1. 總覽
Docker 開放式平台可開發、推送及執行應用程式。有了 Docker，您可以將應用程式從基礎架構中獨立出來，並將基礎架構做為代管應用程式處理。這個平台可加快推送程式碼、測試及部署作業，縮短從編寫到執行程式碼的週期。
為了實現這個目的，Docker 結合核心容器化功能，以及可協助您管理及部署應用程式的工作流程與工具。
Docker 容器可直接在 Kubernetes 中使用，能輕鬆在 Kubernetes Engine 內執行。學習 Docker 的基礎知識後，您就能開始開發 Kubernetes 與容器化應用程式。
課程內容
在本研究室中，您將瞭解如何執行下列操作：
- 為範例應用程式建立 Dockerfile
- 建構映像檔
- 在本機執行映像檔做為容器
- 變更容器行為
- 將映像檔推送至 Artifact Registry
必要條件
這是入門等級研究室，幾乎沒有 Docker 和容器的使用經驗也不成問題。建議您先熟悉 Cloud Shell 及指令列的使用方法，但這不是必要條件。
自修環境設定
- 登入 Google Cloud 控制台，建立新專案或重複使用現有專案。如果您還沒有 Gmail 或 Google Workspace 帳戶，請先建立帳戶。
- 「專案名稱」是這項專案參與者的顯示名稱。這是 Google API 不使用的字元字串，您可以隨時更新。
- 所有 Google Cloud 專案的專案 ID 均不得重複，且設定後即無法變更。Cloud 控制台會自動產生一個不重複的字串。但通常是在乎它何在在大部分的程式碼研究室中，您必須參照專案 ID (通常稱為
PROJECT_ID)，因此如果您不喜歡的話，請隨機產生一個，或者，您也可以自行嘗試看看是否可用。是「凍結」建立專案後 - 還有第三個值，也就是部分 API 使用的專案編號。如要進一步瞭解這三個值，請參閱說明文件。
- 接下來，您需要在 Cloud 控制台中啟用計費功能，才能使用 Cloud 資源/API。執行這個程式碼研究室並不會產生任何費用，如果有的話。如要關閉資源，以免產生本教學課程結束後產生的費用，請按照任「清除所用資源」操作請參閱本程式碼研究室結尾處的操作說明。Google Cloud 的新使用者符合 $300 美元免費試用計畫的資格。
2. 範例應用程式
我們提供一個應用程式範例來協助完成這個研究室活動。在本節中，您將擷取原始碼並以原生形式建構應用程式，再進行容器化程序。
原始碼
您可以在 GoogleCloudPlatform/container-developer-workshop 存放區中找到本研究室的原始碼及範例應用程式說明文件。
設定 Git
git config --global user.name ${USER}
git config --global user.email ${USER}@qwiklabs.net
複製範例應用程式 Cloud Source Repository
gcloud source repos clone sample-app ${HOME}/sample-app &&
cd ${HOME}/sample-app &&
git checkout main
輸出
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'
建構範例應用程式
cd ${HOME}/sample-app
./mvnw compile
輸出
[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] ------------------------------------------------------------------------
執行範例應用程式
cd ${HOME}/sample-app
./mvnw exec:java
輸出
[INFO] Scanning for projects... ... Listening at http://localhost:8080
預覽執行中的應用程式
- 點選 Cloud Shell 的「網頁預覽」按鈕
- 按一下「透過以下通訊埠預覽：8080」
後續步驟
- 在 Cloud Shell 中按下 CTRL + c 鍵來停止執行的應用程式
3. Dockerfile
使用 Dockerfile 將應用程式容器化
將應用程式封裝至容器的方法之一，就是使用 Dockerfile。Dockerfile 與指令碼類似，指令碼會指示 Daemon 如何組合容器映像檔。詳情請參閱 Dockerfile 參考說明文件。
在範例應用程式存放區中建立空白的 Dockerfile。
touch ${HOME}/sample-app/Dockerfile
在您選擇的編輯器中開啟 Dockerfile。
vi ${HOME}/sample-app/Dockerfile
選擇開場圖片
使用 Dockerfile 方法建構容器時，需要直接瞭解應用程式才能組合容器。如要建立 Dockerfile，第一步是選取要做為映像檔基礎的映像檔。這個映像檔應為父項或基本映像檔，並由可信任的來源 (通常是貴公司) 維護及發布。
FROM 指令會初始化新的建構階段，並設定後續序列指令的基本映像檔。因此，FROM 指令通常是 Dockerfile 中的第一個指令，只有在加入選用的 ARG 指令之後才能支援變數。
語法：FROM <image>[:<tag> | @<digest>] [AS <name>]
圖片的格式為 <image>:<tag> 或 <image>@<digest>。如未指定標記或摘要，則預設值為 :latest 標記。<image> 的格式會因儲存映像檔時所用的登錄檔而異。對 Artifact Registry 來說，<image> 的格式為 <region>-docker.pkg.dev/<project ID>/<repository name>/<image name>:<image tag>。
在這個研究室中，我們使用公開的 openjdk:11.0-jdk 映像檔，請在 Dockerfile 中新增以下這行程式碼
FROM openjdk:11.0-jdk
設定工作目錄
WORKDIR 指令會為 Dockerfile 中遵循的任何依序指示設定工作目錄。詳情請參閱 Dockerfile 參考文件的「WORKDIR」一節
語法：WORKDIR <path>
在這個研究室中，我們使用 /app 目錄做為 WORKDIR，請在 Dockerfile 底部新增以下一行
WORKDIR /app
複製應用程式檔案
COPY 指令會將 <source> 位置的目錄或檔案複製到圖片檔的 <destination> 路徑。您可以指定多項 <source> 資源，且這些資源都與建構環境相關。我們會在「建構」一節中進一步說明建構背景資訊。詳情請參閱 Dockerfile 參考文件的文案部分
語法：COPY <source>... <destination>
在本研究室中，我們會將存放區中的所有檔案複製到映像檔檔案系統，請在 Dockerfile 底部新增下列指令行
COPY . /app
編譯應用程式
RUN 指令會在目前映像檔上方的新映像檔層執行指令，並提交結果。產生的承諾使用映像檔會用於 Dockerfile 的序列步驟。如需詳細資訊，請參閱 Dockerfile 參考文件的「RUN」一節
語法：RUN <command>
在這個研究室中，我們會使用 Maven 將應用程式編譯為 JAR 檔案，並在 Dockerfile 底部加入下列程式碼
RUN ./mvnw compile assembly:single
啟動應用程式
CMD 指令會提供執行中容器的預設指令。Dockerfile 只能有一個 CMD 指示。如果指定多個 CMD，則只有最後一個 CMD 才會生效。透過 CMD 和 ENTRYPOINT 指示，您可以使用更多進階功能，但本研究室並不涵蓋這些功能。詳情請參閱 Dockerfile 參考文件的「CMD」一節
語法：CMD ["executable","param1","param2"]
在這個研究室中，我們會執行我們編譯的 JAR 檔案，將下列程式碼新增至 Dockerfile 底部
CMD ["java","-jar","/app/target/sample-app-1.0.0-jar-with-dependencies.jar"]
最終 Dockerfile
最後的 Dockerfile 則是
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"]
在本機修訂 Dockerfile
cd ${HOME}/sample-app
git add Dockerfile
git commit -m "Added Dockerfile"
4. 建構
現在要使用 docker build 指令從 Dockerfile 建構映像檔。這個指令會使用 Dockerfile 的操作說明，指示 docker Daemon 建構映像檔。詳情請參閱 docker 建構參考說明文件。
建構映像檔
cd ${HOME}/sample-app
export IMAGE_TAG=$(git rev-parse --short HEAD)
docker build --tag sample-app:${IMAGE_TAG} .
輸出
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. 在
成功建構容器映像檔後，我們現在可以執行應用程式，並使用 docker run 指令確認其行為符合預期。這個指令會在命令提示字元的前景啟動容器，以便進行測試或偵錯。詳情請參閱 docker run 參考說明文件。
使用映像檔執行容器
cd ${HOME}/sample-app
export IMAGE_TAG=$(git rev-parse --short HEAD)
docker run \
--rm \
-p 8080:8080 \
sample-app:${IMAGE_TAG}
輸出
Listening at http://localhost:8080
預覽在容器中執行的應用程式
- 點選 Cloud Shell 的「網頁預覽」按鈕
- 按一下「透過以下通訊埠預覽：8080」
- 在 Cloud Shell 中按下 CTRL + C 鍵可停止容器
變更容器行為
執行 Docker Run 時，系統會使用 Dockerfile 的預設設定。您可以新增額外的指示和參數來修改這項行為。
啟用 TRACE 記錄功能
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
預覽在容器中執行的應用程式
- 點選 Cloud Shell 的「網頁預覽」按鈕
- 按一下「透過以下通訊埠預覽：8080」
- 切換至 Cloud Shell 分頁，即可查看其他記錄檔
- 在 Cloud Shell 中按下 CTRL + C 鍵可停止容器
變更通訊埠
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}
預覽在容器中執行的應用程式
- 點選 Cloud Shell 的「網頁預覽」按鈕
- 按一下「變更通訊埠」
- 輸入 8081
- 按一下 [變更並預覽]
- 在 Cloud Shell 中按下 CTRL + C 鍵可停止容器
6. 推擠
確定容器映像檔能正常運作，並希望讓這個容器能在其他環境和/或其他使用者中執行後，我們就需要將映像檔推送至共用存放區。這項操作應該會在自動化建構管道中發生，但在測試環境中，我們已設定存放區，可以手動推送映像檔。
將 Dockerfile 修訂版本推送至 sample-app 存放區
cd ${HOME}/sample-app
export IMAGE_TAG=$(git rev-parse --short HEAD)
git push
為映像檔標記 Artifact Registry
docker tag sample-app:${IMAGE_TAG} \
us-central1-docker.pkg.dev/${GOOGLE_CLOUD_PROJECT}/apps/sample-app:${IMAGE_TAG}
設定 Artifact Registry 的憑證
gcloud auth configure-docker us-central1-docker.pkg.dev
系統提示時，請Do you want to continue (Y/n)?回答 y，然後按下 Enter 鍵
將映像檔推送至 Artifact Registry
docker push us-central1-docker.pkg.dev/${GOOGLE_CLOUD_PROJECT}/apps/sample-app:${IMAGE_TAG}
輸出
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. 恭喜！
恭喜，您已完成程式碼研究室！
涵蓋內容
- 建立範例應用程式的 Dockerfile
- 建構映像檔
- 在本機以容器的形式執行映像檔
- 已變更容器行為
- 已將映像檔推送至 Artifact Registry