1. Обзор
Docker — это открытая платформа для разработки, распространения и запуска приложений. С помощью Docker вы можете отделить свои приложения от инфраструктуры и рассматривать инфраструктуру как управляемое приложение. Docker помогает быстрее распространять код, быстрее тестировать, быстрее развертывать и сокращать цикл между написанием и запуском кода.
Docker достигает этого, сочетая возможности контейнеризации ядра с рабочими процессами и инструментами, которые помогают управлять приложениями и развертывать их.
Контейнеры Docker можно напрямую использовать в Kubernetes, что позволяет легко запускать их в Kubernetes Engine. После изучения основ Docker у вас будут навыки, необходимые для разработки приложений на Kubernetes и контейнеризированных приложений.
Что вы узнаете
В этой лабораторной работе вы научитесь выполнять следующие действия:
- Создайте Dockerfile для тестового приложения.
- Создать изображение
- Запустите образ локально в качестве контейнера.
- Изменение поведения контейнера
- Загрузите образ в реестр артефактов.
Предварительные требования
Это лабораторная работа начального уровня. Предполагается минимальный или нулевой опыт работы с Docker и контейнерами. Знание Cloud Shell и командной строки желательно, но не обязательно.
Настройка среды для самостоятельного обучения
- Войдите в консоль Google Cloud и создайте новый проект или используйте существующий. Если у вас еще нет учетной записи Gmail или Google Workspace, вам необходимо ее создать .
- Название проекта — это отображаемое имя участников данного проекта. Это строка символов, не используемая API Google, и вы можете изменить её в любое время.
- Идентификатор проекта должен быть уникальным для всех проектов Google Cloud и неизменяемым (его нельзя изменить после установки). Консоль Cloud автоматически генерирует уникальную строку; обычно вам неважно, какая она. В большинстве практических заданий вам потребуется указать идентификатор проекта (обычно он обозначается как
PROJECT_ID), поэтому, если он вам не нравится, сгенерируйте другой случайный идентификатор или попробуйте свой собственный и посмотрите, доступен ли он. Затем он "замораживается" после создания проекта. - Существует третье значение — номер проекта , который используется некоторыми API. Подробнее обо всех трех значениях можно узнать в документации .
- Далее вам потребуется включить оплату в консоли Cloud, чтобы использовать ресурсы/API Cloud. Выполнение этого практического задания не должно стоить дорого, если вообще что-либо. Чтобы отключить ресурсы и избежать дополнительных расходов после завершения этого урока, следуйте инструкциям по «очистке», приведенным в конце практического задания. Новые пользователи Google Cloud имеют право на бесплатную пробную версию стоимостью 300 долларов США .
2. Пример приложения
Для упрощения выполнения этого лабораторного задания предоставлен пример приложения. В этом разделе вы получите исходный код и соберете приложение в его нативном виде, прежде чем перейти к процессу контейнеризации.
Исходный код
Исходный код для этой лабораторной работы доступен в репозитории GoogleCloudPlatform/container-developer-workshop вместе с документацией к примеру приложения .
Настройка Git
git config --global user.name ${USER}
git config --global user.email ${USER}@qwiklabs.net
Клонируйте репозиторий исходного кода демонстрационного приложения Cloud Source Repository.
gcloud source repos clone sample-app ${HOME}/sample-app &&
cd ${HOME}/sample-app &&
git checkout main
Выход
Cloning into '/home/student_03_49720296e995/sample-app'... remote: Finding sources: 100% (16/16) remote: Total 16 (delta 0), reused 16 (delta 0) Receiving objects: 100% (16/16), 47.23 KiB | 681.00 KiB/s, done. warning: remote HEAD refers to nonexistent ref, unable to checkout. Project [qwiklabs-gcp-02-4327c4e03d82] repository [sample-app] was cloned to [/home/student_03_49720296e995/sample-app]. Branch 'main' set up to track remote branch 'main' from 'origin'. Switched to a new branch 'main'
Соберите демонстрационное приложение
cd ${HOME}/sample-app
./mvnw compile
Выход
[INFO] Scanning for projects... ... [INFO] Compiling 1 source file to /home/student_03_49720296e995/sample-app/target/classes [INFO] ------------------------------------------------------------------------ [INFO] BUILD SUCCESS [INFO] ------------------------------------------------------------------------ [INFO] Total time: 10.080 s [INFO] Finished at: 2022-02-23T17:14:30Z [INFO] ------------------------------------------------------------------------
Запустите демонстрационное приложение
cd ${HOME}/sample-app
./mvnw exec:java
Выход
[INFO] Scanning for projects... ... Listening at http://localhost:8080
Предварительный просмотр работающего приложения
- Нажмите кнопку «Предварительный просмотр веб-версии Cloud Shell».
- Нажмите «Предварительный просмотр» на порту 8080.
Когда закончите
- Нажмите CTRL + c в Cloud Shell, чтобы остановить запущенное приложение.
3. Dockerfile
Контейнеризация приложения с помощью Dockerfile
Один из способов упаковки приложения в контейнер — использование Dockerfile. Dockerfile похож на скрипт, который инструктирует демона, как собрать образ контейнера. Дополнительную информацию см. в справочной документации по Dockerfile .
Создайте пустой Dockerfile в репозитории примера приложения.
touch ${HOME}/sample-app/Dockerfile
Откройте Dockerfile в любом удобном для вас редакторе.
vi ${HOME}/sample-app/Dockerfile
Выберите начальное изображение
Для сборки контейнера с помощью Dockerfile требуется непосредственное знание приложения. Первый шаг к созданию Dockerfile — выбор образа, который будет использоваться в качестве основы для вашего контейнера. Этот образ должен быть родительским или базовым образом, поддерживаемым и публикуемым надежным источником, обычно вашей компанией.
Инструкция FROM инициализирует новый этап сборки и устанавливает базовый образ для последующих команд. Таким образом, инструкция FROM обычно является первой инструкцией в Dockerfile и может предшествовать только необязательной инструкцией ARG для поддержки переменных.
Синтаксис: FROM <image>[:<tag> | @<digest>] [AS <name>]
Формат образа — <image>:<tag> или <image>@<digest> . Если тег или дайджест не указаны, по умолчанию используется тег :latest . Формат <image> зависит от используемого реестра для хранения образа. Для Artifact Registry формат <image> — <region>-docker.pkg.dev/<project ID>/<repository name>/<image name>:<image tag> .
Для этой лабораторной работы мы используем общедоступный образ openjdk:11.0-jdk . Добавьте следующую строку в свой Dockerfile.
FROM openjdk:11.0-jdk
Укажите рабочий каталог
Инструкция WORKDIR задает рабочий каталог для всех последующих инструкций в Dockerfile. Дополнительную информацию см. в разделе WORKDIR справочной документации по Dockerfile.
Синтаксис: WORKDIR <path>
Для этой лабораторной работы мы используем каталог /app в качестве рабочей директории WORKDIR . Добавьте следующую строку в конец вашего Dockerfile.
WORKDIR /app
Скопируйте файлы приложения.
Инструкция COPY копирует каталоги или файлы из расположения <source> в путь <destination> файловой системы образа. Можно указать несколько ресурсов <source> , и все они являются относительными к контексту сборки. Контекст сборки будет более подробно рассмотрен в разделе «Сборка». Для получения дополнительной информации см. раздел COPY в справочной документации Dockerfile.
Синтаксис: COPY <source>... <destination>
Для этой лабораторной работы мы скопируем все файлы из репозитория в файловую систему образа. Добавьте следующую строку в конец вашего Dockerfile.
COPY . /app
Скомпилируйте приложение
Инструкция RUN выполняет команды в новом слое образа поверх текущего образа и фиксирует результаты. Полученный зафиксированный образ будет использоваться для последующих шагов в Dockerfile. Для получения дополнительной информации см. раздел RUN в справочной документации по Dockerfile.
Синтаксис: RUN <command>
Для этой лабораторной работы мы будем использовать Maven для компиляции приложения в JAR-файл. Добавьте следующую строку в конец вашего Dockerfile.
RUN ./mvnw compile assembly:single
Запустите приложение
Инструкция CMD задает команду по умолчанию для запущенного контейнера. В Dockerfile может быть только одна инструкция CMD; если указано несколько инструкций CMD, то будет действовать только последняя. Более расширенные возможности доступны при использовании инструкций CMD и ENTRYPOINT, но они не рассматриваются в данной лабораторной работе. Для получения дополнительной информации см. раздел CMD в справочной документации по Dockerfile.
Синтаксис: CMD ["executable","param1","param2"]
Для выполнения этой лабораторной работы мы запустим скомпилированный JAR-файл. Добавьте следующую строку в конец вашего Dockerfile.
CMD ["java","-jar","/app/target/sample-app-1.0.0-jar-with-dependencies.jar"]
Итоговый Dockerfile
Итоговый Dockerfile будет выглядеть следующим образом:
FROM openjdk:11.0-jdk
WORKDIR /app
COPY . /app
RUN ./mvnw compile assembly:single
CMD ["java","-jar","/app/target/sample-app-1.0.0-jar-with-dependencies.jar"]
Зафиксируйте изменения в Dockerfile локально.
cd ${HOME}/sample-app
git add Dockerfile
git commit -m "Added Dockerfile"
4. Построить
Теперь мы соберем образ из Dockerfile, используя команду docker build . Эта команда указывает демону Docker собрать образ, используя инструкции из нашего Dockerfile. Дополнительную информацию см. в справочной документации по команде `docker build` .
Создайте образ
cd ${HOME}/sample-app
export IMAGE_TAG=$(git rev-parse --short HEAD)
docker build --tag sample-app:${IMAGE_TAG} .
Выход
Sending build context to Docker daemon 221.2kB Step 1/4 : FROM openjdk:11.0-jdk 11.0-jdk: Pulling from library/openjdk 0c6b8ff8c37e: Pull complete 412caad352a3: Pull complete e6d3e61f7a50: Pull complete 461bb1d8c517: Pull complete e442ee9d8dd9: Pull complete 542c9fe4a7ba: Pull complete 41de18d1833d: Pull complete Digest: sha256:d72b1b9e94e07278649d91c635e34737ae8f181c191b771bde6816f9bb4bd08a Status: Downloaded newer image for openjdk:11.0-jdk ---> 2924126f1829 Step 2/4 : WORKDIR /app ---> Running in ea037abb273d Removing intermediate container ea037abb273d ---> bd9b6d078082 Step 3/4 : COPY . /app ---> b9aec2b5de51 Step 4/4 : RUN ./mvnw compile jar:jar ---> Running in 3f5ff737b7fd [INFO] Scanning for projects... ... [INFO] Building jar: /app/target/sample-app-1.0.0.jar [INFO] ------------------------------------------------------------------------ [INFO] BUILD SUCCESS [INFO] ------------------------------------------------------------------------ [INFO] Total time: 22.952 s [INFO] Finished at: 2022-02-23T18:09:08Z [INFO] ------------------------------------------------------------------------ Removing intermediate container 331443caebd3 ---> 152f65cc441e Step 5/5 : CMD ["java", "-jar", "/app/target/sample-app-1.0.0.jar"] ---> Running in 3d595a72231c Removing intermediate container 3d595a72231c ---> 0e40d7548cab Successfully built 0e40d7548cab Successfully tagged sample-app:aaa8895
5. Бег
После успешной сборки образа контейнера мы можем запустить наше приложение и убедиться, что оно работает должным образом, используя команду `docker run`. Эта команда запустит наш контейнер в фоновом режиме командной строки для тестирования или отладки. Дополнительную информацию см. в справочной документации по команде `docker run` .
Запустите контейнер, используя образ.
cd ${HOME}/sample-app
export IMAGE_TAG=$(git rev-parse --short HEAD)
docker run \
--rm \
-p 8080:8080 \
sample-app:${IMAGE_TAG}
Выход
Listening at http://localhost:8080
Предварительный просмотр приложения, работающего в контейнере.
- Нажмите кнопку «Предварительный просмотр веб-версии Cloud Shell».
- Нажмите «Предварительный просмотр» на порту 8080.
- Нажмите CTRL + c в Cloud Shell, чтобы остановить контейнеры.
Изменение поведения контейнера
При выполнении команды `docker run` используется конфигурация по умолчанию, указанная в файле Dockerfile. Для изменения этого поведения можно добавить дополнительные инструкции и параметры.
Включить трассировочное логирование
cd ${HOME}/sample-app
export IMAGE_TAG=$(git rev-parse --short HEAD)
docker run \
--rm \
-p 8080:8080 \
sample-app:${IMAGE_TAG} \
java -Dorg.slf4j.simpleLogger.defaultLogLevel=trace -jar /app/target/sample-app-1.0.0-jar-with-dependencies.jar
Предварительный просмотр приложения, работающего в контейнере.
- Нажмите кнопку «Предварительный просмотр веб-версии Cloud Shell».
- Нажмите «Предварительный просмотр» на порту 8080.
- Перейдите на вкладку Cloud Shell и посмотрите дополнительные записи в журнале.
- Нажмите CTRL + c в Cloud Shell, чтобы остановить контейнер.
Изменить порт
cd ${HOME}/sample-app
export IMAGE_TAG=$(git rev-parse --short HEAD)
docker run \
--rm \
-e PORT=8081 \
-p 8081:8081 \
sample-app:${IMAGE_TAG}
Предварительный просмотр приложения, работающего в контейнере.
- Нажмите кнопку «Предварительный просмотр веб-версии Cloud Shell».
- Нажмите «Изменить порт».
- Введите 8081
- Нажмите «Изменить» и «Предварительный просмотр».
- Нажмите CTRL + c в Cloud Shell, чтобы остановить контейнер.
6. Толчок
Убедившись, что образ контейнера работает корректно, и желая сделать этот контейнер доступным для запуска в других средах и/или другими пользователями, необходимо загрузить образ в общий репозиторий. Это должно происходить в рамках автоматизированного конвейера сборки, но в нашей тестовой среде репозиторий уже настроен, и мы можем загрузить образ вручную.
Отправьте коммит с Dockerfile в репозиторий sample-app.
cd ${HOME}/sample-app
export IMAGE_TAG=$(git rev-parse --short HEAD)
git push
Добавьте изображение в реестр артефактов.
docker tag sample-app:${IMAGE_TAG} \
us-central1-docker.pkg.dev/${GOOGLE_CLOUD_PROJECT}/apps/sample-app:${IMAGE_TAG}
Настройте учетные данные для реестра артефактов.
gcloud auth configure-docker us-central1-docker.pkg.dev
Когда появится запрос Do you want to continue (Y/n)? ответьте y и нажмите Enter
Загрузите образ в реестр артефактов.
docker push us-central1-docker.pkg.dev/${GOOGLE_CLOUD_PROJECT}/apps/sample-app:${IMAGE_TAG}
Выход
The push refers to repository [us-central1-docker.pkg.dev/qwiklabs-gcp-04-b47ced695a3c/apps/sample-app] 453b97f86449: Pushed e86791aa0382: Pushed d404c7ee0850: Pushed fe4f44af763d: Pushed 7c072cee6a29: Pushed 1e5fdc3d671c: Pushed 613ab28cf833: Pushed bed676ceab7a: Pushed 6398d5cccd2c: Pushed 0b0f2f2f5279: Pushed aaa8895: digest: sha256:459de00f86f159cc63f98687f7c9563fd65a2eb9bcc71c23dda3351baf13607a size: 2424
7. Поздравляем!
Поздравляем, вы завершили практическое занятие!
Что вы уже рассмотрели
- Создан Dockerfile для тестового приложения.
- Создан образ
- Запустил образ локально в качестве контейнера.
- Изменено поведение контейнера.
- Образ загружен в реестр артефактов.