昨天我們裝好了 AWS CLI，現在自己的電腦也能透過終端機操作 AWS。
接下來要處理另一個部署時常常遇到的問題：「為何我的電腦明明跑得動，到了你的電腦或是雲端就不行了！？」
今天來認識 Docker，看看它怎麼幫我們減少環境差異，再把 Docker 裝好，替明天的容器實作做好準備！
d(･∀･)b

為何需要 Docker

我們平常把專案 clone 下來，通常會先執行 npm install，再用 npm run dev 啟動。
但同一份程式碼，換一台電腦就一定能跑嗎？不一定喔。

例如：

• 專案需要的 Node.js 版本，和對方電腦安裝的版本不同。
• 套件需要額外的系統函式庫，自己的電腦有裝，伺服器卻沒有。
• 自己電腦的 OS 使用 macOS，但部署的使用 Linux，也會因為 OS 的差異導致執行行為可能不同。

所以，能不能順利執行，不只取決於「程式碼是不是同一份」，也跟「執行環境準備好了沒」有關。
Docker 可以讓我們把應用程式、需要的執行環境與相依套件，整理成一份 Image（映像檔），再根據它建立 Container（容器）來執行。

(圖片參考來源：https://www.netapp.com/zh-hant/blog/containers-vs-vms/)
這樣就能讓本機測試與伺服器部署使用同一份 Image，減少每次換機器都要重新準備環境所產生的差異。

那剛剛提到的 Image 和 Container 又是什麼？接下來先把這兩個名詞分清楚。

Container（容器）簡介

Container 是一個 Linux 上用來執行程式的隔離環境，裡面可以執行一個或多個 Process
在 macOS 上使用 Docker Desktop 時，它會透過 Linux vm 執行這些容器；如果是在 Linux 上直接使用 Docker Engine，就不需要為此另外建立虛擬機。

什麼是 Process?

簡單來說，當程式（Program）執行起來就會變成 Process 。舉個例子：啟動 Node.js 來執行我們的 program 時，就會產生 process
我們可以讓一個 container 執行 Node.js 服務，另一個 container 執行資料庫。它們各自有自己的行程與檔案系統視圖。

container 是如何做到隔離的呢？

它用兩個重要的 Linux 核心機制:

• namespaces：隔離行程能看到的系統資源，例如行程清單、網路介面與掛載點。
• cgroups：管理資源用量，並可依設定限制 CPU、記憶體等資源的使用。
  先記成「namespaces 管看得到什麼，cgroups 管資源怎麼用」就好，今天先不深入底層實作。

不過，Container 的隔離不代表完全不會互相影響。如果沒有設定適當的資源限制，一個容器大量消耗資源，仍可能影響其他容器。
另外，一般 Linux 容器是在共用核心的情況下隔離行程；VM 則各自執行自己的客體作業系統與核心，兩者的隔離邊界不同。
因此，容器不需要像 VM 一樣，各自啟動一套完整的作業系統，但也不能把它的隔離方式當成和 VM 完全一樣。

不過，容器裡的 Node.js、套件和程式碼，是從哪裡來的？Docker 怎麼知道要準備哪些東西？
這就要接著認識 Image 了。

Image（映像檔）簡介

剛剛提到，容器裡需要有程式、相依套件與執行環境。這些內容可以事先準備成一份 Image，讓 Docker 根據它建立容器。
Image 可以想成建立容器用的「唯讀範本」，裡面包含執行一個應用程式所有需要的東西（文件系統、依賴 Library、環境變數、啟動參數...）
例如，官方的 Node.js Image 已經準備好 Node.js 執行環境。我們可以直接用它建立容器，在容器裡執行 Node.js，不需要先在自己的電腦安裝同一版本的 Node.js。

Image 的來源

主要有兩種：
別人做的：

• Image Registry: Docker Hub
• 好心人士（同事？）做的
  自己做的：
• Dockerfile
• commit from container

PS. docker commit，把容器裡的檔案變更與設定保存成一份新的 Image，這個操作之後再介紹。

Image 和 Container 的關係

簡單記：

• Image：準備好的範本，本身不是正在執行的程式。
• Container：根據 Image 建立的執行個體，可以啟動、停止與移除。

同一份 Image 可以建立多個 Container，每個容器都有自己的執行狀態。
而且，Image 是唯讀的，在容器裡新增或修改檔案，不會直接改動原本的 Image。所以下次再用同一份 Image 建立新容器時，也不會自動帶入上一個容器裡做過的修改。

安裝 Docker

1. 下載 Docker Desktop

前往 Docker Desktop 的 macOS 官方安裝頁面，依照自己的 Mac 選擇版本：

• Apple silicon：使用 Apple M 系列晶片的 Mac。
• Intel chip：使用 Intel 處理器的 Mac。
  不確定自己的 Mac 是哪一種，可以從左上角 Apple 選單開啟「關於這台 Mac」查看。

2. 安裝並開啟 Docker Desktop

開啟下載的 Docker.dmg，把 Docker 圖示拖曳到 Applications（應用程式）資料夾，再從應用程式資料夾開啟 Docker。
第一次啟動時，閱讀使用條款，確認同意後繼續。如果出現設定選項，可以使用建議設定（Use recommended settings），依提示完成設定。
如果要求輸入密碼，這裡使用的是這台 Mac 的登入密碼，與 AWS 帳號無關。

3. 確認 Docker 可以正常使用

保持 Docker Desktop 開啟，等待引擎啟動完成，再打開終端機執行：

docker version

成功的話會看到兩個區塊：

• Client：我們在終端機使用的 Docker CLI。
• Server：接收指令、管理 Image 與 Container 的 Docker Engine。
  如果出現 Cannot connect to the Docker daemon，可能是你的 Docker Desktop 沒有開，開啟後並等待引擎啟動完成後再試一次。

PS. docker --version 只會顯示 CLI 的版本；這裡使用 docker version，是為了連後面的 Docker Engine 一起確認。

今天就到這裡，工具也準備好了，明天就來親手啟動第一個容器，看看這些觀念實際操作起來是什麼樣子！
ヽ(✿ﾟ▽ﾟ)ノ

參考資料

Docker Container 基礎入門篇
營養師不開菜單的第二十八天 - Next.js in Docker，跟上容器化技術
Containers vs. Virtual Machines (VMs): What's the Difference?