Day 8: Docker Composeで複数コンテナを管理

今日学ぶこと

• Docker Composeとは何か
• compose.yaml の書き方
• docker compose コマンド
• マルチコンテナアプリケーションの構築

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Docker Composeとは

Docker Composeは、複数のコンテナを定義・管理するためのツールです。YAMLファイルで構成を記述し、1つのコマンドですべてのコンテナを起動・停止できます。

flowchart TB
    subgraph Compose["Docker Compose"]
        YAML["compose.yaml"]
    end

    subgraph Services["アプリケーション"]
        Web["Web\nコンテナ"]
        API["API\nコンテナ"]
        DB["DB\nコンテナ"]
        Cache["Cache\nコンテナ"]
    end

    YAML --> |"docker compose up"| Web
    YAML --> |"docker compose up"| API
    YAML --> |"docker compose up"| DB
    YAML --> |"docker compose up"| Cache

    style Compose fill:#3b82f6,color:#fff

なぜDocker Composeを使うのか

課題	Docker Compose による解決
複数の docker run コマンド	1つのYAMLファイルで定義
コンテナ間の依存関係	depends_on で明示
ネットワークの手動作成	自動でネットワーク作成
環境変数の管理	ファイルで一元管理
再現性の確保	設定をバージョン管理

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compose.yaml の基本構造

# サービス（コンテナ）の定義
services:
  web:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "8080:80"

  db:
    image: postgres:16
    environment:
      POSTGRES_PASSWORD: secret

# ボリュームの定義（オプション）
volumes:
  db-data:

# ネットワークの定義（オプション）
networks:
  backend:

主要な要素

flowchart TB
    subgraph YAML["compose.yaml"]
        direction TB
        Services["services:\n コンテナの定義"]
        Volumes["volumes:\n ボリュームの定義"]
        Networks["networks:\n ネットワークの定義"]
    end

    Services --> |"必須"| S1["image または build"]
    Services --> |"オプション"| S2["ports, environment,\nvolumes, depends_on..."]

    style Services fill:#22c55e,color:#fff
    style Volumes fill:#3b82f6,color:#fff
    style Networks fill:#8b5cf6,color:#fff

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サービスの定義

image - 使用するイメージ

services:
  web:
    image: nginx:1.25

build - Dockerfileからビルド

services:
  app:
    build: .
    # または詳細に指定
    build:
      context: ./app
      dockerfile: Dockerfile.prod

ports - ポートマッピング

services:
  web:
    image: nginx
    ports:
      - "8080:80"      # ホスト:コンテナ
      - "443:443"

environment - 環境変数

services:
  db:
    image: postgres:16
    environment:
      POSTGRES_USER: myuser
      POSTGRES_PASSWORD: secret
      POSTGRES_DB: mydb
    # または配列形式
    environment:
      - POSTGRES_USER=myuser
      - POSTGRES_PASSWORD=secret

env_file - 環境変数ファイル

services:
  app:
    image: myapp
    env_file:
      - .env
      - .env.local

volumes - ボリュームのマウント

services:
  db:
    image: postgres:16
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data  # 名前付きボリューム
      - ./init:/docker-entrypoint-initdb.d # バインドマウント

volumes:
  db-data:

depends_on - 依存関係

services:
  web:
    image: nginx
    depends_on:
      - api
      - db

  api:
    image: myapi
    depends_on:
      - db

  db:
    image: postgres:16

flowchart LR
    DB["db"] --> API["api"]
    DB --> Web["web"]
    API --> Web

    style Web fill:#3b82f6,color:#fff

networks - ネットワーク接続

services:
  web:
    image: nginx
    networks:
      - frontend
      - backend

  db:
    image: postgres:16
    networks:
      - backend

networks:
  frontend:
  backend:

restart - 再起動ポリシー

services:
  web:
    image: nginx
    restart: always  # no, always, on-failure, unless-stopped

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docker compose コマンド

アプリケーションの起動

# フォアグラウンドで起動
docker compose up

# バックグラウンドで起動
docker compose up -d

# ビルドしてから起動
docker compose up --build

アプリケーションの停止

# 停止（コンテナは残る）
docker compose stop

# 停止してコンテナを削除
docker compose down

# ボリュームも削除
docker compose down -v

状態の確認

# サービスの状態
docker compose ps

# ログを表示
docker compose logs

# 特定のサービスのログ
docker compose logs web

# リアルタイムでログを追跡
docker compose logs -f

その他の操作

# サービスの再起動
docker compose restart

# サービス内でコマンド実行
docker compose exec web bash

# 一度きりのコマンド実行
docker compose run --rm web npm test

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実践：Webアプリケーションの構築

Node.js + PostgreSQL の構成を構築します。

プロジェクト構成

myapp/
├── compose.yaml
├── app/
│   ├── Dockerfile
│   ├── package.json
│   └── index.js
└── .env

Step 1: アプリケーションコード

app/package.json

{
  "name": "docker-compose-demo",
  "version": "1.0.0",
  "main": "index.js",
  "dependencies": {
    "express": "^4.18.2",
    "pg": "^8.11.3"
  }
}

app/index.js

const express = require('express');
const { Pool } = require('pg');

const app = express();
const port = 3000;

const pool = new Pool({
  host: process.env.DB_HOST || 'db',
  port: process.env.DB_PORT || 5432,
  user: process.env.DB_USER || 'app',
  password: process.env.DB_PASSWORD || 'secret',
  database: process.env.DB_NAME || 'myapp',
});

app.get('/', async (req, res) => {
  try {
    const result = await pool.query('SELECT NOW()');
    res.json({
      message: 'Hello from Docker Compose!',
      dbTime: result.rows[0].now,
    });
  } catch (err) {
    res.status(500).json({ error: err.message });
  }
});

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

app.listen(port, '0.0.0.0', () => {
  console.log(`App listening on port ${port}`);
});

Step 2: Dockerfile

app/Dockerfile

FROM node:20-slim

WORKDIR /app

COPY package*.json ./
RUN npm install

COPY . .

EXPOSE 3000

CMD ["node", "index.js"]

Step 3: compose.yaml

services:
  app:
    build: ./app
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      DB_HOST: db
      DB_USER: app
      DB_PASSWORD: secret
      DB_NAME: myapp
    depends_on:
      db:
        condition: service_healthy
    restart: unless-stopped

  db:
    image: postgres:16
    environment:
      POSTGRES_USER: app
      POSTGRES_PASSWORD: secret
      POSTGRES_DB: myapp
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data
    healthcheck:
      test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U app -d myapp"]
      interval: 5s
      timeout: 5s
      retries: 5
    restart: unless-stopped

volumes:
  db-data:

Step 4: 起動と確認

# 起動
docker compose up -d

# 状態確認
docker compose ps

# ログ確認
docker compose logs -f app

# 動作確認
curl http://localhost:3000

Step 5: クリーンアップ

docker compose down -v

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高度な設定

ヘルスチェック

services:
  web:
    image: nginx
    healthcheck:
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost"]
      interval: 30s
      timeout: 10s
      retries: 3
      start_period: 40s

depends_on の condition

services:
  app:
    depends_on:
      db:
        condition: service_healthy  # ヘルスチェックが成功するまで待機

プロファイル

開発用と本番用で異なるサービスを定義できます。

services:
  app:
    image: myapp

  debug:
    image: debug-tools
    profiles:
      - debug

# debugプロファイルも起動
docker compose --profile debug up

複数のComposeファイル

# 複数ファイルをマージ
docker compose -f compose.yaml -f compose.prod.yaml up

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環境変数の管理

.env ファイル

.env

POSTGRES_USER=app
POSTGRES_PASSWORD=secret
POSTGRES_DB=myapp
APP_PORT=3000

compose.yaml

services:
  db:
    image: postgres:16
    environment:
      POSTGRES_USER: ${POSTGRES_USER}
      POSTGRES_PASSWORD: ${POSTGRES_PASSWORD}
      POSTGRES_DB: ${POSTGRES_DB}

  app:
    build: ./app
    ports:
      - "${APP_PORT}:3000"

変数の優先順位

1. シェルの環境変数
2. .env ファイル
3. compose.yaml のデフォルト値

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よく使うパターン

開発環境でのホットリロード

services:
  app:
    build: ./app
    volumes:
      - ./app:/app        # ソースコードをマウント
      - /app/node_modules # node_modulesは除外
    command: npm run dev

データベース + 管理ツール

services:
  db:
    image: postgres:16
    environment:
      POSTGRES_PASSWORD: secret

  adminer:
    image: adminer
    ports:
      - "8080:8080"

Redis キャッシュの追加

services:
  app:
    build: ./app
    depends_on:
      - db
      - redis

  db:
    image: postgres:16

  redis:
    image: redis:7-alpine

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まとめ

コマンド	説明
docker compose up	サービスを起動
docker compose up -d	バックグラウンドで起動
docker compose down	サービスを停止・削除
docker compose ps	サービスの状態表示
docker compose logs	ログを表示
docker compose exec	コンテナでコマンド実行
docker compose build	イメージをビルド
docker compose restart	サービスを再起動

重要ポイント

1. compose.yaml で複数コンテナを宣言的に定義
2. depends_on で起動順序を制御
3. 名前付きボリュームでデータを永続化
4. .env ファイルで環境変数を管理
5. ヘルスチェックで依存関係をより確実に

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練習問題

問題1: 基本構成

以下の構成のcompose.yamlを作成してください：

• Nginx（ポート8080で公開）
• Redis（内部通信のみ）
• 両方が同じネットワークに接続

問題2: ボリュームの追加

問題1の構成に以下を追加してください：

• Redisのデータを永続化するボリューム
• Nginxの設定ファイルをバインドマウント

チャレンジ問題

WordPressとMySQLの構成を作成してください：

• WordPress: ポート80で公開
• MySQL: データを永続化
• 環境変数は .env ファイルで管理
• ヘルスチェックでMySQLが起動してからWordPressを起動

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参考リンク

• Docker Compose 概要
• Compose ファイルリファレンス
• docker compose CLI リファレンス

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次回予告: Day 9では「実践的なDockerfile」について学びます。マルチステージビルドやイメージの最適化テクニックをマスターしましょう。