[Docker] 도커를 이용한 간단한 Node.js 어플 만들기

dockerfile 최적화 / docker volume / Working Directory / docker compose 작성가이드

Posted by Wonyong Jang on January 02, 2022 · 11 mins read

지난글에서는 도커에 대한 개념과 명령어, 그리고 dockerfile을 생성하는 방법을 살펴봤다.
이번글에서는 Node.js 앱을 도커 환경에서 실행해보려고 한다.
그렇게 하기 위해서는 먼저 이미지를 생성하고 그 이미지를 이용해서 컨테이너를 실행한 후 그 컨테이너 안에서 Node.js 앱을 실행해야 한다.
아래와 같이 순차적으로 실습해보자.

1. Node.js 앱 만들기

새로운 폴더를 생성하고, npm init 명령어를 이용하여 package.json을 생성해보자.
그 후 express 모듈을 추가해준다.

package.json
{
  "name": "docker-node",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "server.js",
  "scripts": {
    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
  },
  "dependencies": {
      "express": "4.16.1"
  },
  "author": "",
  "license": "ISC"
}

아래와 같이 express 모듈을 이용하여 Hello World를 출력하는 기본적인 로직을 작성한다.

server.js
const express = require('express');

const PORT = 8080;

//APP
const app = express();
app.get('/', (req, res) => {
    res.send("Hello World!");
});

app.listen(PORT);
console.log("Server is running");

2. dockerfile 만들기

노드 파일을 작성한 디렉토리에 Dockerfile 이름으로 파일을 생성 후 아래와 같이 작성한다.

Dockerfile
FROM node:12

# npm install 명령어는 package.json을 보고 명시된 종속성들을 다운받아서 설치해주는데, 
# 도커 컨테이너에는 package.json이 없기 때문에 이를 copy해서 컨테이너 안으로 이동시켜 줘야 한다.   
# 로컬에서 만든 server.js 파일도 마찬가지로 모두 컨테이너를 이동시키기 위해 아래와 같이 작성   
# 도커 컨테이너 안에 ./ 경로에 현재 디렉토리에 있는 모든 파일들을 복사 
# copy를 안해주면 이미지를 생성할때 파일을 찾지 못한다는 에러를 발생시킨다.  
COPY ./ ./  

RUN npm install   

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

이제 dockerfile을 빌드해보고 이미지를 이용하여 컨테이너를 생성해보자.
이때, node.js 앱에서 port를 8080을 주었는데 위에서 package.json과 server.js 등 종속성에 필요한 파일을 copy를 통해 컨테이너 내부로 복사했던 것처럼 네트워크도 맵핑이 필요하다.

네트워크도 로컬 네트워크에 있던 것을 컨테이너 내부에 있는 네트워크에 연결을 시켜줘야 한다.
아래와 같이 port 옵션을 통해 로컬 호스트 네트워크와 컨터이너 내부 포트를 매핑 시킨다.

스크린샷 2022-01-02 오후 5 50 51

로컬 호스트 포트 5000를 입력했을 경우 컨테이너 내부 포트 8080과 맵핑시킨다.

$ docker build -t kaven/nodejs ./
$ docker run -p 5000:8080 kaven/nodejs

그 이후 localhost:5000을 확인해보면, Hello World가 출력된 것을 확인 할 수 있다.

3. Working Directory

위에서 dockerfile을 생성해봤고, 도커 파일에 WORKDIR이라는 부분을 추가해 주어야한다.
이미지안에서 어플리케이션 소스 코드를 갖고 있을 디렉토리를 생성하는 것이다.
그리고 이 디렉토리가 어플리케이션에 working 디렉토리가 된다.

그런데 왜 따로 working 디렉토리가 있어야 할까?

위에서 실습을 할 때 copy를 이용하여 소스코드들을 모두 root 디렉토리에 가져와서 사용했었다.
이렇게 사용했을 때 문제점은 아래와 같다.

  • 소스코드들 중에서 원래 이미지에 있던 파일과 이름이 같다면, 원래 있던 폴더가 덮어씌워져 버린다.

  • 모든 파일이 한 디렉토리에서 관리를 해야하기 때문에 유지보수가 어렵다.

즉, 모든 어플리케이션을 위한 소스들은 WORK 디렉토리를 따로 만들어서 보관해야 한다.

아래와 같이 WORKDIR을 이용하여 경로를 추가한다.

Dockerfile
FROM node:12

WORKDIR /usr/src/app

COPY ./ ./ 

RUN npm install

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

4. 어플리케이션 소스 변경으로 다시 빌드에 대한 문제점

어플리케이션을 만들다 보면 소스 코드를 계속 변경시켜줘야 하며, 그에 따라서 변경된 부분을 확인하면서 개발을 해나가야 한다.

위에서 생성한 dockerfile에서 이미지를 빌드할 때 문제점은 package.json 파일이 변경되지 않았음에도 불구하고 빌드할 때마다 새롭게 npm install 해주고 있다.

즉, 모듈을 다시 받는 것은 모듈에 변화가 생겨야만 다시 받아야 하는데 소스 코드에 조금의 변화만 생겨도 모듈 전체를 다시 받는 문제점이 있다.

스크린샷 2022-01-04 오전 12 16 13

아래와 같이 dockerfile을 수정해줌으로써 npm install 할때 불필요한 다운로드를 피할 수 있다.

package.json을 먼저 COPY를 해주고, npm install을 하도록 변경하였다.
기존에 전체파일을 COPY를 먼저 했을 때는 소스코드가 조금만 변경되어도 전체 모듈를 다시 받게 되었지만 이를 분리시켜서 dockerfile을 생성하면 된다.

즉, 각 단계의 빌드 캐시는 파일이 변경되었을 때만 재실행 하게 된다.

Dockerfile
FROM node:12

WORKDIR /usr/src/app

COPY package*.json ./

RUN npm install

COPY ./ ./ 

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

이제 모듈은 모듈에 변화가 생길때만 다시 다운 받아주며, 소스 코드에 변화가 생길때 모듈을 다시 받는 현상을 없애주었다.

5. Docker Volume

위에서 npm install 전에 package.json만 따로 변경을 해줘서 쓸때없이 모듈을 다시 받지 않아도 되게 진행했다.

하지만, 아직도 소스를 변경할때마다 변경된 소스 부분은 COPY 한 후 이미지를 다시 빌드를 해주고 컨테이너를 다시 실행해줘야 변경된 소스가 화면에 반영이 된다.
이러한 작업은 너무나 시간 소요가 크며, 이미지도 너무나 많이 빌드하게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 Volume을 사용하게 된다.

Docker Volume은 COPY와는 다르게 파일들을 컨테이너로 복사해 와서 별개로 사용하는 것이 아니라, 참조하여 변화를 반영하도록 설정한다.
docker는 기본적으로 컨테이너를 삭제하면 데이터가 삭제되므로 데이터를 보존하고 싶을 때 혹은 여러 컨테이너간에 데이터를 공유해서 사용하고 싶을 때 사용한다.

스크린샷 2022-01-04 오후 10 17 50

명령어는 아래와 같고 -v 옵션으로 호스트와 컨테이너를 맵핑 시켜줄 수 있다.

아래 node_modules는 호스트 디렉토리에 node_modules은 없기에 컨테이너에 맵핑을 하지 말라고 하는 것이다.

즉, -v usr/app/node_modules은 로컬과 매핑하지말고, 현재 컨테이너환경에 node_modules을 찾으라는 말이다.

node_modules은 npm install로 종속성들을 다운받으면 생기게 되는데, 현재 실습을 한 소스 파일들 중에는 node_modules 폴더가 없다. 이는 컨테이너 안에서 npm install을 해주기 때문에 컨테이너 안에 폴더가 생긴다.

// docker run <option> -v <host-route>:<container-route> <image-name>
$ docker run -p 5000:8080 -v /usr/src/app/node_modules -v $(pwd):/usr/src/app <이미지 아이디>

6. Docker Compose

이제 조금 더 응용하여 Node.js 환경에서 Redis를 사용해보는 실습을 하려고 한다.

이때 redis 서버 컨테이너와 노드 앱 컨테이너가 각각 필요하고 이를 쉽게 구성하기 위해 docker compose를 사용할 수 있다.

노드 앱 컨테이너에서 redis client 모듈을 추가하고, 이를 redis 서버 컨테이너와 통신을 해야 한다.
하지만, 각각 컨테이너를 아무 설정 없이 실행하게 되면 통신 에러가 발생하게 된다.

멀티 컨테이너 상황에서 쉽게 네트워크를 연결 시켜주기 위해서 docker compose를 이용하면 된다.

docker compose란 여러개의 컨테이너로부터 이루어진 서비스를 구축, 실행하는 순서를 자동으로 관리하여 관리를 간단히 하는 기능이다.

즉, docker compose에서는 compose 파일을 준비하여 커맨드를 1회 실행하는 것으로, 그 파일로부터 설정을 읽어들여 모든 컨테이너 서비스를 실행시키는 것이 가능하다.

자세한 내용은 링크를 참고하자.

이제 실습을 진행해보자.

먼저, dockerfile은 위에서 진행했던 것과 동일하게 사용하면 된다.
또한, redis와 express 모듈을 추가한 package.json은 아래와 같다.

package.json
{
  "name": "docker-node",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "server.js",
  "scripts": {
    "start": "node server.js",
    "test": "echo \"Error: no test specified\" && exit 1"
  },
  "dependencies": {
      "express": "4.16.1",
      "redis":"3.0.2"
  },
  "author": "",
  "license": "ISC"
}

노드 앱의 소스코드는 아래와 같다.
노드 앱에서는 레디스 클라이언트를 생성하여, 페이지를 refresh했을 때, 숫자 0부터 1씩 계속 올라가는 페이지를 만들어본다.

server.js
const express = require('express');
const redis = require('redis');

const app = express();

// 레디스 클라이언트 생성  
const client = redis.createClient({
    // 도커 compose 사용한다면, host 옵션을 docker-compose.yml 파일에 명시한 컨테이너 이름을 넣는다!
    host:"redis-server", 
    port:6379
})

// 숫자는 0부터 시작  
client.set("number", 0)

app.get('/', (req, res) => {
    client.get("number", (err, number) => {
        // 현재 숫자를 레디스에서 가져온 후 1씩 증가 
        client.set("number", number + 1)
        res.send("숫자가 1씩 증가합니다. 숫자 : " + number)
    })
});

app.listen(8080);
console.log("Server is running");

레디스 클라이언트를 생성할 때 host를 넣어줄 때 주의할 점은 도커 compose 사용한다면, host 옵션을 docker-compose.yml 파일에 명시한 컨테이너 이름을 넣는다

마지막으로 docker compose 파일을 만들어보자.

YAML 은 구성 파일 및 데이터가 저장되거나 전송되는 응용 프로그램에서 사용되며 원래는 XML이나 json 포맷으로 많이 쓰였지만, 좀 더 사람이 읽기 쉬운 포맷으로 나타난게 yaml이다.

스크린샷 2022-01-05 오후 11 37 46

우리가 만들 docker compose 구조는 위와 같다.
이제 docker-compose.yml 파일을 생성하고 작성해보자.
docker-compose.yml은 띄어쓰기에 주의를 해야하며, version과 컨테이너를 감싸는 부분인 services를 명시한다.
그 후 컨테이너 이름과 이미지를 작성하고, dockerfile 경로와 port 등을 작성하면 된다.

스크린샷 2022-01-05 오후 11 42 37

docker-compose.yml
version: "3"
services:
  redis-server:
    image: "redis"
  node-app:
    build: .
    ports:
      - "5000:8080"

이제 docker-compose.yml파일이 있는 위치로 가서 실행을 해보자.

docker-compose 각 자세한 명령어는 링크를 참고하자.

Reference

https://meetup.toast.com/posts/277
https://www.composerize.com/
https://www.inflearn.com/course/%EB%94%B0%EB%9D%BC%ED%95%98%EB%A9%B0-%EB%B0%B0%EC%9A%B0%EB%8A%94-%EB%8F%84%EC%BB%A4-ci/lecture/52082?tab=curriculum&volume=1.00

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