コンテナと Docker の基礎——仮想化との違い、アーキテクチャ、実践的活用

# Ubuntu
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker.io docker-compose

# macOS (Homebrew)
brew install --cask docker

# Windows
# Docker Desktop をダウンロード
# https://www.docker.com/products/docker-desktop

# バージョン確認
docker --version
docker compose version

# _hello world_ コンテナを実行
docker run hello-world

# コンテナ起動（バックグラウンド）
docker run -d -p 8080:80 --name my-app nginx

# 実行中コンテナ一覧
docker ps

# 全コンテナ一覧（停止含む）
docker ps -a

# コンテナ停止
docker stop my-app

# コンテナ起動（停止済み）
docker start my-app

# コンテナ削除
docker rm my-app

# 強制削除（実行中でも）
docker rm -f my-app

# イメージ一覧
docker images

# イメージダウンロード
docker pull nginx:latest

# イメージ削除
docker rmi nginx:latest

# 使用されていないイメージをクリーンアップ
docker image prune -a

# ログ表示
docker logs my-app

# リアルタイムログ
docker logs -f my-app

# コンテナ内コマンド実行
docker exec -it my-app bash

# リソース使用状況
docker stats

# ベースイメージ
FROM ubuntu:22.04

# メンテナ情報
LABEL maintainer="taro@example.com"

# 環境変数
ENV APP_HOME=/app
ENV NODE_ENV=production

# 作業ディレクトリ
WORKDIR $APP_HOME

# 依存関係インストール
RUN apt-get update && apt-get install -y \
    curl \
    git \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# アプリケーションコピー
COPY package*.json ./
RUN npm ci --only=production

COPY . .

# ポート公開
EXPOSE 3000

# 起動コマンド
CMD ["node", "server.js"]

# CMD: 引数で上書き可能
CMD ["node", "server.js"]
# 実行時: docker run my-app node other.js で上書き可能

# ENTRYPOINT: コマンド固定、引数追加のみ
ENTRYPOINT ["node"]
CMD ["server.js"]
# 実行時: docker run my-app other.js → node other.js

# 本番環境用
FROM node:18-alpine

WORKDIR /app

# 依存関係インストール（キャッシュ活用）
COPY package*.json ./
RUN npm ci --only=production

# アプリケーションコピー
COPY . .

# 非 root ユーザー作成（セキュリティ）
RUN addgroup -g 1001 -S nodejs && \
    adduser -S nodejs -u 1001

USER nodejs

EXPOSE 3000

CMD ["node", "dist/server.js"]

FROM python:3.11-slim

WORKDIR /app

# 依存関係インストール
COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

COPY . .

# 非 root ユーザー
RUN useradd -m -u 1001 appuser && chown -R appuser /app
USER appuser

EXPOSE 8000

CMD ["gunicorn", "--bind", "0.0.0.0:8000", "app:app"]

# ビルドステージ
FROM golang:1.21-alpine AS builder

WORKDIR /app
COPY go.mod go.sum ./
RUN go mod download

COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -o /app/server

# 実行ステージ（最小イメージ）
FROM alpine:latest
RUN apk --no-cache add ca-certificates

WORKDIR /root/
COPY --from=builder /app/server .

EXPOSE 8080
CMD ["./server"]

# ステージ 1: ビルド
FROM node:18 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN npm install && npm run build

# ステージ 2: 本番
FROM nginx:alpine
COPY --from=builder /app/dist /usr/share/nginx/html
EXPOSE 80

version: '3.8'

services:
  # Web アプリケーション
  web:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - NODE_ENV=production
      - DATABASE_URL=postgres://user:pass@db:5432/myapp
    depends_on:
      - db
    volumes:
      - ./app:/app
      - /app/node_modules
    restart: unless-stopped

  # データベース
  db:
    image: postgres:15-alpine
    environment:
      - POSTGRES_USER=user
      - POSTGRES_PASSWORD=pass
      - POSTGRES_DB=myapp
    volumes:
      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data
    restart: unless-stopped

  # 認証・認可（オプション）
  redis:
    image: redis:7-alpine
    restart: unless-stopped

volumes:
  postgres_data:

# 全サービス起動（バックグラウンド）
docker compose up -d

# 起動 + ビルド
docker compose up -d --build

# サービス停止
docker compose down

# ログ表示
docker compose logs -f

# 特定サービスのみ起動
docker compose up -d web

# サービス再起動
docker compose restart web

# コンテナ内に入る
docker compose exec web bash

services:
  db:
    image: postgres:15
    volumes:
      # 名前付きボリューム（推奨）
      - db_data:/var/lib/postgresql/data

      # バインドマウント（開発用）
      - ./init.sql:/docker-entrypoint-initdb.d/init.sql

  web:
    build: .
    volumes:
      # 開発：ホストコードをマウント
      - ./src:/app/src
      # node_modules はコンテナ内を使用
      - /app/node_modules

volumes:
  db_data:

services:
  web:
    build: .
    networks:
      - frontend
      - backend

  api:
    build: ./api
    networks:
      - backend

  db:
    image: postgres
    networks:
      - backend

networks:
  frontend:
  backend:
    internal: true  # 外部からアクセス不可

# ログイン
docker login

# イメージタグ付け
docker tag my-app:latest username/my-app:1.0.0

# プッシュ
docker push username/my-app:1.0.0

# プル
docker pull username/my-app:1.0.0

# docker-compose.yml
version: '3.8'
services:
  registry:
    image: registry:2
    ports:
      - "5000:5000"
    volumes:
      - registry_data:/var/lib/registry
    environment:
      - REGISTRY_STORAGE_DELETE_ENABLED=true

volumes:
  registry_data:

# ❌ root で実行
FROM node:18
USER root

# ✅ 非 root ユーザー
FROM node:18
RUN adduser -S appuser
USER appuser

# ❌ 不明なベース
FROM random-user/custom-image

# ✅ 公式イメージ
FROM node:18-alpine
FROM python:3.11-slim

# ❌ 最新版（予測不能）
FROM node:latest

# ✅ バージョン固定
FROM node:18.17.0-alpine

# ❌ Dockerfile に埋め込み
ENV API_KEY=secret123

# ✅ ビルド時引数（イメージに残らない）
ARG API_KEY
RUN echo $API_KEY > /tmp/config

# ✅ 実行時環境変数
# docker run -e API_KEY=secret123

# Docker Scout（公式）
docker scout cve my-app:latest

# Trivy（サードパーティ）
trivy image my-app:latest

# 使用ポート確認
lsof -i :80

# または別ポート使用
docker run -p 8080:80 nginx

# 不要なコンテナ・イメージ削除
docker system prune -a

# ボリューム確認
docker system df

HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=5s --retries=3 \
  CMD curl -f http://localhost:3000/health || exit 1

services:
  web:
    build: .
    logging:
      driver: "json-file"
      options:
        max-size: "10m"
        max-file: "3"

services:
  web:
    build: .
    restart: unless-stopped  # 手動停止まで自動再起動
    # または
    # restart: on-failure:5  # 失敗時最大 5 回