Docker
2025.07.05
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Docker完全ガイド：概要から実践まで

Contents

1 1. Dockerとは何か
- 1.1 1.1 仮想化との違い
2 2. Dockerの特徴
3 3. Dockerの歴史
4 4. 使用方法
5 5. 関連フレームワークとツール
6 6. コーディング例
7 7. ベストプラクティス
8 8. まとめ

1. Dockerとは何か

Dockerは、アプリケーションとその依存関係を軽量なコンテナにパッケージ化し、どこでも実行できるようにするコンテナ化プラットフォームです。「Build once, run anywhere」（一度構築すれば、どこでも実行）の理念のもと、開発者が環境の違いを気にすることなく、一貫したアプリケーションの実行環境を提供します。

1.1 仮想化との違い

従来の仮想化技術（VMware、VirtualBoxなど）では、ハードウェア全体を仮想化し、各仮想マシンが独自のOSを持ちます。一方、Dockerはホストマシンのカーネルを共有し、アプリケーションレベルでの仮想化を実現します。これにより、軽量で高速な起動が可能になります。

2. Dockerの特徴

2.1 軽量性

コンテナは仮想マシンよりもはるかに軽量
秒単位での起動・停止が可能
リソース使用量が最小限

2.2 ポータビリティ

開発環境、テスト環境、本番環境での一貫性を保証
異なるホストマシンで同じように動作
クラウドプロバイダー間での移植性

2.3 スケーラビリティ

負荷に応じた自動スケーリング
マイクロサービスアーキテクチャとの親和性
オーケストレーション技術との連携

2.4 イミュータビリティ

コンテナイメージは不変
一度作成されたイメージは変更されない
環境の一貫性を保証

2.5 隔離性

アプリケーション間の分離
セキュリティの向上
依存関係の競合を回避

3. Dockerの歴史

3.1 誕生と初期の発展

2013年3月: Solomon Hykes率いるdotCloudによってDockerが発表
2013年10月: Docker Inc.として独立
2014年6月: Docker 1.0リリース

3.2 主要なマイルストーン

2014年: Docker Hubのローンチ
2015年: Docker Composeの統合
2016年: Docker Swarmの発表
2017年: Docker CEとDocker EEの分離
2019年: Docker Desktop for Windowsの改良
2020年: Dockerのオープンソース化推進

3.3 現在の状況

Dockerは現在、コンテナ化技術の事実上の標準となり、Kubernetes、Amazon ECS、Google Cloud Runなど、多くのクラウドサービスで採用されています。

4. 使用方法

4.1 基本的なDockerコマンド

# Docker バージョン確認
docker --version

# イメージの検索
docker search nginx

# イメージのダウンロード
docker pull nginx

# イメージ一覧の表示
docker images

# コンテナの実行
docker run -d -p 8080:80 nginx

# 実行中のコンテナ一覧
docker ps

# 全てのコンテナ一覧
docker ps -a

# コンテナの停止
docker stop <コンテナID>

# コンテナの削除
docker rm <コンテナID>

# イメージの削除
docker rmi <イメージID>

4.2 Dockerfileの基本

# ベースイメージの指定
FROM node:18-alpine

# 作業ディレクトリの設定
WORKDIR /app

# パッケージファイルのコピー
COPY package*.json ./

# 依存関係のインストール
RUN npm install

# アプリケーションのコピー
COPY . .

# ポートの公開
EXPOSE 3000

# 実行コマンド
CMD ["npm", "start"]

4.3 Docker Composeの使用

version: '3.8'

services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - .:/app
    depends_on:
      - db
    environment:
      - NODE_ENV=development

  db:
    image: postgres:13
    environment:
      - POSTGRES_DB=myapp
      - POSTGRES_USER=user
      - POSTGRES_PASSWORD=password
    volumes:
      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data

volumes:
  postgres_data:

5. 関連フレームワークとツール

5.1 オーケストレーションツール

Kubernetes

大規模なコンテナ管理
自動スケーリング
サービスディスカバリー
ローリングアップデート

Docker Swarm

Dockerネイティブのオーケストレーション
簡単なセットアップ
内蔵ロードバランサー

5.2 CI/CDツール

GitHub Actions

name: Docker Build and Push

on:
  push:
    branches: [ main ]

jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    steps:
    - uses: actions/checkout@v2
    - name: Build Docker image
      run: docker build -t myapp .
    - name: Push to registry
      run: docker push myapp

GitLab CI

stages:
  - build
  - deploy

build:
  stage: build
  script:
    - docker build -t $CI_REGISTRY_IMAGE:$CI_COMMIT_SHA .
    - docker push $CI_REGISTRY_IMAGE:$CI_COMMIT_SHA

5.3 監視・ログ管理

Prometheus + Grafana

version: '3.8'

services:
  prometheus:
    image: prom/prometheus
    ports:
      - "9090:9090"
    volumes:
      - ./prometheus.yml:/etc/prometheus/prometheus.yml

  grafana:
    image: grafana/grafana
    ports:
      - "3000:3000"
    depends_on:
      - prometheus

6. コーディング例

6.1 Node.js Webアプリケーション

app.js

const express = require('express');
const app = express();
const port = process.env.PORT || 3000;

app.get('/', (req, res) => {
  res.json({
    message: 'Hello from Docker!',
    timestamp: new Date().toISOString(),
    environment: process.env.NODE_ENV || 'development'
  });
});

app.get('/health', (req, res) => {
  res.status(200).json({ status: 'healthy' });
});

app.listen(port, () => {
  console.log(`Server running on port ${port}`);
});

package.json

{
  "name": "docker-node-app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "Sample Node.js app with Docker",
  "main": "app.js",
  "scripts": {
    "start": "node app.js",
    "dev": "nodemon app.js"
  },
  "dependencies": {
    "express": "^4.18.2"
  },
  "devDependencies": {
    "nodemon": "^2.0.20"
  }
}

Dockerfile

FROM node:18-alpine

WORKDIR /app

COPY package*.json ./

RUN npm ci --only=production

COPY . .

EXPOSE 3000

USER node

CMD ["npm", "start"]

6.2 Python Flask アプリケーション

app.py

from flask import Flask, jsonify
import os
from datetime import datetime

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return jsonify({
        'message': 'Hello from Docker!',
        'timestamp': datetime.now().isoformat(),
        'environment': os.environ.get('FLASK_ENV', 'development')
    })

@app.route('/health')
def health():
    return jsonify({'status': 'healthy'}), 200

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0', port=5000, debug=True)

requirements.txt

Flask==2.3.3
gunicorn==21.2.0

Dockerfile

FROM python:3.11-slim

WORKDIR /app

COPY requirements.txt .

RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

COPY . .

EXPOSE 5000

CMD ["gunicorn", "--bind", "0.0.0.0:5000", "app:app"]

6.3 マルチステージビルド例

# Build stage
FROM node:18-alpine AS builder

WORKDIR /app

COPY package*.json ./
RUN npm ci --only=production

COPY . .
RUN npm run build

# Production stage
FROM nginx:alpine

COPY --from=builder /app/dist /usr/share/nginx/html

EXPOSE 80

CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

7. ベストプラクティス

7.1 セキュリティ

最小権限の原則
non-rootユーザーでの実行
機密情報の環境変数管理
定期的なイメージの更新

7.2 パフォーマンス

レイヤーキャッシュの活用
.dockerignoreファイルの使用
マルチステージビルドの採用
不要なパッケージの削除

7.3 保守性

明確な命名規則
適切なタグ付け
ドキュメンテーションの充実
定期的なクリーンアップ

8. まとめ

Dockerは現代のソフトウェア開発において不可欠なツールとなっています。その軽量性、ポータビリティ、スケーラビリティにより、開発からデプロイまでの全プロセスを効率化できます。

継続的な学習と実践を通じて、Dockerの力を最大限に活用し、より効率的で信頼性の高いアプリケーション開発を実現しましょう。マイクロサービスアーキテクチャやクラウドネイティブ開発において、Dockerは今後も重要な役割を果たし続けることでしょう。

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投稿者: haya
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