門外漢的 Docker 小試身手

在開始之前，如果你還不知道什麼是 Docker，可以先看看官方網站的 Online Tutorial，就能初步瞭解 Docker 的基本作用與操作。

近來由於 Docker 1.0 的釋出，出現了不少 Docker 的新聞或文件，時不時地，Docker 這名詞就會跳到眼前，就如同對Y Combinator的好奇與挑戰中因為好奇心而用 Python 實現 Y Combinator，我也抽空看了一下 Docker 的一些東西。

看完之後覺得還蠻有趣的，輕量級虛擬化、自動建構、有版本控制的環境部署、Docker hub，我就想到找個小目標來挑戰一下…後來想到，用 Docker 來做個 Java Tutorial 的課程環境好像不錯？因為 …

輕量級虛擬化：啟動容器（Container）的速度很快，每次重新啟動容器後，都是個乾淨的環境。
自動建構：寫個 Dockerfile 進行自動建構課程環境，中間就可以去做別的事了。
版本控制：每個課程練習環境與成果可以 commit 為一個版本，蠻方便的。
Docker hub：運作機制就像 Github，要取得環境很方便。那麼，部署小試的幾個任務就先訂為：
在 Ubnutu LTS 14.04 中安裝 Docker 1.0。
Pull 一個 Ubuntu LTS 12.04，也就是 Java Tutorial 中的作業系統。
建構 Java Tutorial 第一堂（2）準備課程環境的環境。
將部署好的環境 Commit 為 caterpillar/java-tutorial。
Push 至 Docker hub。
在容器中完成 Java Tutorial 第三堂（3）使用 Servlet、JSP 開發 Web 應用程式的練習。
使用 Ubnutu LTS 14.04 的瀏覽器觀看成果。

安裝 Docker 與 Pull Image

第一個任務主要是按照官方的 Installation 進行，其中介紹了各種作業系統上如何安裝 Docker，我按照的是 Ubuntu Trusty 14.04 (LTS) (64-bit) 中的步驟依序完成安裝，接著直接來個 Hello, World …

sudo docker run ubuntu:12.04 echo 'Hello, World'

要執行 docker 指令，許多動作都需要存取系統權限的資源，因此要搭配 sudo，docker run 會以指定的 Image 啟動一個容器並運行指定的指令，這邊指定的是 ubuntu:12.04 的 echo 指令，由於目前系統上還沒有 ubuntu:12.04 的 Image，因此會看到下載 Image 的提示，完成後顯示 Hello, World …

Unable to find image 'ubuntu:12.04' locally
Pulling repository ubuntu
ebe4be4dd427: Download complete 
511136ea3c5a: Download complete 
4d289a435341: Download complete 
994db1cb2425: Download complete 
f86a812b1308: Download complete 
0b628db0b664: Download complete 
Hello, World

想要知道現在系統上有哪些 Image，可以執行 docker images：

sudo docker images

REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
ubuntu              12.04               ebe4be4dd427        4 days ago          210.6 MB

你可以使用 docker search 來搜尋官方的 Image，或者使用瀏覽器至 Docker Registry Search 中搜尋，想要直接 Pull 指定的 Image，可以執行 docker pull 並加上 Image 名稱。

容器環境與 commit

先來指定 ubuntu:12.04 運行一個容器，執行 bash 並在其中裝個 wget 試試：

sudo docker run -t -i ubuntu:12.04 bash


root@37733a045f92:/# apt-get install wget
Reading package lists... Done
... 略
ldconfig deferred processing now taking place
root@37733a045f92:/# exit

執行 docker run 時，-t 在容器中建立了一個終端機，-i 建立與容器標準輸入（STDIN）的互動連結，接下來你就可以在 bash 中進行指令操作了，終端機提示 root@37733a045f92 中，37733a045f92 是目前的容器 ID。

接下來離開 bash 後，重新執行 docker run -t -i ubuntu:12.04 bash，又是原來乾淨的環境了…XD

如果你想要保存在容器中的變更，必須進行 commit，你可以如上進入 bash、安裝 wget，在離開容器之前，在另一個終端機執行 docker ps，查看目前正在運行的容器狀態：

sudo docker ps

CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
30f63c6e8d15        ubuntu:12.04        bash                12 seconds ago      Up 12 seconds                           stoic_nobel

容器 ID 為 30f63c6e8d15，你可以對照一下容器中 bash 的提示，兩個是對應的，想要 commit 變更，在執行 docker ps 的終端機中執行：

sudo docker commit -m="Added wget" -a="Justin Lin" 30f63c6e8d15 caterpillar/java-tutorial

a721d68a588ab4932a5d9881041bec3fac6c5ae6fc26e0f9c459fa08f8ce4f16

sudo docker images

REPOSITORY                  TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
caterpillar/java-tutorial   latest              a721d68a588a        8 seconds ago       212 MB
ubuntu                      12.04               ebe4be4dd427        4 days ago          210.6 MB

執行 docker commit 成功後，會顯示 commit ID，透過執行 docker images，你可以知道這就是 Image ID，接下來你可以從容器中離開了，執行 sudo docker run -i -t caterpillar/java-tutorial bash，啟用的容器中就已經是安裝有 wget 的環境。

Push 至 Docker hub

在繼續之前，來看看怎麼將你的 Image 放到 Docker hub，你得先在上頭註冊一個帳號，接著回到你的終端機，使用 docker login 登入，然後執行 docker push：

sudo docker login
Username: caterpillar
Password: 
Email: caterpillar@openhome.cc
Login Succeeded
~$ sudo docker push caterpillar/java-tutorial
The push refers to a repository [caterpillar/java-tutorial] (len: 1)
Sending image list
Pushing repository caterpillar/java-tutorial (1 tags)
511136ea3c5a: Image already pushed, skipping 
4d289a435341: Image already pushed, skipping 
994db1cb2425: Image already pushed, skipping 
f86a812b1308: Image already pushed, skipping 
0b628db0b664: Image already pushed, skipping 
ebe4be4dd427: Image already pushed, skipping 
a721d68a588a: Image successfully pushed 
Pushing tag for rev [a721d68a588a] on {https://registry-1.docker.io/v1/repositories/caterpillar/java-tutorial/tags/latest}

注意！請與先前 Pull 時的訊息比較一下，你會發現 Docker 會比對 Hub 上現有的 Image，不會把你 Local 的 Image 整個上傳，上傳的只有變更的部份，也就是 Image ID 為 a721d68a588a 的 caterpillar/java-tutorial。

使用 Dockerfile 自動建構

要自己一個一個在容器中部署環境，當然是很麻煩的一件事，你可以在 Dockerfile 中撰寫部署步驟，例如：

mkdir java-tutorial
cd java-tutorial
~/java-tutorial$ touch Dockerfile

依照 Java Tutorial 第一堂（2）準備課程環境的環境需求，我們在 Dockerfile 中撰寫：

FROM caterpillar/java-tutorial
MAINTAINER Justin Lin <caterpillar@openhome.cc>
RUN apt-get -qq update
RUN apt-get -qqy install vim # 男子漢就是要用 vim !!
RUN apt-get -qqy install unzip
RUN apt-get -qqy install git
RUN apt-get -qqy install openjdk-7-jdk
RUN wget http://services.gradle.org/distributions/gradle-1.7-bin.zip
RUN unzip gradle-1.7-bin.zip
RUN rm gradle-1.7-bin.zip
RUN mv gradle-1.7 /usr/lib
RUN ln -s /usr/lib/gradle-1.7/bin/gradle /usr/bin/gradle
RUN git clone https://github.com/codedata/JavaTutorial.git

接著執行 docker build 進行建構：

~/java-tutorial$ sudo docker build -t="caterpillar/java-tutorial" .
Sending build context to Docker daemon 3.584 kB
Sending build context to Docker daemon 
Step 0 : FROM caterpillar/java-tutorial
 ---> a721d68a588a
Step 1 : MAINTAINER Justin Lin <caterpillar@openhome.cc>
 ---> Using cache
 ---> 7390f7280de3
Step 2 : RUN apt-get -qq update
 ---> Running in 93c3f0184d08
 ---> df3d14686563
Removing intermediate container 93c3f0184d08
Step 3 : RUN apt-get -qqy install vim # 男子漢就是要用 vim !!
 ---> Running in a7be275d92fd
...略

別忘了最後有個 .，這表示 Dockerfile 來自目前的目錄。建構的過程就可以去做別的事了，建構完成之後，會自動 commit。

提供容器環境變數

在上面的建構中，我將 gradle 作了符號連結，這樣就可以不用設定 PATH 環境變數來包括 gradle-1.7/bin/，如果你想要提供環境變數給容器，要在執行容器時使用 -e 指定，例如：

~/java-tutorial$ sudo docker run -t -i -e PATH=/usr/lib/gradle-1.7/bin:$PATH caterpillar/java-tutorial bash
root@f003d03a9bdd:/# echo $PATH
/usr/lib/gradle-1.7/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games
root@f003d03a9bdd:/#

根據 Docker.Taipei 中的討論，上例中，$PATH 將會把 Host 的 PATH 環境變數帶到容器中，而不是 Host 中的 PATH 變數，因此，想要設容器中適用的 PATH 環境變數，可以在 -e 提供容器中的絕對路徑，或者是參考 Docker建cloud9的經驗分享，透過 Dockerfile 的 ENV 去設定容器的環境變數。例如，上面的 Dockerfile 中不使用 RUN ln -s /usr/lib/gradle-1.7/bin/gradle /usr/bin/gradle 設定符號連結的話，可以改加上一句：

ENV PATH /usr/lib/gradle-1.7/bin:${PATH}

連結容器的 Port 至 Host 的 Port

如果你懶得做以上的步驟，可以直接 Pull 我做好的環境：

sudo docker pull caterpillar/java-tutorial

接著執行 docker run -t -i caterpillar/java-tutorial bash，然後進行 Java Tutorial 第三堂（3）使用 Servlet、JSP 開發 Web 應用程式中的練習，那麼該怎麼觀看成果呢？使用 wget 來取得結果頁面是也可以，或者使用個文字瀏覽器，也許像是網路上可以找到文件來安裝個遠端桌面。

這邊使用的方式是，直接將容器的 8080 與 Host 的 8080 連結在一起。例如：

sudo docker run -t -i -p 8080:8080 caterpillar/java-tutorial bash

完成 Java Tutorial 第三堂（3）使用 Servlet、JSP 開發 Web 應用程式中的練習，使用 Host 的瀏覽器連接 http://localhost:8080/BasicWeb/hello?user=caterpillar，你就可以看到成果了：