KubernetesとNode.jsでマイクロサービスを作成する 5/6 Dockerを使ったサービス構築

第5章 Dockerを使ったサービス構築

第4章までで、Twitterライクなマイクロサービスを構成する、3つのサービスを作成してきました。
次はいよいよ、これらのサービスをマイクロサービスとして構築するのですが、いきなりKubernetesを利用する前にワンクッションはさみます。

本章では、各サービスのDockerイメージを作成し、以下のような構成で、ローカルのDocker環境でTwitterライクなサービスを起動します。

完成版のリポジトリはこちらにあるので、実装がうまくいかない場合は比較してみてください。
reireias/microservice-sample-integration

チュートリアル全体

• 第1章 概要
• 第2章 Tweetサービス
• 第3章 Userサービス
• 第4章 Webサービス
• 第5章 Dockerを使ったサービス構築
• 第6章 Kubernetes with minikube

構成

dockerとdocker-compose

まずはローカルにdockerとdocker-composeがインストールされていることを確認しましょう。

docker version
Client:
 Version:           18.06.1-ce
 API version:       1.38
 Go version:        go1.10.4
 Git commit:        e68fc7a
 Built:             Fri Jan 25 14:33:54 2019
 OS/Arch:           linux/amd64
 Experimental:      false

Server:
 Engine:
  Version:          18.06.1-ce
  API version:      1.38 (minimum version 1.12)
  Go version:       go1.10.4
  Git commit:       e68fc7a
  Built:            Thu Jan 24 10:56:33 2019
  OS/Arch:          linux/amd64
  Experimental:     false

docker-compose version
docker-compose version 1.23.2, build 1110ad0
docker-py version: 3.7.0
CPython version: 3.7.2
OpenSSL version: OpenSSL 1.0.2g  1 Mar 2016

microservice-sample-integrationリポジトリの作成

ここからは、各サービスのリポジトリ内のコードを利用して、DockerイメージやKubernetesの設定を作成していくことになります。
そのためには、各サービスのコードが参照できる構成が望ましいです。

今回は下記のディレクトリ構成をとるような、microservice-sample-integrationリポジトリを作成します。

microservice-sample-integration
└── services
    ├── microservice-sample-tweet
    ├── microservice-sample-user
    └── microservice-sample-web

実際の開発現場では、このリポジトリの管理をSREチームが主導して行ったり、各サービスの開発者が協力して行ったりします。

microservice-sample-integrationという名前でリポジトリを作成し、cloneしておきましょう。

つづいて、このリポジトリ内で行う各種操作をMakefileに記述し、makeコマンドから実行できるようにします。
作成するコマンドは下記の通りです。

• clone: 各サービスをservicesディレクトリ以下にcloneする
• pull: 各サービスをgit pullする
• build: 各サービスのDockerイメージのビルドを行う
• up: 全サービスをdocker-composeを使って、ローカルのDocker環境で立ち上げる
• down: 全サービスをdocker-composeを使って削除する
• seed: UserサービスとTweetサービスでscripts/initialize.jsを実行する

Makefileは以下のようになります。

Makefile

WEB_REPOSITORY := https://github.com/reireias/microservice-sample-web
USER_REPOSITORY := https://github.com/reireias/microservice-sample-user
TWEET_RESPOSITORY := https://github.com/reireias/microservice-sample-tweet

clone:
    git clone $(WEB_REPOSITORY) ./services/microservice-sample-web
    git clone $(USER_REPOSITORY) ./services/microservice-sample-user
    git clone $(TWEET_RESPOSITORY) ./services/microservice-sample-tweet

pull:
    cd ./services/microservice-sample-web && git pull
    cd ./services/microservice-sample-user && git pull
    cd ./services/microservice-sample-tweet && git pull

build:
    docker-compose build

up:
    docker-compose up -d

down:
    docker-compose down

seed:
    docker-compose exec user node /app/scripts/initialize.js
    docker-compose exec tweet node /app/scripts/initialize.js

Makefileが作成できたら、make pullを実行し、各サービスをservicesディレクトリ配下へcloneします。

make clone

Dockerイメージの作成

つづいて、各サービスのDockerイメージを作成するための、Dockerファイルを実装していきます。

このファイルから生成されるDockerイメージは本番環境でも使用されます。
実際の開発現場では各サービスが責任を持って作成する場合もありますし、SREチームなど、Dockerのノウハウに長けたチームがサービス横断で管理するケースもあるでしょう。

services/microservice-sample-tweet/Dockerfile

FROM node:11.10-alpine

ENV NODE_ENV=production

WORKDIR /app
RUN apk add --no-cache curl && \
    curl -sfL https://install.goreleaser.com/github.com/tj/node-prune.sh | sh
ADD https://github.com/ufoscout/docker-compose-wait/releases/download/2.5.0/wait /wait
RUN chmod +x /wait

COPY package.json .
RUN yarn install && ./bin/node-prune
COPY . .
EXPOSE 3000
CMD /wait && yarn start

services/microservice-sample-user/Dockerfile

FROM node:11.10-alpine

ENV NODE_ENV=production

WORKDIR /app
RUN apk add --no-cache curl && \
    curl -sfL https://install.goreleaser.com/github.com/tj/node-prune.sh | sh
ADD https://github.com/ufoscout/docker-compose-wait/releases/download/2.5.0/wait /wait
RUN chmod +x /wait

COPY package.json .
RUN yarn install && ./bin/node-prune
COPY . .
EXPOSE 3000
CMD /wait && yarn start

services/microservice-sample-web/Dockerfile

FROM node:11.10-alpine as builder

ENV NODE_ENV=production
ARG GITHUB_CLIENT_ID
ARG GITHUB_CLIENT_SECRET
WORKDIR /app

RUN apk add --no-cache curl && \
    curl -sfL https://install.goreleaser.com/github.com/tj/node-prune.sh | sh

COPY package.json .
COPY yarn.lock .
RUN yarn install && ./bin/node-prune
COPY . .
RUN yarn build

FROM node:11.10-alpine

WORKDIR /app
ADD package.json ./
ADD nuxt.config.js ./

COPY --from=builder ./app/server ./server
COPY --from=builder ./app/node_modules ./node_modules
COPY --from=builder ./app/.nuxt ./.nuxt

EXPOSE 3000
CMD yarn start

Webサービスに関してはマルチステージビルドを利用して最終的なイメージのサイズを軽くするように工夫しています。

実装後、各Dockerfileはcommitしておきましょう。

docker-compose.ymlの作成

上記で用意したDockerfileを、dockerコマンドを利用してビルド、コンテナの起動等やってもよいのですが、環境変数等、引数が多くなってしまうため、今回はdocker-composeを利用して一元管理します。

docker-compose.ymlに起動したいコンテナの設定を書いていくことで、一括で立ち上げたり、削除することが可能です。

今回は、Webサービス、Userサービス、Tweetサービスと、Userサービス用DB、Tweetサービス用DBの合計5つのコンテナを定義します。

docker-compose.yml

---
version: '3'
services:
  web:
    build:
      context: ./services/microservice-sample-web
      dockerfile: Dockerfile
    image: microservice_web:1.0
    ports:
      - 3000:3000
    environment:
      NUXT_HOST: 0.0.0.0
      USER_SERVICE: http://user:3000
      TWEET_SERVICE: http://tweet:3000
      GITHUB_CLIENT_ID: ${GITHUB_CLIENT_ID}
      GITHUB_CLIENT_SECRET: ${GITHUB_CLIENT_SECRET}
  user:
    build:
      context: ./services/microservice-sample-user
      dockerfile: Dockerfile
    image: microservice_user:1.0
    environment:
      MONGODB_URL: mongodb://user-db:27017/user
      MONGODB_ADMIN_NAME: root
      MONGODB_ADMIN_PASS: example
      WAIT_HOSTS: user-db:27017
    depends_on:
      - user-db
  user-db:
    image: mongo
    volumes:
      - user-db:/data/db
    environment:
      MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME: root
      MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD: example
  tweet:
    build:
      context: ./services/microservice-sample-tweet
      dockerfile: Dockerfile
    image: microservice_tweet:1.0
    environment:
      MONGODB_URL: mongodb://tweet-db:27017/user
      MONGODB_ADMIN_NAME: root
      MONGODB_ADMIN_PASS: example
      WAIT_HOSTS: tweet-db:27017
      USER_SERVICE: http://user:3000
    depends_on:
      - tweet-db
  tweet-db:
    image: mongo
    volumes:
      - tweet-db:/data/db
    environment:
      MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME: root
      MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD: example
volumes:
  user-db:
  tweet-db:

GitHubのOAuthのキー等はGit管理する対象ではないので、.envファイルに記述します。
docker-composeの機能により、カレントディレクトリの.envファイルが読み込まれ、docker-compose.yml中で利用することができるようになります。
値はDocker環境の場合エンドポイントがlocalhost:3000と、前章までと同じなため、前章で使用していたのと同じGitHubのOAuth設定が利用可能です。

.env

GITHUB_CLIENT_ID=xxxxxxxxxxxxxxxxxxx
GITHUB_CLIENT_SECRET=xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

services/.gitkeepファイルを作成しておきます。

touch services/.gitkeep

.gitignoreファイルを以下のように設定します。

.gitignore

services/*
!services/.gitkeep
.env

サービスを起動してみる

それでは、サービスを起動してみます。

# Dockerイメージをビルド
make build
# サービスの立ち上げ
make up
# ダミーデータの投入
make seed

http://localhost:3000へアクセスしてみましょう。
問題なく動作していれば本章の実装は完了になります。

第5章まとめ

本章では、各サービスのDockerfileを作成し、docker-composeを利用してマイクロサービスをローカルのDocker環境上に構築しました。

次の章ではいよいよKubernetes上でマイクロサービスを動作させてみます。

次章: 第6章 Kubernetes with minikube