やすくなる。
Dockerfile
FROM ruby:2.7
RUN apt-get update && apt-get install\
  xxx\
  yyy\

apt-get update : 新しいパッケージを取得。
apt-get install <package> : をインストール。

cache

  • RUNで一度インスールしたパッケージは、インストール後まとめておくことで後から他のパッケージをRUNで追加した時キャッシュを使ってくれる。
  • キャッシュを使うことで再度実行することなく追加したパッケージ分だけRUNを実行してくれる。

この場合、新しくzzzというパッケージを新しく追加。
※ -y はインストール時インタラクティブな質問に対して全てyesで実行してくれる。

Dockerfile
FROM ruby:2.7
RUN apt-get update && apt-get install -y \  
		xxx\
		yyy\
RUN apt-get install -y zzz

インストール後1行にまとめることで次回からキャッシュを使ってくれる。

Dockerfile
FROM ruby:2.7
RUN apt-get update && apt-get install -y \
  xxx\
  yyy\
  zzz

CMD

  • CMDはコンテナのデフォルトのコマンド。
  • 原則Dockerfileの最後に記述。
CMD ["実行可能なコマンド", "コマンドの引数1", "コマンドの引数2"]
Dockerfile
FROM ruby:2.7
RUN apt-get update && apt-get install -y \
  xxx\
  yyy\
  zzz

CMD ["bundle", "exec", "ruby", "app.rb"]
RUNとCMDの違いは？
  • RUNはimage Layerを作るがCMDは作らない

Dockerfileをbuildする

DockerfileをbuildしてDocker imageを作る。

$ docker bulid <directory>

buildするにはそのファイルまで移動してからbuildするのが一般的。
現在いる場所(current directory)の場合は.

$ docker bulid .

buildしたimageはdangling image(noneで表示されるタグのついていないimage)なので名前をつけることができる。

$ docker build -t <name> <directory>

Dockerfile詳細

$ docker buildの挙動

build時に指定したbuild contextをDocker demonに渡している。

Docker demon
  • コンテナやdocker imegeなどDockerオブジェクトと呼ばれるものを管理もの。
  • クライアントはCLIツールを使ってDocker demonにコマンドを投げそれを解釈しDocker demonがイメージのビルドやコンテナの起動などを行っている。
build context
  • Dokerfileが入ったフォルダのこと。
  • Docker imageをbuildする時、build contextをDocker demonに渡し、build contextの内のDockerfileと他のファイルを使ってDocker imageを作成する。
  • 基本buildに使わないファイルはbuild contextに入れない。

COPY

COPYはbuild context内のファイルをHostからDocker imageに組み込むことができる。

COPY <src> <コピー先>

COPYとADDの違い

ADDはCOPYと同様にbuild context内のファイルをHostからDocker imageに組み込むことができる。
どう使い分けるか？

  • 単純にファイルやフォルダをコピーする場合はCOPYを使う
  • tarの圧縮ファイル(階層、要領の多いものをまとめて圧縮)をコピーして解凍したいときはADDを使う。
    • 圧縮することでbuild時に時間短縮。build後解凍されている。
  • ADDは中上級者向け

Dockerfileがbuild contextにない場合

どういう時にそういう状況になるのか？
Dockerfileを複数用意する時。
例えば、開発環境とテスト環境で分けたい時など。その際ファイル名には、Dockerfile.dev、Dockerfile.testのように名前をつけるのが一般的。

$ docker build -f <dockerfilename> <build context>

例
dockerフォルダの中にsample_folderフォルダを作りそのsample_folderの中にDockerfileがある場合。

mkdir docker
cd docker
mkdir sample_folder
cd sample_folder
touch Dokerfile.dev

sample_folderの位置で以下を実行。

$ docker build -f ../Dockerfile.dev .

../Dockerfile.devはDockerfileの位置、.はbuild contextの位置。

CMDとENTRYPOINT

CMD復習

CMDはDockerfileの最後に記述するコンテナのデフォルトのコマンド。

Dockerfile
CMD ["実行可能なコマンド", "コマンドの引数1", "コマンドの引数2"]
Dockerfile
CMD ["/bin/bash"]

$ docker container run -it -v ${PWD}/src:/var/www
ENTRYPOINT

ENTRYPOINTもCMDと同様にデフォルトのコマンドを指定することができる。
ENTRYPOINTはCMDと違いrun時に上書きできない。つまりrun時に上書きできるのはCMDのみ。
ENTRYPOINTがある場合CMDは以下のようなコマンドの引数のみの形をとる。
コンテナを1つのコマンドのようにして使いたい時に使うらしい。あんまり使うことはない感じかも。

Dockerfile
ENTRYPOINT ["実行可能なコマンド"]
CMD ["コマンドの引数1", "コマンドの引数2"]

例

Dockerfile
ENTRYPOINT ["ls"]
CMD ["--help"]

この場合runで上書きできるのはCMD--helpの部分だけ。

ENV

ENVは環境変数を設定する。

Dockerfile
ENV key value1
ENV key=value2

書き方はどっちでも同じ。複数あるときは下の書き方の方が分かりやすい。

WORKDIR

WORKDIRはDocker instructionの実行ディレクトリを変更する。

Dockerfile
FROM ruby:2.7
RUN mkdir sample_folder
RUN cd sample_folder
RUN touch sample_file

このDockerfileでやりたいのは、sample_folderを作りそのsample_folderに移動しsample_folder内でsample_fileを作りたい。
実際に実行してsample_folder内でsample_fileがあるか確認する。

$ docker build .

$ docker run -it 111b027b6948 bash
root@7636cb560dfc:/# ls
bin   dev  home  lib32  libx32  mnt  proc  run          sample_folder  srv  tmp  var
boot  etc  lib   lib64  media   opt  root  sample_file  sbin           sys  usr

sample_fileはsample_folder内ではなくroot直下に作られている。
そもそも、RUNなどのDockerのinstructionは全てroot直下で実行される。

どうするか？

RUNを&&で繋げて書けばsample_fileはsample_folderを作ることができる。
ただ毎回sample_folderに移動するのは手間。

Dockerfile
FROM ruby:2.7
RUN mkdir sample_folder &&\
    cd sample_folder &&\
    touch sample_file

WORKDIRを使う。

Dockerfile
FROM ruby:2.7
RUN mkdir sample_folder
WORKDIR /sample_folder         
RUN touch sample_file

WORKDIRを使うことで実行するディレクトリを変更してくれる。
WORKDIRのパスは絶対パスで指定する。

ちなみに、WORKDIRではフォルダがない場合そのフォルダを作ってくれるので以下のような書き方も可能。

Dockerfile
FROM ruby:2.7
WORKDIR /sample_folder         
RUN touch sample_file

docker-composeについて

どんな時に使うのか？

  • $ docker runのコマンドが長くなる時

今回もしこのまま$ docker runをするならコマンドは、以下のように長くなるので使用。

$ docker run -it -v ~/Desktop/product-register:/product-register -p 3000:3000 <image> bash
  • 複数のコンテナをまとめて起動する時。

docker-compose.ymlの使い方と書き方

  • docker-compose.ymlというファイルを作りそこに$ docker run時のオプションコマンドなどを書いて設定しておく。
docker-compose.ymlの雰囲気
今からDocker compose書くよ宣言
service1:
  service1のパラメータ
  service1のパラメータ
service2
  service2のパラメータ
  service2のパラメータ
  • kye:valueの組み合わせで書く。
  • value部分が複数ある場合は-を使ってリスト形式
  • docker-composeでのパスの指定は相対パスで書く。

docker-compose.yml

docker-compose.yml
version: "3"

services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ".:/product-register"
    tty: true
    stdin_open: true
  • buildは$ docker build .
  • portsは-pオプション
  • volumesは-vオプション
  • ttyとstdin_openは-itオプション

Docker composeコマンド一覧

  • $ docker build <build context>
$ docker-compose build
  • $ docker run <image>
$ docker-compose up

$ docker-compose up --build

upはimageが作られてない場合、buildも一緒にする。
Dockerfileを更新した場合は-- buildをつけることでbuildしてからrunしてくれるのでimageも更新される。

  • $ docker ps
$ docker-compose ps
  • $ docker exec <container> <command>
$ docker-compose exec <service> <command>
  • 便利コマンド
$ docker-compose down

コンテナをstopしてから消してくれる。

参考
https://www.udemy.com/course/aidocker/

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