Dockerfile の代わりに Buildpack を使用してコンテナ イメージを構築する方法を学びます。

こんにちは、皆さん。私はルガです。今日は、クラウド ネイティブ エコシステムのコア テクノロジーであるイメージ構築、つまり「Buildpack に基づいて Kubernetes クラスターにコンテナ イメージを構築およびデプロイする」ことについてお話します。

一般的に言えば、現代のクラウドネイティブ配信分野では、効率、スピード、シンプルさという 3 つの要素が重要な役割を果たします。ビルドパックは、プロジェクト用の Docker イメージの作成方法を完全に変えた強力なツールになりました。

Dockerfile を作成および維持するための従来の時間と労力のかかる方法と比較して、Buildpacks は簡素化された自動化されたソリューションを提供します。 Buildpacks を使用すると、面倒な Dockerfile を記述することなく、作業するプロジェクトの数に関係なく、Docker イメージを簡単に構築できます。

そこで、この記事では、Buildpacks がプログラミング言語とプロジェクト構造を自動的に検出してコンテナ化プロセスを簡素化し、Docker イメージ ビルドを CI/CD パイプラインにシームレスに統合できるようにする方法について詳しく説明します。

Dockerfile とは何ですか?どのように機能しますか?

Dockerfile は、Docker イメージのビルド プロセスを定義および自動化するために使用されるテキストベースのビルド記述ツールです。一連の指示と構成を通じて、開発者はベースイメージの選択からソフトウェア パッケージのインストールと構成、ランタイム設定まで、イメージ構築のあらゆる側面を正確に制御できるため、繰り返し可能で制御可能かつ保守可能なイメージ構築プロセスを実現できます。

次に、実際のビジネス シナリオで Dockerfile に基づいてカスタム イメージを構築する方法を見てみましょう。

上記のフローチャートに示すように、Dockerfile は一連の命令と操作を解析して実行することで一連のイメージ レイヤーを生成し、最終的にそれらを完全な Docker イメージにマージします。この階層化構築方法により、イメージ構築プロセスが制御可能、効率的、かつ再利用可能になり、コンテナ化されたアプリケーションを構築および展開するための標準化された信頼性の高い方法が提供されます。

2. 「Buildpack」について知らないことは何ですか?

ビルドパックは、コンテナ イメージの構築を自動化するためのオープン スタンダードおよびツール セットです。ビルドパックは、アプリケーション コードを実行可能な分離されたコンテナー イメージに変換するための簡素化された標準化された方法を提供します。

Buildpacks の中心的なアイデアは、アプリケーションの言語、フレームワーク、依存関係などの情報に基づいて、必要なランタイム環境と依存関係を自動的に検出して提供することです。ビルドパックはアプリケーションの特性を識別し、その特性に基づいて必要なパッケージ、ライブラリ、ツールを選択して構成できます。

Buildpacks を使用すると、アプリケーションのソース コードを提供するだけで、Buildpacks がプロジェクトの特性に基づいてビルド プロセスを自動的に処理します。ビルドパックはアプリケーションの構造を分析し、使用されているプログラミング言語とフレームワークを検出し、必要に応じて関連するランタイムと依存関係をインストールします。たとえば、pom.xml、build.gradle、requirements.txt ファイルなどです。各プロジェクトに対して簡単なコマンドを実行するだけで、CI/CD パイプラインに簡単に統合して Docker イメージを自動的に作成できます。この自動化されたプロセスにより、コンテナ イメージの構築とメンテナンスが簡素化され、手動操作と構成の負担が軽減され、エラーのリスクが軽減されます。

一般的に言えば、Buildpacks の優れた点は、そのインテリジェンスと自動化機能にあります。ビルドパックは、プロジェクトの言語と構造に基づいて必要なパッケージと依存関係を自動的に選択して構成するため、依存関係を手動で指定して管理するという面倒なプロセスがなくなり、面倒なインフラストラクチャのセットアップではなくコードの記述に集中できるようになります。

Buildpacks のもう 1 つの利点は、CI/CD パイプラインとの統合です。 Buildpacks を使用すると、Docker イメージ構築プロセスを継続的インテグレーションおよび継続的デリバリー プロセスに簡単に統合できます。 Buildpacks は、Jenkins、GitLab、Tekton などのさまざまな一般的な CI/CD ツールとプラットフォームをサポートしているため、コンテナの構築とデプロイメントを簡単に自動化できます。

まとめると、実際のビジネス シナリオでは、複雑な Dockerfile を廃止し、Buildpacks を使用することでビルドを高速化し、エラーのリスクを軽減できます。インフラストラクチャの詳細を気にせず、プロジェクト コード自体に集中するだけで済みます。結局のところ、Buildpacks は Docker イメージを構築するためのシンプルで効率的かつ信頼性の高い方法を提供し、コンテナ化プロセスをシームレスかつ快適なものにします。

では、「Buildpack」はいつ使用すればよいのでしょうか?

一般的に、ビルドパックは、クラウドネイティブ アプリケーション開発、多言語アプリケーション サポート、統合開発環境、自動ビルドなどのシナリオに適しています。ビルドパックは、アプリケーションのビルド プロセスを構築および管理するための自動化された、スケーラブルで標準化された方法を提供し、手動による構成と管理の作業負荷を軽減し、開発者の生産性とアプリケーションの信頼性を向上させます。

1. クラウドネイティブアプリケーション開発

クラウドネイティブ アプリケーションを構築する場合、Buildpacks を使用するとアプリケーション構築プロセスを簡素化できます。ビルドパックは、アプリケーションの言語、フレームワーク、依存関係を自動的に検出し、必要に応じて必要なランタイム環境と依存関係を提供します。これにより、ビルド プロセス中にさまざまな環境や依存関係を手動で構成および管理する必要がなくなり、アプリケーション開発に集中できるようになります。

2. 多言語アプリケーションのサポート

アプリケーションが複数のプログラミング言語とフレームワークを使用する場合、Buildpacks はアプリケーションのニーズに基づいて適切なビルド ツールとランタイム環境を自動的に選択できます。ビルドパックは、各言語およびフレームワークに特定のビルド プロセスを提供し、アプリケーションのニーズに応じてそれらを自動的に構成します。この方法により、ビルドと依存関係を手動で管理することなく、同じプロジェクトで複数の言語とフレームワークをサポートできます。

3. 統合開発環境（IDE）のサポート

ビルドパックは統合開発環境とシームレスに統合できるため、一貫したビルド エクスペリエンスを提供できます。一部の IDE (VS Code や IntelliJ IDEA など) では、Buildpacks を使用してアプリケーションをビルドおよびデバッグすることがすでにサポートされており、ローカル開発とテストのプロセスが簡素化されています。これにより、当社の技術者は使い慣れた開発環境でアプリケーションの開発とデバッグに Buildpacks を簡単に使用できるようになります。

4. 自動ビルドと継続的インテグレーション/継続的デリバリー (CI/CD)

ビルドパックを自動ビルドや CI/CD プロセスと統合して、アプリケーションの構築とデプロイメントを自動化できます。コードをコミットしたり、CI/CD パイプラインをトリガーしたりすると、Buildpacks はコードの変更に基づいてアプリケーションを自動的に再構築し、新しいデプロイ可能なイメージを生成するため、デプロイ プロセスが簡素化され、アプリケーションのビルドおよびデプロイ プロセスが常にコードと同期されるようになります。

Buildpacks と Dockerfile、どちらを選ぶべきでしょうか?

Buildpacks を使用する場合、Dockerfile を使用するよりも Docker イメージを構築する方が確かに簡単です。 Buildpacks を使用すると、Dockerfile を手動で記述する代わりに、簡単なコマンドを実行するだけで、プロジェクト用の Docker イメージが自動的に作成されます。こうすることで、Dockerfile の作成と保守にかかる時間と労力を節約できます。

もう 1 つの利点は、Buildpacks がマルチステージ ビルドをサポートしていることです。 Dockerfile を作成する場合、アプリケーションをビルドするためのステージ (たとえば、Java を使用するプロジェクトの場合、アプリケーションをコンパイルしてパッケージ化する必要があります) とアプリケーションを実行するためのステージ (ランタイム依存関係のみが必要) を含む、マルチステージ Dockerfile を作成する必要がある場合があります。 Buildpacks を使用すると、アプリケーションのビルド プロセスが自動的に検出されて処理されるため、これらの複数のステージを手動で定義する必要がなく、ビルド プロセスの複雑さが簡素化されます。

具体的には、Buildpacks と Dockerfile の具体的な違いは次のとおりです。

1. 施工方法レベル

ビルドパックは、アプリケーションのコードと依存関係に基づいて、必要なビルド ツールとランタイム環境を自動的に検出して構成する宣言型ビルド ツールです。同時に、ビルドパックはアプリケーションのニーズに基づいて、ビルドに必要なコンポーネントを自動的に選択して構成します。対照的に、Dockerfile は、命令を 1 行ずつ記述することでコンテナのビルド プロセスを定義するスクリプト言語です。 Dockerfile では、ベースイメージの選択、パッケージのインストール、ファイルのコピーなど、各操作と構成を明確に指定する必要があることに注意してください。

2. 建設プロセス

ビルド プロセス中に、ビルドパックはアプリケーション コードと依存関係を検出して分析し、必要に応じて必要なビルド ツールとランタイム環境を提供します。依存関係の解決、コンパイル、パッケージ化など、ビルド プロセスにおけるさまざまな操作を自動的に処理します。Dockerfile では、依存関係のインストール、コードのコンパイル、環境変数の設定など、各操作の指示を開発者が手動で記述する必要があります。

3. 携帯性

ビルドパックは、コンテナのランタイム指向ではなくアプリケーション指向であるため、より移植性に優れています。ビルドパックは、Docker、Kubernetes、Cloud Foundry などの複数のコンテナ ランタイムに適用できます。つまり、同じビルドパックを使用して、異なるコンテナ ランタイムで実行されるアプリケーションをビルドできます。対照的に、Dockerfile は Docker 環境に固有であり、Docker エンジンを使用してコンテナを構築および実行するため、異なるコンテナ ランタイムではいくつかの調整と適応が必要になる場合があります。

4. ビルド速度レベル

ビルドパックには増分ビルドの機能があり、コードの変更に基づいて変更された部分のみをビルドできるため、ビルド速度が向上します。ビルドパックは階層化ビルドの概念を使用しており、変更された部分のみを再構築する必要があります。対照的に、Dockerfile では、ビルドのたびに、以前にビルドされた部分も含めてすべての命令を再実行する必要があるため、ビルド時間が長くなる可能性があります。

Buildpacks に基づくコンテナ イメージ構築プロセス:

Dockerfile に基づくコンテナ イメージ構築プロセス:

上記の比較から、Buildpacks と Dockerfile は 2 つの異なるビルド ツールと方法であることがわかります。ビルドパックはより自動化され、移植性が高く、クラウドネイティブ アプリケーションの開発や多言語アプリケーションのサポートに適しています。 Dockerfile はより柔軟でカスタマイズ可能であり、ビルド プロセスと環境構成をより正確に制御する必要があるシナリオに適しています。使用するツールの選択は、アプリケーションのニーズと個人の好みによって異なります。

5. Buildpacksの今後の開発に関する考察

クラウドネイティブ エコシステムがソフトウェア開発の基礎となっている時代に、Buildpacks はプロジェクト用の Docker イメージの作成プロセスを大幅に簡素化する画期的なツールとして登場しました。ビルドパックは、従来の Dockerfile の作成とメンテナンスの複雑さを排除することで、自動化された効率的なアプローチを提供します。 Dockerfile を記述せずに Docker イメージを簡単に構築できるため、開発者は複数のプロジェクトでシームレスに作業できます。

ビルドパックは、プロジェクトのプログラミング言語と構造を識別するのに優れており、プロジェクトに一致する Docker イメージを自動的に作成し、CI/CD パイプラインにシームレスに統合できます。この自動化機能により、コンテナ化されたアプリケーションの構築と展開がより簡単かつ効率的になります。開発者は面倒な Dockerfile を手動で作成して管理する必要がなくなり、アプリケーションの開発と機能の実装に集中できるようになります。

Buildpacks を使用すると、開発者は Docker イメージをより速く構築およびデプロイし、開発効率を向上させることができます。ビルドパックは、手動による介入なしに、プロジェクトのニーズに基づいてビルド ツールとランタイム環境を自動的に選択して構成します。 CI/CD パイプラインへのシームレスな統合により、ビルド、テスト、デプロイメントのプロセスがよりスムーズかつ統合されたものになります。