Як спростити веб розробку та деплой за допомогою Docker

автор Illia Haidar 4 Тра, 2023

Мій шлях у веб-розробці починався з традиційних методів роботи з серверним середовищем, де розгортання додатків займало багато часу, а проблеми з конфігурацією середовища були звичним явищем. Зі зростанням проектів я зіткнувся з необхідністю уніфікації робочого оточення для команди розробників. Саме тоді на арену вийшов Docker – потужний інструмент, який допомагає створити ізольоване середовище для розробки, тестування та деплойменту додатків.

У цій статті я детально розповім про Docker, його основні компоненти та переваги, покажу, як налаштувати Docker для веб-проектів, створювати Dockerfile, працювати з Docker Compose та використовувати дану технологію на практиці. Крім того, я поділюся власними порадами, заснованими на роках практичного досвіду, щоб уникнути розповсюджених помилок та проблем.

Що таке Docker?

Docker – це платформа для розробки, доставки та запуску додатків у контейнерах. Контейнеризація дозволяє ізолювати додаток разом з усіма його залежностями, що забезпечує послідовне середовище від розробки до продуктиву. Основна ідея Docker полягає у тому, що ви можете запакувати весь додаток, разом із операційною системою, бібліотеками та налаштуваннями, у єдиний портативний контейнер.

Контейнери забезпечують наступні переваги:

Ізоляція середовищ: кожен контейнер працює незалежно від інших, що зменшує ризик конфліктів між бібліотеками та версіями залежностей.
Масштабованість: завдяки легковаговості контейнерів можна швидко розгортати тисячі екземплярів додатку.
Портативність: один і той же контейнер може працювати на різних платформах без необхідності повторної конфігурації.
Консистентність: використання контейнерів дозволяє підтримувати однакове середовище розробки та деплойменту, що знижує кількість багів, пов’язаних з “it works on my machine”.

Docker швидко став стандартом де-факто для сучасної розробки завдяки своїй здатності зменшувати час налаштування середовища, спрощувати процес деплойменту та покращувати співпрацю в команді.

Переваги використання Docker у веб-розробці

1. Швидке розгортання середовища

Коли я працював над першими проектами, налаштування середовища вимагало чимало часу: встановлення потрібних версій PHP, Node.js, баз даних та інших компонентів. Docker дозволяє створити образ з усіма залежностями, які можна миттєво розгортати на будь-якій машині.

2. Спрощення співпраці в команді

В командних проектах завжди виникає питання: «Чому у мене щось працює, а у колеги – ні?». Завдяки Docker, кожен член команди використовує однакове середовище, що значно знижує кількість конфліктів.

3. Зручність у тестуванні

Контейнери ідеально підходять для автоматизованого тестування. Ви можете легко створити ізольоване середовище для виконання юніт-тестів, інтеграційних тестів або тестів продуктивності, не впливаючи на основну систему розробки.

4. Легка масштабованість

Docker дозволяє швидко масштабувати ваш додаток як в локальному середовищі, так і в хмарних сервісах. Якщо вам потрібно запустити кілька копій додатку для навантажувального тестування або розподіленого деплойменту, Docker забезпечує простий та ефективний спосіб це зробити.

5. Підтримка CI/CD

Інтеграція Docker з CI/CD-процесами значно покращує автоматизацію розгортання. Завдяки Docker-контейнерам, середовище тестування може бути відтворено з однаковими параметрами на кожному етапі – від коміту коду до деплойменту в продуктив.

Встановлення та налаштування Docker

Встановлення Docker

Першим кроком у роботі з Docker є його встановлення. Docker підтримує різні операційні системи, включаючи Windows, macOS та різні дистрибутиви Linux. У цьому розділі я коротко опишу процес встановлення на Ubuntu та Windows.

Для Ubuntu

Оновіть систему:

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

Встановіть необхідні пакети:

sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl gnupg lsb-release

Додайте офіційний GPG-ключ Docker:

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg

Налаштуйте репозиторій:

echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

Встановіть Docker Engine:

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

Перевірте установку:
```
sudo docker run hello-world
```

Для Windows

Завантажте Docker Desktop з офіційного сайту Docker та запустіть інсталятор.
Дотримуйтесь інструкцій інсталятора. Після завершення установки, Docker Desktop автоматично запуститься.
Перевірте встановлення через командний рядок або PowerShell:
```
docker run hello-world
```

Налаштування Docker

Після встановлення Docker важливо налаштувати його відповідно до ваших потреб. Ось декілька корисних рекомендацій:

Додавання користувача до групи docker: Щоб уникнути використання sudo кожного разу, додайте свого користувача до групи docker:
```
sudo usermod -aG docker $USER
```
Після цього вийдіть із системи та увійдіть знову.
Налаштування Docker Desktop: У Docker Desktop можна змінити налаштування ресурсів (CPU, пам’ять, дисковий простір) для контейнерів. Це особливо важливо для проектів, що потребують значних ресурсів.
Конфігурація проксі та реєстрів: Якщо ви працюєте в корпоративному середовищі, можливо, знадобиться налаштувати проксі-сервер або додаткові реєстри для зберігання образів.

Створення Dockerfile: основи та приклади

Dockerfile – це основний інструмент для створення Docker-образів. У цьому розділі я розповім, як створити базовий Dockerfile для веб-додатку, пояснюючи кожну команду та її призначення.

Базова структура Dockerfile

Кожен Dockerfile починається з команди FROM, яка вказує базовий образ. Далі використовуються команди для копіювання файлів, встановлення залежностей та налаштування оточення.

Приклад Dockerfile для простого Node.js додатку:

FROM node:14

# Встановлюємо робочу директорію
WORKDIR /app

# Копіюємо файл package.json та package-lock.json для встановлення залежностей
COPY package*.json ./

# Встановлюємо залежності
RUN npm install

# Копіюємо решту коду додатку
COPY . .

# Відкриваємо порт, який буде використовуватись додатком
EXPOSE 3000

# Визначаємо команду для запуску додатку
CMD ["npm", "start"]

Детальний розбір Dockerfile

FROM node:14
Ця команда встановлює базовий образ з Node.js версії 14. Завдяки цьому, усі залежності Node.js будуть доступні у середовищі контейнера.
WORKDIR /app
Визначає робочу директорію всередині контейнера. Усі наступні команди виконуватимуться з цього каталогу.
COPY package*.json ./
Копіює файли package.json та package-lock.json з локальної машини у робочу директорію контейнера. Це дозволяє використати кешування при встановленні залежностей.
RUN npm install
Виконує установку залежностей додатку. Оскільки файли package.json вже скопійовані, ця команда виконується лише тоді, коли відбуваються зміни у списку залежностей.
COPY . .
Копіює весь вихідний код додатку у контейнер.
EXPOSE 3000
Відкриває порт 3000, на якому буде працювати додаток. Це необхідно для доступу до сервісу ззовні контейнера.
CMD [“npm”, “start”]
Вказує команду, яка буде виконана при запуску контейнера. У цьому випадку це запуск Node.js додатку.

Цей приклад Dockerfile є базовим, але його можна модифікувати для задоволення більш складних потреб, таких як використання багатоступеневого збірника (multi-stage build), оптимізація кешування залежностей чи інтеграція з іншими сервісами.

Docker Compose: організація мультиконтейнерних додатків

У сучасних веб-проектах часто зустрічається необхідність запускати декілька сервісів одночасно – наприклад, веб-сервер, базу даних, кеш-систему та інші компоненти. Для цього ідеально підходить Docker Compose, який дозволяє описати мультиконтейнерне середовище за допомогою єдиного файлу docker-compose.yml.

Приклад файлу docker-compose.yml

Ось приклад конфігурації для проекту, який складається з веб-сервера (Node.js) та бази даних (MongoDB):

version: '3.8'

services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - .:/app
    depends_on:
      - mongo

  mongo:
    image: mongo:4.4
    ports:
      - "27017:27017"
    volumes:
      - mongo-data:/data/db

volumes:
  mongo-data:

Розбір файлу docker-compose.yml

version: Вказує версію синтаксису Docker Compose. Нова версія забезпечує підтримку сучасних можливостей та оптимізацію.
services: Опис сервісів, які необхідно запустити.
web: Описує сервіс веб-додатку:
- build: означає, що для створення образу буде використано Dockerfile, що знаходиться у поточній директорії.
- ports: перенаправлення портів з контейнера на хост.
- volumes: монтування локальної директорії в контейнер для забезпечення можливості гарячого оновлення коду.
- depends_on: визначає, що сервіс web залежить від mongo і буде запущений після нього.
mongo: Описує сервіс бази даних MongoDB:
- image: використовує офіційний образ MongoDB.
- volumes: монтування даних, щоб забезпечити збереження інформації навіть після перезапуску контейнера.
volumes: Визначає зовнішній том для зберігання даних MongoDB.

За допомогою Docker Compose я зміг значно спростити процес організації складних середовищ, де кожен сервіс працює у своєму ізольованому контейнері, але разом формує єдину екосистему.

Практичні приклади використання Docker у веб-розробці

Розгортання локального середовища розробки

Одним із найбільших викликів для розробників завжди було налаштування однакового середовища на всіх машинах команди. Використовуючи Docker, я створив стандартне середовище, яке включало веб-сервер, базу даних та інші необхідні сервіси. Це дозволило уникнути класичних проблем з “невідповідністю версій” та забезпечило швидке підключення нових учасників команди до проекту.

Автоматизоване тестування та CI/CD

За допомогою Docker я налаштував конвеєр CI/CD, де кожна збірка проходила тести в ізольованому середовищі. Використовуючи Docker Compose, я зміг створити тестове середовище, яке точно відповідало продуктивному, що зменшило кількість помилок при деплойменті.

Мікросервісна архітектура

У проектах, де використовувалася мікросервісна архітектура, Docker став незамінним інструментом. Кожен сервіс мав свій Dockerfile, а Docker Compose дозволяв координувати їхню взаємодію. Це не лише спрощувало розробку, а й забезпечувало швидкий та ефективний деплоймент у хмарних середовищах.

Розгортання у хмарі

Перехід від локальної розробки до хмарного середовища часто супроводжується додатковими труднощами в налаштуванні інфраструктури. Docker дозволяє створювати портативні образи, які легко деплоїться у будь-якому середовищі: від AWS до Google Cloud та інших платформ. Завдяки цьому я зміг стандартизувати процес розгортання і забезпечити швидкий перехід з розробки до продуктиву.

Кращі практики та розповсюджені помилки

Розповсюджені помилки

Неправильне використання томів (volumes): Невірне монтування томів може призвести до проблем із синхронізацією даних між хостом та контейнером. Ретельно плануйте, які директорії потрібно монтувати.
Невикористання .dockerignore: Ігнорування непотрібних файлів за допомогою файлу .dockerignore допомагає зменшити розмір образу та пришвидшити процес збірки.
Неоптимізована структура Dockerfile: Занадто велика кількість шарів у Dockerfile може негативно вплинути на продуктивність. Слідкуйте за тим, щоб команди були оптимізовані та об’єднані там, де це можливо.

Висновки та перспективи розвитку

Docker радикально змінив спосіб, у який ми підходимо до розробки, тестування та деплойменту веб-додатків. Завдяки контейнеризації, я зміг досягти значного підвищення продуктивності, спростити співпрацю в команді та забезпечити стабільність середовища на всіх етапах життєвого циклу додатку.

За моїм досвідом, основними перевагами Docker є:

Ізоляція середовища, що забезпечує консистентність роботи додатку незалежно від платформи.
Покращена співпраця між розробниками, тестувальниками та DevOps-інженерами.
Простота масштабування та інтеграції з хмарними платформами.
Ефективна підтримка CI/CD процесів, що дозволяє швидко виявляти та усувати баги.

Перспективи розвитку технологій контейнеризації надзвичайно багатообіцяючі. Нові версії Docker, а також інструменти для управління оркестрацією (наприклад, Kubernetes), дозволяють ще більше оптимізувати робочі процеси. Особисто я планую подальше дослідження інтеграції Docker з безсерверними обчисленнями, автоматизованими тестовими середовищами та мікросервісними архітектурами, щоб забезпечити максимально ефективний процес розробки та деплойменту.

Завдяки Docker, я впевнений, що майбутнє веб-розробки буде ще більш гнучким, масштабованим та автоматизованим. Якщо ви ще не почали використовувати контейнеризацію у своїх проектах, рекомендую звернути увагу на Docker – цей інструмент може стати вашим найкращим помічником у досягненні високої якості та стабільності додатків.