Docker для разработки C#

Примерно пару лет назад я открыл для себя великолепный инструмент в арсенале разработчика под названием Docker. Вкратце, Docker – это открытая платформа для разработки, доставки и эксплуатации приложений. Сам Docker работает по принципу виртуализации, то есть каждое приложение представляет из себя виртуальный образ, который помещается в контейнер. Docker использует возможности операционной системы создавать изолированные контейнеры. Контейнер отличается от виртуальной машины тем, что контейнер не эмулирует железо и использует операционную систему хоста.

С помощью Docker, приложение будет безопасно изолированно в контейнере. Есть возможность управлять и ограничивать характеристики контейнера такие как CPU, Memory и другие, а также мониторить производительность и затрачиваемые ресурсы. 

Возможности Docker достаточно обширны, однако в данной статье хотелось бы остановиться на трех:

• Возможность быстро и безопасно развернуть инфраструктурные приложения (Postgres, Rabbit, Redis и другие),

• Возможность мониторинга работы и использования ресурсов собственного приложения в изолированной среде,

• Возможность публикации нескольких приложений, взаимодействующих между собой в виртуальной частной сети, таких как: микросервисы,

Инфраструктура в Docker.

Docker позволяет безопасно и быстро разрабатывать и отлаживать приложения на локальной машине и экспериментировать с различными компонентами или даже наборами компонент инфраструктуры. 

Используя Docker нет необходимости ставить и настраивать локально базу данных, кэш или обменник. Пусть эти компоненты находятся в образах Docker. Тем более, что образы таких компонент скорее всего уже существуют на Docker Hub. 

Так, например, для развертывания Postgres необходимо выполнить:

docker run --name habr-pg-13.3  -p 5432:5432  -e POSTGRES_USER=habrpguser  -e POSTGRES_PASSWORD=pgpwd4habr  -e POSTGRES_DB=habrdb  -d postgres:13.3

При выполнении команды скачается образ postgres:13.3 и запуститься на порту 5432 с пользователем habrpguser, паролем pgpwd4habr и названием базы habrdb.

Приложение в контейнере.

Если с инфраструктурой всё понятно и достаточно только найти нужный образ, скачать его и запустить в контейнере, то со своим собственным приложением всё не так просто. Чтобы собрать Docker-образ необходимо сформировать Dockerfile. 

Если вы используете Visual Studio, редактор сам предоставляет такую возможность если добавить “Docker Support”:

Если выбрать, например, платформу Linux, получим такой Dockerfile:

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/runtime:6.0 AS base WORKDIR /app  FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:6.0 AS build WORKDIR /src COPY ["Dir/App.csproj", "Dir/"] RUN dotnet restore "Dir/App.csproj" COPY . . WORKDIR "/src/Dir" RUN dotnet build "App.csproj" -c Release -o /app/build  FROM build AS publish RUN dotnet publish "App.csproj" -c Release -o /app/publish  FROM base AS final WORKDIR /app COPY --from=publish /app/publish . ENTRYPOINT ["dotnet", "App.dll"]

Здесь скачиваются образа mcr.microsoft.com/dotnet/runtime:6.0 и mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:6.0, затем в контейнер помещается директория с проектом восстанавливаются все зависимости, используемые проектом, далее проект билдится в режиме релиза, выполняется publish, производятся копирования и объявляется точкой входа команда dotnet app.dll приложения. Помимо этого в VS студии появится профиль запуска «Docker». 

После запуска в Docker Desktop будет создан контейнер с нашим приложением. Если выбрать его в перечне, то мы сможем посмотреть логи, помимо логов можно увидеть вкладки Inspect, где отображаются параметры запуска и Stats, где отображается статистика ресурсов, используемых контейнером. 

Помимо вкладок есть управляющие кнопки контейнера, Stop, Restart, Delete, Open In Browser, Cli. Особый интерес здесь представляет Cli эта команда откроет терминал в контейнере. Другой способ открытия терминала: написать в командной строке

docker exec -it <имя контейнера> /bin/bash

Для различных редакторов вроде VS и VS Code есть расширения для просмотра содержимого контейнеров и работы с ними. В частности в VS Code:

Микросервисы. Docker Compose.

Запустить приложение в контейнере оказалось достаточно несложно, особенно используя VS, но как развернуть несколько связанных приложений? Конечно, можно каждый раз отдельно запускать группу приложений, по отдельности и инфраструктурные компоненты. Да, такой вариант, в целом, обеспечит нам группу сервисов, но управлять их конфигурацией будет достаточно проблематично. Как же быть? На этот случай существует Docker Compose. Docker Compose используется для одновременного управления несколькими контейнерами, входящими в состав приложения. 

Для использования Docker Compose необходимо сформировать файл docker-compose.yml. В этом файле конфигурируются все контейнеры, которые мы собираем вместе:

version: '3.8'  networks:     app-net:         external: false  services:     app1:         image: app1:latest         container_name: app1         hostname: app1         depends_on:             - mongo_image             - rabbitmq_image         build:             context: "../"             dockerfile: "App1/Dockerfile"         ports:             - "63696:63696"             - "63695:63695"         environment:             - ConnectionStrings__mongo=mongodb://mongo_image:27017/app?appName=app&waitQueueMultiple=7&maxPoolSize=100             - ConnectionStrings__Queues=amqp://myuser:mypass@rabbitmq_image:5672/app             - ASPNETCORE_ENVIRONMENT=Production             - ASPNETCORE_URLS=https://*:63696;http://*:63695             - ConnectionStrings__redis=redis:6379         networks:             - app-net     app2:         image: app2:latest         container_name: app2         hostname: app2         environment:             - ASPNETCORE_URLS=http://*:65000             - ConnectionStrings__redis=redis:6379             - Cors=["https://localhost:63696","http://localhost:63695"]             - ConnectionStrings__main=Server=postgres_image;User Id=postgres;Password=123;Database=app;Port=5432         depends_on:             - postgres_image             - cache         build:             context: "../"             dockerfile: "App2/Dockerfile"         ports:             - "65000:65000"         networks:             - app-net     rabbitmq_image:         image: rabbitmq:3.8.8-management         ports:             - 5673:5672             - 15673:15672         restart: always         networks:             - app-net         environment:             RABBITMQ_DEFAULT_VHOST: app             RABBITMQ_DEFAULT_USER: myuser             RABBITMQ_DEFAULT_PASS: mypass     mongo_image:         image: mongo:4.2.8         ports:             - "27019:27017"         restart: always         environment:             MONGO_INITDB_DATABASE: app         networks:             - app-net     postgres_image:         image: postgres:11         ports:             - "5431:5432"         restart: always         environment:             POSTGRES_USER: "postgres"             POSTGRES_PASSWORD: "123"             POSTGRES_DB: "app"         networks:             - app-net     cache:         image: redis:latest         hostname: redis         restart: always         ports:             - '6379:6379'         command: redis-server --save 20 1 --loglevel warning         networks:             - app-net     app3:         image: app3:latest         container_name: app3         hostname: app3         depends_on:             - rabbitmq_image             - clickhouse_image             - cache             - app1         build:             context: "../"             dockerfile: "App3/Dockerfile"         environment:             - ConnectionStrings__Queues=amqp://myuser:mypass@rabbitmq_image:5672/app             - ConnectionStrings__ClickHouse=Host=clickhouse_image;Port=9000;Database=default             - app__url=https://app:63696             - DOTNET_ENVIRONMENT=Production         networks:             - app-net

Здесь описаны три сервиса: app1, app2, app3 и инфраструктурные компоненты: rabbitmq_image, mongo_image, postgres_image, cache  через переменные секции environment обеспечивается передача параметров для связки сервисов между собой, а также инфраструктуры. Параметры секции environment будут отображаться во вкладке Inspect каждого контейнера. Все компоненты находятся в сети app-net. Чтобы развернуть все эти компоненты необходимо из директории с файлом вызвать команды:

• docker-compose build

• docker-compose up

Такой файл можно сделать руками, однако в VS есть возможность данный процесс автоматизировать за счет добавления оркестратора контейнеров:

После добавления поддержки оркестратора контейнеров добавится поддержка docker-compose, в котором, по показанному ранее примеру можно сконфигурировать стенд из необходимых компонент. 

Для корректной работы приложений важно правильно указать строки доступа к компонентам инфраструктуры и к сервисам. Выделение контейнеров в отдельную сеть обеспечивает их изолированность от внешних приложений и дает возможность взаимодействия между собой. Обеспечив правильные параметры запуска в секции environment и параметры инфраструктуры получаем готовый стенд из нескольких приложений, который сможет развернуть любой, у кого есть Docker и доступ в интернет.