Cos’è Docker? Scopriamo Questa Piattaforma Applicativa Popolare

Potresti sentire spesso gli sviluppatori dire “Ma, sul mio computer funziona!” È così comune che è diventato un meme nel mondo degli sviluppatori.

Questo accade perché man mano che un codice diventa più complesso, gli ambienti di sviluppo locali si allontanano sempre di più dalla configurazione dell’ambiente del server. Le loro macchine locali finiscono per avere librerie e programmi che potrebbero non essere disponibili sui server — portando a codice con dipendenze insoddisfatte sul server.

È stata necessaria una soluzione di containerizzazione per standardizzare gli ambienti su diversi dispositivi, ed ecco, è nato Docker.

Docker ha cambiato il modo in cui le applicazioni vengono costruite, distribuite e gestite. La parola “Docker” è diventata sinonimo di efficienza, portabilità e scalabilità.

In questa guida, capiremo meglio cos’è Docker, come funziona e come può esserti utile nei tuoi flussi di lavoro di sviluppo quotidiano.

Iniziamo, d’accordo?

Cos’è Docker?

Al suo interno, Docker è una piattaforma open-source che permette agli sviluppatori di automatizzare il dispiegamento, la scalabilità e la gestione delle applicazioni utilizzando la tecnologia di containerizzazione. Fornisce un modo standardizzato per impacchettare il software insieme alle sue dipendenze in un’unica unità chiamata container.

Container sono ambienti leggeri e autocontenuti che contengono tutto ciò di cui un’applicazione ha bisogno per funzionare: incluso il sistema operativo, il codice, l’ambiente di esecuzione, gli strumenti di sistema, le librerie e le impostazioni. Forniscono un modo coerente e riproducibile per distribuire applicazioni in diversi ambienti, dallo sviluppo al test alla produzione.

Contenitorizzazione

Containerizzazione è una tecnica che permette di impacchettare e eseguire le applicazioni in contenitori isolati. La containerizzazione offre diversi vantaggi rispetto ai metodi di distribuzione tradizionali, come:

• Consistenza: Con i contenitori, le tue applicazioni funzionano in modo consistente in diversi ambienti, eliminando problemi di compatibilità e riducendo il rischio di errori di runtime.
• Efficacia: Sono più efficienti rispetto alle macchine virtuali perché condividono il kernel e le risorse del sistema host, risultando in tempi di avvio più rapidi e minor sovraccarico.
• Scalabilità: Puoi replicare e scalare facilmente i contenitori orizzontalmente, permettendo alle applicazioni di gestire carichi di lavoro maggiori distribuendoli su più contenitori.
• Portabilità: L’applicazione può essere spostata facilmente tra ambienti di sviluppo, test e produzione senza necessità di modifiche.

Il Ruolo di Docker nella Contenitorizzazione

Tuttavia, prima dell’arrivo di Docker, la containerizzazione era complessa e richiedeva un’approfondita competenza tecnica per essere implementata efficacemente. Docker ha introdotto un formato standardizzato per impacchettare applicazioni e le loro dipendenze in immagini di container portatili.

Gli sviluppatori possono definire facilmente l’ambiente di runtime dell’applicazione, inclusi il sistema operativo, le librerie e i file di configurazione, utilizzando un linguaggio dichiarativo chiamato Dockerfile. Questo Dockerfile è uno schema per creare immagini Docker, che sono snapshot immutabili dell’applicazione e delle sue dipendenze.

Una volta creato un’immagine Docker, può essere facilmente condivisa e distribuita in diversi ambienti. Docker offre un repository online centralizzato chiamato Docker Hub, dove gli sviluppatori possono memorizzare e distribuire le loro immagini di container, favorendo la collaborazione e la riutilizzabilità.

Docker ha introdotto anche un’interfaccia a riga di comando (CLI) e un insieme di API che semplificano il processo di costruzione, esecuzione e gestione dei container. Gli sviluppatori possono utilizzare comandi semplici per creare container a partire da immagini, avviare e fermare i container e interagire con le applicazioni containerizzate.

Componenti Chiave di Docker

Ora, esaminiamo i componenti principali di Docker per comprendere meglio l’architettura sottostante di questa tecnologia di containerizzazione.

1. Container Docker

Come probabilmente avrai intuito, i contenitori sono al centro di Docker. I contenitori creati con Docker sono pacchetti leggeri, autonomi ed eseguibili che includono tutto il necessario per eseguire un software. I contenitori sono isolati l’uno dall’altro e dal sistema host, garantendo che non interferiscano con le operazioni degli altri.

Pensa ai container come a singoli appartamenti in un grattacielo. Ogni appartamento ha il proprio spazio, servizi e risorse, ma tutti condividono la stessa infrastruttura dell’edificio.

2. Immagini Docker

Se i container sono appartamenti, allora le immagini Docker sono i progetti. Un’immagine è un modello di sola lettura che contiene un insieme di istruzioni per creare un container. Include il codice dell’applicazione, il runtime, le librerie, le variabili d’ambiente e i file di configurazione. Puoi trovare molte immagini Docker pre-costruite sul Docker Hub di cui abbiamo parlato in precedenza.

Le immagini sono create utilizzando una serie di livelli. Ogni livello rappresenta una modifica all’immagine, come l’aggiunta di un file o l’installazione di un pacchetto. Quando aggiorni un’immagine, solo i livelli modificati devono essere ricostruiti, rendendo il processo efficiente e veloce.

3. Dockerfiles

I Dockerfile sono istruzioni dettagliate per creare immagini Docker.

Un Dockerfile è un file di testo semplice che contiene una serie di istruzioni su come costruire un’immagine Docker. Specifica l’immagine di base da cui partire, i comandi da eseguire, i file da copiare e le variabili d’ambiente da impostare.

Ecco un semplice esempio di Dockerfile:

FROM ubuntu:latest
RUN apt update && apt install -y python
COPY app.py /app/
WORKDIR /app
CMD ["python", "app.py"]

In questo esempio, partiamo con l’ultima immagine di Ubuntu, installiamo Python, copiamo il file app.py nella directory /app, impostiamo la directory di lavoro su /app e specifichiamo il comando da eseguire all’avvio del container.

Quali Sono I Vantaggi Dell’Uso Di Docker?

Docker offre numerosi vantaggi che lo rendono una scelta popolare tra sviluppatori e organizzazioni:

Sviluppo Applicazioni Semplificato

Lo sviluppo è semplice. Con l’impacchettamento delle applicazioni e delle loro dipendenze nei contenitori, Docker permette agli sviluppatori di lavorare indipendentemente su diverse parti di un’applicazione. Questo assicura che tutto funzioni armoniosamente insieme. Anche i test sono semplificati e i problemi possono essere individuati più precocemente nel ciclo di sviluppo.

Portabilità Migliorata

Le applicazioni diventano più portatili. I container possono funzionare in modo coerente su diversi ambienti, sia su una macchina locale di uno sviluppatore, un ambiente di test o un server di produzione. Questo elimina i problemi di compatibilità e facilita il deploy delle applicazioni su diverse piattaforme.

Efficienza Migliorata

Docker aumenta l’efficienza. I container sono leggeri e si avviano rapidamente, rendendoli più efficienti rispetto alle tradizionali macchine virtuali. Questo significa che puoi sfruttare al meglio le tue risorse e distribuire applicazioni più velocemente.

Migliore Scalabilità

Scalare le applicazioni è più semplice con Docker. Puoi facilmente eseguire più container su diversi host per gestire un aumento del traffico o del carico di lavoro. In questo modo, scalare le applicazioni è molto più facile.

Test e Implementazione Semplificati

Docker semplifica il testing e il deployment. Le immagini Docker possono essere facilmente versionate e tracciate, rendendo più semplice gestire le modifiche e effettuare rollback se necessario. Docker funziona anche bene con le pipeline di integrazione continua e consegna (CI/CD), che automatizzano il processo di costruzione e deployment.

Quali Sono Alcuni Casi D’uso Per Docker?

Docker è ampiamente adottato in varie industrie e casi d’uso. Esploriamo alcuni scenari comuni in cui Docker eccelle.

Architettura dei Microservizi

Docker è perfettamente adatto per costruire e implementare applicazioni basate su microservizi. I microservizi sono piccoli servizi indipendentemente distribuibili che lavorano insieme per formare un’applicazione più grande. Ogni microservizio può essere inserito in un container Docker separato, consentendo sviluppo, implementazione e scalabilità indipendenti.

Per esempio, un’applicazione e-commerce può essere suddivisa in microservizi come un servizio di catalogo prodotti, un servizio carrello della spesa, un servizio di elaborazione ordini e un servizio di pagamento. Ognuno di questi servizi può essere sviluppato e distribuito indipendentemente utilizzando i container Docker, rendendo l’applicazione complessiva molto più modulare e gestibile.

Integrazione Continua e Consegna (CI/CD)

Docker svolge un ruolo importante nell’abilitare le pratiche di integrazione continua e consegna continua (CI/CD). CI/CD è un approccio allo sviluppo software che enfatizza l’integrazione frequente, il testing automatizzato e il rilascio continuo delle modifiche al codice.

Con Docker, puoi creare un ambiente coerente e riproducibile per costruire, testare e distribuire applicazioni. Puoi definire l’intero stack dell’applicazione, incluse dipendenze e configurazioni, in un Dockerfile. Questo Dockerfile può poi essere controllato tramite versione e utilizzato come parte del tuo pipeline CI/CD.

Ad esempio, puoi configurare una pipeline di Jenkins che costruisce automaticamente un’immagine Docker ogni volta che vengono effettuate modifiche al codice in un repository Git. La pipeline può quindi eseguire test automatici contro il container Docker e, se i test vengono superati, distribuire il container in un ambiente di produzione.

Ambienti di Sviluppo Locali

Docker è ampiamente utilizzato anche per creare ambienti di sviluppo locali. Invece di configurare manualmente l’ambiente di sviluppo su ogni macchina dello sviluppatore, puoi utilizzare Docker per fornire un ambiente coerente e isolato.

Immagina di sviluppare un’applicazione web che richiede una versione specifica di un database e di un server web. Puoi definire queste dipendenze in un file Docker Compose. Gli sviluppatori possono quindi utilizzare Docker Compose per avviare l’intero ambiente di sviluppo con un singolo comando, così tutti avranno la stessa configurazione.

L’idea è eliminare la configurazione e l’impostazione manuali, ridurre il rischio di problemi specifici dell’ambiente e permettere agli sviluppatori di concentrarsi sulla scrittura del codice piuttosto che occuparsi delle incongruenze dell’ambiente.

Modernizzazione Dell’Applicazione

Docker è uno strumento prezioso per modernizzare le applicazioni legacy. Molte organizzazioni possiedono applicazioni più vecchie che sono difficili da mantenere e distribuire a causa della loro architettura monolitica e delle complesse dipendenze.

Con Docker, puoi containerizzare applicazioni legacy e suddividerle in componenti più piccoli e gestibili. Puoi iniziare identificando i diversi servizi all’interno dell’applicazione monolitica e impacchettarli in contenitori Docker separati. In questo modo, puoi modernizzare gradualmente l’architettura dell’applicazione senza una riscrittura completa.

Containerizzare le applicazioni legacy rende anche più facile il loro dispiegamento e scalabilità. Invece di affrontare procedure di installazione complesse e conflitti di dipendenza, semplicemente dispieghi l’applicazione containerizzata in qualsiasi ambiente che supporti Docker.

Come Utilizzare Docker

Ora che conosciamo i componenti chiave, esploriamo come funziona Docker:

1. Installa Docker

Per installare Docker, visita il sito ufficiale di Docker e scarica l’installer appropriato per il tuo sistema operativo. Docker fornisce installer per Windows, macOS e varie distribuzioni Linux.

Una volta scaricato l’installatore, segui le istruzioni di installazione di Docker. Il processo di installazione è semplice e non dovrebbe richiedere molto tempo.

2. Creazione e Utilizzo di Immagini Docker

Prima di creare la tua immagine Docker, considera se un’immagine pre-costruita soddisfa già le tue esigenze. Molte applicazioni e servizi comuni hanno immagini ufficiali disponibili su Docker Hub, GitHub Container Registry o altri registri di container. Utilizzare un’immagine pre-costruita può farti risparmiare tempo e sforzi.

Se decidi di creare un’immagine Docker personalizzata, avrai bisogno di un Dockerfile. Questo file definisce i passaggi per costruire l’immagine secondo le tue esigenze. Ecco come procedere:

• Utilizzo Di Immagini Pre-Costruite: Cerca un’immagine esistente su Docker Hub, GitHub Container Registry o all’interno del repository privato della tua organizzazione. Puoi scaricare un’immagine con il comando docker pull <image_name>:<tag>, sostituendo <image_name> e <tag> con il nome specifico e la versione dell’immagine desiderata.
• Creazione Della Tua Immagine: Se un’immagine pre-costruita non soddisfa le tue esigenze, puoi crearne una tua. Prima, scrivi un Dockerfile basato sulle tue necessità. Poi, costruisci la tua immagine con il seguente comando:

docker build -t my-app .

Questo comando indica a Docker di costruire un’immagine etichettata come my-app utilizzando la directory corrente (.) come contesto di costruzione. Sarà quindi disponibile nel tuo ambiente docker per la creazione di container.

3. Esecuzione di un Container Docker

Una volta che hai un’immagine Docker, puoi usarla per creare ed eseguire container. Per eseguire un container, utilizza il comando docker run seguito dal nome dell’immagine e eventuali opzioni aggiuntive.

Ad esempio, per eseguire un container basato sull’immagine my-app che abbiamo costruito in precedenza, puoi utilizzare il seguente comando:

docker run -p 8080:80 my-app

Questo comando avvia un contenitore basato sull’immagine my-app e mappa la porta 8080 del sistema host sulla porta 80 all’interno del contenitore.

4. Comunicazione Tra Container

I container sono isolati di default, ma a volte è necessario che comunicano tra loro. Docker offre capacità di networking che permettono ai container di comunicare in modo sicuro.

Puoi creare una rete Docker utilizzando il comando Docker network create. Poi, collega i container a quella rete. I container sulla stessa rete possono comunicare tra loro utilizzando i loro nomi di container come hostname.

Per esempio, diciamo che hai due container: un’applicazione web e un database. Puoi creare una rete chiamata my-network e collegare entrambi i container ad essa:

docker network create my-network
docker run --name web-app --network my-network my-app
docker run --name database --network my-network my-database

Ora, il contenitore dell’app web può comunicare con il contenitore del database utilizzando il nome host database.

5. Comandi Base di Docker

Ecco alcuni comandi Docker di base che userai frequentemente:

• docker pull: Scarica l’immagine Docker specificata dal Docker Hub
• docker run: Esegue un container basato su un’immagine specificata
• docker build: Crea un’immagine Docker da un Dockerfile
• docker ps: Elenca tutti i container in esecuzione
• docker images: Elenca tutte le immagini Docker disponibili
• docker stop: Ferma un container in esecuzione
• docker rm: Rimuove un container fermato
• docker rmi: Rimuove un’immagine Docker

Questi sono solo alcuni esempi dei numerosi comandi Docker disponibili. Fai riferimento alla documentazione Docker per una lista completa dei comandi e su come utilizzarli.

6. Docker Hub

Docker Hub è un registro pubblico che ospita una vasta collezione di immagini. Funziona come un repository centrale dove gli sviluppatori possono trovare e condividere immagini Docker.

Puoi consultare il Docker Hub per trovare immagini pre-costruite per varie applicazioni, framework e sistemi operativi. Queste immagini possono essere utilizzate come punto di partenza per le tue applicazioni o come riferimento per creare i tuoi Dockerfile.

Per utilizzare un’immagine da Docker Hub, usa semplicemente il comando docker pull seguito dal nome dell’immagine. Ad esempio, per scaricare l’ultima immagine ufficiale di Python, puoi eseguire:

docker pull python:latest

Questo comando scarica l’immagine Python da Docker Hub e la rende disponibile per l’uso sul tuo sistema locale.

7. Dominare Docker Compose: Semplifica il Tuo Sviluppo

Mentre continui ad esplorare e integrare Docker nel tuo flusso di lavoro di sviluppo, è il momento di presentare uno strumento potente nell’ecosistema Docker: Docker Compose. Docker Compose semplifica la gestione delle applicazioni Docker multi-container, permettendoti di definire ed eseguire il tuo stack software utilizzando un semplice file YAML.

Cos’è Docker Compose?

Docker Compose è uno strumento progettato per aiutare sviluppatori e amministratori di sistema a orchestrare più container Docker come un unico servizio. Invece di avviare manualmente ogni container e configurare reti e volumi tramite la riga di comando, Docker Compose ti permette di definire le configurazioni di tutto il tuo stack in un unico file di facile lettura chiamato docker-compose.yml.

Principali Vantaggi di Docker Compose:

• Configurazione Semplificata: Definisci il tuo ambiente Docker in un file YAML, specificando servizi, reti e volumi in modo chiaro e conciso.
• Facilità d’Uso: Con un singolo comando, puoi avviare, fermare e ricostruire i servizi, semplificando i tuoi processi di sviluppo e distribuzione.
• Consistenza Tra Gli Ambienti: Docker Compose assicura che i tuoi container e servizi Docker funzionino allo stesso modo negli ambienti di sviluppo, test e produzione, riducendo le sorprese durante le distribuzioni.
• Efficacia dello Sviluppo: Concentrati di più sulla costruzione delle tue applicazioni piuttosto che preoccuparti dell’infrastruttura sottostante. Docker Compose gestisce l’orchestrazione e la rete dei tuoi container così puoi concentrarti sulla programmazione.

Utilizzo di Docker Compose:

1. Definisci L’ambiente Della Tua App: Crea un file docker-compose.yml alla radice della directory del tuo progetto. In questo file, definirai i servizi che compongono la tua applicazione, così che possano essere eseguiti insieme in un ambiente isolato.
2. Esegui I Tuoi Servizi: Con il comando docker-compose up, Docker Compose avvierà e eseguirà tutta la tua app. Se è la prima volta che esegui il comando o il tuo Dockerfile è stato modificato, Docker Compose costruirà automaticamente la tua app, scaricando le immagini necessarie e creando i servizi che hai definito.
3. Scala e Gestisci: Scala facilmente la tua applicazione eseguendo più istanze di un servizio. Usa i comandi di Docker Compose per gestire il ciclo di vita della tua applicazione, visualizzare lo stato dei servizi in esecuzione, trasmettere l’output del log e eseguire comandi singoli sui tuoi servizi.

Integrare Docker Compose nelle tue pratiche di sviluppo non solo ottimizza il tuo flusso di lavoro, ma allinea anche strettamente gli ambienti di sviluppo del tuo team. Questo allineamento è fondamentale per ridurre i problemi di “funziona sul mio computer” e migliorare la produttività complessiva.

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