Docker入門ガイド：コンテナ仮想化の基本から実践まで徹底解説

Dockerは、開発環境の統一やアプリケーションの効率的なデプロイを実現するための強力なツールです。本記事では、コンテナ仮想化技術の基本概念から、実際にDockerを活用したプロジェクトのセットアップまで、初心者でもわかりやすく徹底解説します。これからDockerを学びたい方、効率的な開発環境を構築したい方にとって必見のガイドです。仮想環境の構築や運用のコツを学び、実践的な知識を身に着けましょう！

Dockerとは？

Dockerは、アプリケーションをどんな環境でも同じように動かすためのツールです。通常、アプリケーションは環境（例えば、WindowsやMac、Linuxのバージョンなど）によって動作が変わることがありますが、Dockerを使うと、どんなパソコンでも同じようにアプリを動かすことができます。

コンテナとは

Dockerは「コンテナ」という仕組みを使います。コンテナは、アプリケーションとその動作に必要な全て（プログラム、ライブラリなど）をまとめた「箱」のようなものです。この箱をどこに持って行っても、その中でアプリは同じように動きます。

例えば、開発者が自分のパソコンで作ったアプリをDockerでコンテナ化すれば、他の人がそのコンテナを自分のパソコンで動かしても、全く同じように動きます。

何が便利なの？

どんな環境でも同じ動作をする
開発者のパソコンとサーバーで、アプリが同じように動作するので、環境の違いによるトラブルが減ります。
セットアップが簡単
複雑なインストール手順を全部省略できます。Dockerコンテナを実行するだけで、アプリがすぐ動きます。
軽量で高速
コンテナは仮想マシン（Virtual Machine）よりも軽く、素早く起動します。仮想マシンは一つのパソコンの中に別のOSを丸ごと動かしますが、Dockerはその中でも必要な部分だけ動かすので、負担が少ないです。

インストール方法

Windowsの場合

手順

Docker Desktopのダウンロード Dockerの公式サイト（Docker公式ページ）にアクセスして、Windows用の「Docker Desktop」をダウンロードします。

2．インストーラーを実行 ダウンロードしたインストーラー（Docker Desktop Installer.exe）を実行し、画面の指示に従ってインストールを進めます。

Close and restartをクリックすると再起動が始まるので、必要なものは保存しておきましょう！！

3.WSL 2のインストール（必要に応じて） Docker Desktopは、Windows Subsystem for Linux 2（WSL 2）を使うため、もしWSL 2がインストールされていない場合は、Docker Desktopが自動でインストールを促します。指示に従ってWSL 2をインストールしてください。

4.Docker Desktopの起動インストールが完了したら、Docker Desktopを起動します。右下のタスクバーに「クジラのアイコン」が表示されれば、Dockerが正しく動作しています。

5.目的を選択します

6.初期設定完了

動作確認 ターミナル（コマンドプロンプト、PowerShellなど）を開き、以下のコマンドを入力して動作確認をします。

docker run hello-world

1	docker run hello-world

このような感じになりました
無事Dockerが使えるようになったみたいです。

Dockerでコンテナ化して動かす方法

一般的には、作業用のフォルダ（プロジェクトディレクトリ）を作成して、その中にPythonのアプリファイルやDocker関連ファイルをまとめて保存します。具体的な手順は以下の通りです。

1. プロジェクトフォルダを作成する

まずは、プロジェクトを管理するためのフォルダを作成します。例えば、my-python-appという名前のフォルダを作成します。

コマンドラインで作成する場合:

ターミナル（またはコマンドプロンプト）を開いて、次のコマンドを実行します。

mkdir my-python-app
cd my-python-app

1 2	mkdir my-python-app cd my-python-app

2. ファイルを作成する場所

my-python-appフォルダ内に、以下のようにファイルを作成します。

プロジェクトフォルダの構成

my-python-app/
│
├── app.py             # Pythonアプリのメインファイル
├── Dockerfile         # Dockerの設定ファイル
├── requirements.txt   # 依存関係リスト（Flaskなど）

my-python-app/

│

├── app.py # Pythonアプリのメインファイル

├── Dockerfile # Dockerの設定ファイル

├── requirements.txt # 依存関係リスト（Flaskなど）

3.具体的なファイル作成手順

1. `app.py`ファイルの作成

ターミナルで次のコマンドを実行して、app.pyファイルを作成し、テキストエディタ（例：VSCode、Sublime Text、メモ帳）で内容を記述します。

app.pyの内容

# app.py
from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello_world():
    return 'Hello, Docker!'

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0')

# app.py

from flask import Flask

app = Flask(__name__)

@app.route('/')

def hello_world():

return 'Hello, Docker!'

if __name__ == '__main__':

app.run(host='0.0.0.0')

2. `requirements.txt`ファイルの作成

同じフォルダ内に、requirements.txtを作成します。

requirements.txtの内容:

Flask

Flask

3. `Dockerfile`の作成

最後に、Dockerfileを作成します。

Dockerfileの内容:

# 1. 使用するベースイメージ
FROM python:3.9-slim

# 2. 作業ディレクトリを設定
WORKDIR /app

# 3. 依存関係をインストール
COPY requirements.txt requirements.txt
RUN pip install -r requirements.txt

# 4. アプリケーションファイルをコンテナにコピー
COPY . .

# 5. コンテナが実行されるときのコマンド
CMD ["python", "app.py"]

# 1. 使用するベースイメージ

FROM python:3.9-slim

# 2. 作業ディレクトリを設定

WORKDIR /app

# 3. 依存関係をインストール

COPY requirements.txt requirements.txt

RUN pip install -r requirements.txt

# 4. アプリケーションファイルをコンテナにコピー

COPY . .

# 5. コンテナが実行されるときのコマンド

CMD ["python", "app.py"]

ポイント

FROM python:3.9-slim: Python 3.9のスリムバージョンをベースイメージとして使用します。これは軽量で、Pythonアプリの実行に必要な環境を提供します。
WORKDIR /app: /appという作業ディレクトリを作成し、そこにアプリのファイルを置きます。
COPY requirements.txt requirements.txt: requirements.txtをコンテナにコピーし、必要な依存関係をインストールします。
COPY . .: アプリケーション全体をコンテナにコピーします。
CMD ["python", "app.py"]: コンテナが実行されるときに、Pythonアプリ（app.py）を実行します。

4. ファイルの確認

最終的に、my-python-appフォルダの中に次の3つのファイルがあることを確認してください。

app.py
requirements.txt
Dockerfile

これでファイルの作成が完了です。あとは、これらのファイルを基にDockerイメージをビルドし、コンテナを実行することができます。

5. Dockerイメージをビルドする

次に、ターミナル（またはコマンドプロンプト）を開き、作業ディレクトリに移動して、Dockerイメージをビルドします。

docker build -t my-python-app .

1	docker build -t my-python-app .

ビルドをする時は、作業を行ったディレクトリに移動して行いましょう

このコマンドは、Dockerfileを基にして、my-python-appという名前のDockerイメージを作成します。 . はカレントディレクトリ（現在のディレクトリ）にあるDockerfileを使うことを意味しています。

6. Dockerコンテナを実行する

ビルドが完了したら、次のコマンドを実行してコンテナを起動します。

docker run -p 5000:5000 my-python-app

1	docker run -p 5000:5000 my-python-app

このコマンドは、my-python-appというDockerイメージを使ってコンテナを実行し、ローカルマシンのポート5000でFlaskアプリを公開します。

7. アプリにアクセスする

コンテナが起動している間に、ブラウザを開いて次のURLにアクセスします。

http://localhost:5000

1	http://localhost:5000

これで、「Hello, Docker!」というメッセージが表示されるはずです。

まとめ

本記事では、Dockerの基本的な概念から、実際にコンテナを使ってPythonアプリケーションを動かすまでの流れを解説しました。Dockerを利用することで、異なる環境間でのアプリケーションの動作を統一し、開発から本番環境までスムーズに移行できる利点を持っています。また、仮想マシンに比べて軽量で高速なため、効率的な開発環境の構築にも役立ちます。

今回の手順を通じて、シンプルなFlaskアプリケーションをコンテナ化し、実行する方法を学びました。Dockerは、特に複数の開発環境を使うチームやプロジェクトでの開発効率を大幅に向上させるツールです。今後は、さらに高度なアプリケーションをDockerで管理するための知識を深め、実際のプロジェクトに活用してみてください。

Dockerを使いこなすことで、開発のスピードアップやエラーの減少を実現し、より安定したアプリケーション運用が可能になります。

Pythonを学びたい方はこちらの記事を参考にしてみてください

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