Making Real Projects with Docker

Project Outline

在這一節的內容中，會使用 Docker 容器來實際打包一個簡單的 Node.js 網路應用程式專案。大致上可以分為以下步驟：

1. 創建 Node.js 網路應用程式
2. 創建 Dockerfile
3. 使用 docker build 創建 Docker 映像
4. 使用 Docker 映像創建並運行容器實例
5. 開放網路連接

在內容中會有一部份是錯誤的使用方式，這部份會進行強調與說明。

Setup Node Server

首先在專案資料夾下建立 index.js 和 package.json 檔：

const express = require('express');
const app = express();

app.get('/', (req, res) => {
  res.send('How are you doing');
});

app.listen(8080, () => {
  console.log('Listening on port 8080');
});

{
  "dependencies": {
    "express": "*"
  },
  "scripts": {
    "start": "node index.js"
  }
}

Planned Error: NPM NOT FOUND

在創建好 index.js 和 package.json 之後，在目錄下創建一個 Dockerfile 檔案：

# Specify a base image
FROM alpine

# Install some dependencies
RUN npm install

# Default command
CMD ["npm", "start"]

執行 docker build . 命令時，系統會返回 /bin/sh: npm: not found 的錯誤訊息。

這是由於我們所選擇的基礎映像 alpine 並不包含 npm 指令。我們可以選擇其他的映像，比如 node 或是使用帶有標籤的 node:alpine。

目前 Docker 官方推薦使用安全且輕量的 Alpine Linx 代替其他作業系統作為基礎映像。他的容量僅僅只有 5 MB 左右，能夠提昇下載速度，並且提高主機之間的切換方便性，也佔用較少的硬碟空間。

Planned Error: NO SUCH FILE

我們將選擇的基礎映像改為已經含有 npm 命令的 node:alpine：

# Specify a base image
FROM node:alpine

# Install some dependencies
RUN npm install

# Default command
CMD ["npm", "start"]

執行 docker build . 命令時，此時系統會返回 no such file or directory, open '/package.json' 的錯誤訊息。

這是由於容器在創建時，所有的檔案系統與內容都來自於基礎映像的快照（snapshot），也就是說我們在專案資料夾中的 index.js 和 package.json 並不存在於容器所認知的檔案系統中。為了解決這個問題，我們要將專案文件夾中的檔案，在容器被創建時一併複製一份進去：

# Specify a base image
FROM node:alpine

# Install some dependencies
COPY ./ ./
RUN npm install

# Default command
CMD ["npm", "start"]

接著創建映像並運行容器：

$ docker build -t hsins/simpleweb .
$ docker run hsins/simpleweb

Container Port Mapping

此時我們如果直接訪問 http://localhost:8080/ 是不會有任何結果的，因為網頁應用所啟用的通訊埠（port）是在容器內，還需要進行通訊埠轉發（Port Mapping）。通訊埠轉發並不會在 Dockerfile 中進行設定，而是針對容器進行設定：

# docker run -p <LOCAL_PORT>:<CONTAINER_PORT> <IMAGE_NAME>
$ docker run -p 8080:8080 hsins:simpleweb

Specifying a Working Directory

到目前為止，還有一個美中不足的就是我們並沒有指定工作目錄。這樣一來所有複製的檔案，以及容器運行後的進入點會是系統根目錄，倘若我們要複製的檔案或文件夾與之衝突，會被覆蓋掉而造成錯誤，也有安全性的問題。我們應該在 Dockerfile 中設定工作目錄：

# Specify a base image
FROM node:alpine

WORKDIR /usr/app

# Install some dependencies
COPY ./ ./
RUN npm install

# Default command
CMD ["npm", "start"]

Minimizing Cache Busting and Rebuilds

容器的運行來自於映像的快照，而映像中的所有內容與設定是 docker build 時根據 Dockerfile 與專案文件夾下的內容所決定的，倘若今天修改了 index.js 的內容，我們必須重新運行一次 docker build 來生成映像。為了能夠加快映像的生成，我們可以善用緩存：

# Specify a base image
FROM node:alpine

WORKDIR /usr/app

# Install some dependencies
COPY ./package.json ./
RUN npm install
COPY ./ ./

# Default command
CMD ["npm", "start"]

注意我們在執行 npm install 之前複製 package.json，而其餘檔案則在 npm install 之後才進行複製。也就是說，當重新運行 docker build 時，如果 package.json 中的內容沒有變動，會直接使用緩存來加速映像的創建。