本章介紹新的 Docker 指令，並說明如何在主機系統與容器化應用程式之間共享資料。學習何時以及如何使用持久化 volume，並存取主機檔案系統。

Docker 指令進階篇

快速查看說明

現有的容器

自動清理容器

掛載主機檔案系統

將檔案傳入正在執行的容器

消失，但未被遺忘

不同方法，同樣結果

永久性磁碟區

建立容器的 volume

不同容器，共用同一個 volume

指令與檔案系統

學習如何在 Docker 中暴露網路服務、建立 Docker 網路，並在 Dockerfile 中維護網路設定。

網路基礎複習

我的 IP 是什麼？

有效的連接埠

在 Docker 中提供網路服務

對應連接埠

多個容器可以共用同一個主機連接埠嗎？

使用 Dockerfile 公開連接埠

選項好多

對映容器連接埠

使用臨時連接埠對應

Docker 網路

建立一個 Docker 網路

將容器加入網路

IP 範圍

移除容器網路

網路

學習使用 Docker 的進階映像管理與建置工具，建立精簡且高效的容器映像。建立可在不同處理器架構上執行的多平台映像。

最佳化 Docker 映像

聚焦你的考量

探索 Docker 映像檔

判斷最適合使用的映像

理解層（layers）

層層堆疊的蛋糕

有幾層？

多階段建置

單階段建置

理解多階段建置（multi-stage builds）

多平台建置

多平台步驟

建置進階容器映像

將 Docker 的 volume、網路與容器管理能力整合為多容器應用程式，並使用 Docker Compose。透過 docker-compose.yml 檔更新與管理應用程式部署。

Docker Compose 簡介

使用 Docker Compose 管理應用程式

疑難排解：應用程式啟動

建立 compose.yaml 檔案

撰寫 compose.yaml 檔案

辨識章節

有多少個資源？

Docker Compose 的相依性與疑難排解

資源啟動順序

相依性計算

關閉順序

FROM python:3.12-alpine3.19
WORKDIR /code
RUN apk add --no-cache gcc musl-dev linux-headers
COPY requirements.txt requirements.txt
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .
CMD ["python3", "app.py"]


import time
import redis

cache = redis.Redis(host='redis', port=6379, socket_timeout=1)

def get_hit_count():
  retries = 5
  while True:
    try:
      return cache.incr('hits')
    except redis.exceptions.ConnectionError as exc:
      if retries == 0:
        raise exc
      retries -= 1
      time.sleep(0.5)

def hello():
  count = get_hit_count()
  return f'Successfully communicated {count} times.\n'

for i in range(0, 5):
  print(f"{hello()}")


services:
  app:
    build: .
  redis:
    image: "redis:alpine3.20"
    depends_on:
      - app


services:
  app:
    build: .
    depends_on:
      - redis
  redis:
    image: "redis:alpine3.20"


# Solution Steps:
  # 1. Run `docker compose up -d` to start the services
  # 2. Use `docker compose logs` to view the startup logs and identify errors
  # 3. Examine the compose.yaml file to find the dependency issue
  # 4. Update the compose.yaml to move depends_on from redis to app service
  # 5. Run `docker compose down` to stop all services
  # 6. Rerun `docker compose up -d` and verify you see "Successfully communicated" messages

疑難排解相依性

在 Docker 中建立資料服務

import duckdb
from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route("/tripcount")
def returndata():
  cursor = duckdb.connect()
  try:
    count = cursor.execute("select count(*) from read_parquet('/data/*.parquet')").fetchall()[0][0]
    return f"Total trips: {count}"
  except duckdb.duckdb.IOException:
    return f"Data files are not present", 503

@app.route("/first")
def returnfirst():
  cursor = duckdb.connect()
  try:
    first = cursor.execute("select min(tpep_pickup_datetime) from read_parquet('/data/*.parquet')").fetchall()[0][0]
    return f"First pickup: {first:%Y/%m/%d}" 
  except duckdb.duckdb.IOException:
    return f"Data files are not present", 503

@app.route("/last")
def returnlast():
  cursor = duckdb.connect()
  try:
    last = cursor.execute("select max(tpep_pickup_datetime) from read_parquet('/data/*.parquet')").fetchall()[0][0]
    return f"Last pickup: {last:%Y/%m/%d}" 
  except duckdb.duckdb.IOException:
    return f"Data files are not present", 503


FROM python:3.12-alpine3.19

#
# NOTE: Application reads contents of /data in container
# If not found, application returns errors.
# 

WORKDIR /app
ENV FLASK_RUN_HOST=0.0.0.0

COPY code/app.py .
COPY code/requirements.txt .

RUN pip install -r requirements.txt --root-user-action=ignore

EXPOSE 5000

CMD ["flask", "run"]


STATUS_CODE=$(curl --silent --head http://localhost:5000/tripcount | awk '/^HTTP/{print $2}')

if [ "$STATUS_CODE" == "503" ]; then
  echo "ERROR ACCESSING DATA SERVICE - PLEASE VERIFY DATA IS PRESENT"
  echo "Did you use a -v flag with your docker run command?"
elif [ "$STATUS_CODE" == "200" ]; then
  echo "SUCCESSFULLY ACCESSED DATA SERVICE!"
else
  echo "ERROR ACCESSING DATA SERVICE - PLEASE VERIFY SERVICE IS RUNNING"
  echo "Did you start your container with a -p flag?"
fi
  


There are several steps required to complete this exercise:

- Build the dataservice container using the following command in the terminal:

docker build . -t dataservice

- Run an instance of the Docker container as follows:

docker run -d -p5000:5000 -v ~/workspace/datasets:/data dataservice

- Verify that the service is working by running the ./app_test.sh on the terminal


建立資料服務後端

加入資料用戶端

services:
  ____:
    image: dataservice
    volumes:
      - /home/repl/datasets:/data
    networks: 
      data_net:
        ipv4_address: 10.11.12.2

  dataclient:
    image: ____
    depends_on: 
      - ____
    networks:
      data_net:
        ipv4_address: 10.11.12.3

# Ignore everything below this line
networks:
  data_net:
    driver: macvlan
    ipam:
      config:
        - subnet: "10.11.12.0/24"
    


services:
  dataservice:
    image: dataservice
    volumes:
      - /home/repl/workspace/datasets:/data
    networks: 
      data_net:
        ipv4_address: 10.11.12.2

  dataclient:
    image: dataclient
    depends_on: 
      - dataservice
    networks:
      data_net:
        ipv4_address: 10.11.12.3

# Ignore everything below this line
networks:
  data_net:
    driver: macvlan
    ipam:
      config:
        - subnet: "10.11.12.0/24"
    


- Update the compose.yaml file as shown.
- Run the following command:

  docker compose up -d
  
- Run the command:

  docker compose logs dataclient


使用 Docker Compose 定義完整應用程式

恭喜！

Docker Compose

本課程延續「Introduction to Docker」課程中關於 Docker 與容器化的基礎。你將在先前概念與工具之上，進一步學習容器映像管理與最佳化、網路設定、檔案系統溝通，以及多平台與多容器應用程式。完成後，你將能夠：

- 建立 multi-stage build，以最佳化容器化應用程式的大小、安全性與可重用性。
- 使用 Docker 的網路工具與概念，讓容器之間能互相通訊，並對本機網路與外部世界提供網路服務。
- 透過 Docker 的檔案系統掛載與 volume，在容器與主機之間共享檔案與資料。
- 使用 Docker Compose 建立多容器的應用程式部署，大幅簡化資料科學與工程環境中常見複雜工具的設定。

如果你已經用過並建立過一些簡單的容器，且想要強化開發、測試與發佈的工具箱，這門課將最有幫助。我們期待在你學習 Docker 的過程中提供指引。

本課程在「Introduction to Docker」課程所學基礎上，進一步深入探討容器化的概念與相關工具。 我們將深入探討進階主題，包括容器映像管理、網路設定、檔案系統通訊，以及多平台與多容器應用程式的開發。
<h2>優化容器化應用程式</h2>
學習如何建立多階段建置，以提升容器化應用程式的體積優化、安全性與可重複使用性。 透過實作練習，掌握最佳化容器映像檔的技巧，確保在各種環境中能有效部署與管理。
<h2>使用 Docker Compose 強化容器部署</h2>
了解如何運用 Docker 網路工具與概念，促進容器間的通訊，並為本地及外部網路提供網路服務。 探索檔案系統掛載與磁碟區，實現容器與主機之間的無縫資料共享。 此外，您將熟練掌握 Docker Compose，用於協調多容器應用程式的部署，簡化在資料科學與工程環境中常見的複雜工具設定流程。
<h2>賦能開發與部署</h2>
本課程將為您提供提升開發、測試與部署流程所需的關鍵技能。 雖然不是必須，但如果您曾經使用過並建立過一些簡單的容器，將能從本課程中獲得最大的收穫。 在本課程結束時，您將具備優化容器化應用程式、簡化容器間通訊，以及輕鬆部署多容器應用程式的知識與工具，讓您在 Docker 學習之路上更加得心應手。

Introduction to Docker

掌握多階段構建、Docker網絡工具和Docker Compose，優化容器化應用程式！

Docker 中級

精通多階段建置、Docker 網路工具與 Docker Compose，打造高效容器化應用！

疑難排解相依性

Docker 中級

動手互動練習