Docker＠香川研究室

Docker は OS レベルの仮想化技術を利用して、コンテナーと呼ばれる形式でソフトウェアのパッケージを提供する技術です。コンテナー内で実行されるプロセスは、他のプロセスやファイルシステムから隔離され、独自のファイルシステもやプロセステーブルを持ち、あたかもそれ専用のコンピューターで実行されているかのように見えます。

（ファイルやポートを共有するように起動時に設定しない限り）コンテナー内で実行するプロセスは、コンテナー外のプロセスやファイルシステムに影響を及ぼすことはありません。

Docker コンテナーは、OS 自体を実行するわけではないので、仮想マシンなどと比べると軽量で、一つのハードウェアでも多数実行することができます。

Windows Subsystem for Linux 2 により、Windows 上でも手軽に Docker を実行できるようになりました。

ここでは香川研究室で Docker を使用するときに、特に必要な事柄を説明します。

Dockerfile の書き方

Dockerfile は、Docker イメージを構築するための命令の集まりです。 Docker イメージは Docker コンテナーの土台・ひな型です。 Dockerfile を作成しておくと、Docker が動いている環境ならどこでも、サーバー環境をコマンド一つで起動することができます。

卒業論文や修士論文の研究で作成したシステムにサーバー側のプログラムを含んでいる場合は（例えば Java Servlet/JSP, node.js, PHP, WAI, Django, Flask, Ruby on Rails などで作成している場合は）Dockerfile を作成しておいて、サーバー側プログラムを、どのマシンにでも、すぐに配備できるように準備しておいてもらえると、卒業・修了後に後輩が気軽に試せるようになります。というわけで、サーバー側のプログラムを使っている場合は、Dockerfile も同時に用意するようにしてください。（また、同時にクライアント側のプログラムはソースの少数の箇所を書き換えるだけで、サーバー側の URL を変更できるようにしておいてください。）

Dockerfile の命令には、元となるイメージの指定（FROM）、ファイルの取得（ADD, COPY）、コマンドの実行（CMD）などがあります。詳しくは Dockerfile のリファレンスを見てください。ここでは使用頻度の高い命令だけを紹介します。

FROM

作成する Docker イメージの元になるイメージ名を指定します。 C や Haskell をコンパイルしてできるバイナリーファイルを置くならば、バイナリーファイルをビルドするのと同じ環境（ubuntu など）を指定します。 Java や Kotlin のプログラムを動かすのならば ecliplse-temurin, sapmachine あるいは tomcat などが良いでしょう。インタプリター方式の言語については python, node など、専用のイメージを探しましょう。

Docker repository

Docker Hub の Browse Popular Images で、元にする Docker Image を探すことができます。例えば、Node.js を使うなら、オフィシャルイメージの node を使うことができます。

LABEL

maintainer="〜" として作成者のメールアドレスを指定します。

RUN

任意のコマンドをイメージ上で実行します。 apt-get などのコマンドで、必要なソフトウェアをインストールするなどのときに使います。

WORKDIR

ADD と COPY

どちらもイメージにファイルを追加します。 ADD 命令と COPY 命令は似ていますが、 ADD 命令のほうは tar ファイルを展開できる、ソースとして URL を指定できる、などの違いがあるようです。 COPY 命令は、ファイルやディレクトリーを文字通りコピーするだけです。単なるファイルのコピーならば、単純なほうの COPY 命令を使うとよいでしょう。

シンボリックリンクに関する Tips

Dockerfile 内の ADD コマンド、COPY コマンドは、シンボリックリンクをたどりません。しかし、場合によっては、シンボリックリンクをたどってほしいことがあります。そういうときは、build コマンドを実行するときに、以下のように tar コマンドと組み合わせると、シンボリックリンクをたどってくれます。

tar -czh . | docker build - -t tagname

参考: How to make a symlinked folder appear as a normal folder

ENV

USER

以降の RUN などの命令を実行するユーザーとグループを指定します。

VOLUME

マウントポイントを作成します。コンテナーを docker コマンドで起動するときに -v オプションでホスト上のディレクトリーをマウントするときなどに使用します。

EXPOSE

コンテナーを実行するときにリッスンするポートを指定します。コンテナーを docker コマンドで起動するときに -p オプションでコンテナーのポートを公開するときに使用します。

CMD

Docker 起動オプション

Docker コンテナー起動するときのコマンド（docker run）のよく使うと思われるオプションとして、次のようなものがあります。

NGINX との連携

Docker で配備したサーバー側のプログラムを、研究室の外にも公開する場合、NGINX の Reverse Proxy の設定で 80 番ポートへのアクセスを Docker コンテナーのポートへ通過させる場合が多いと思われます。詳しくは、香川研究室での NGINX の使い方を見てください。

あるポートをサービスの待受けに使ったら、他の人が使ったポートと衝突しないように /etc/nginx/conf.d/default.conf の先頭に、コメントのカタチでメモしておいてください。

また、ポートの代わりに Unix Domain Socket を使えば、ポートが誰か他の人と衝突しないか、あまり、気にしなくても良くなります。 NGINX は Unix Domain Socket をサポートしています。もちろん、サーバー側のプログラムも Unix Domain Socket で待ち受ける必要があります。

Jetty を始め、ほとんどのサーバー側フレームワークは Unix Domain Socket をサポート（参考: Class UnixSocketConnector）しています。 Warp も runSettingsSocket という関数で Unix Domain Socket をサポート（参考: Warp: Binding to Unix Domain Sockets）するようです。もしサーバー側プログラムが Unix Domain Socket をサポートしていない場合は、コンテナーで socat などのプログラムを実行するという手段もあります。

香川研究室での Docker の使い方

はじめに