Docker

一、為什麼需要 Docker？

在容器化之前，開發者常遇到 「在我電腦上可以跑」 的問題：

本機 Node 版本與 CI / 正式環境不一致
作業系統差異（Windows / macOS / Linux）導致原生模組編譯失敗
依賴 PostgreSQL、Redis 等服務，本機安裝與設定繁瑣
部署流程與開發環境脫節

Docker 將應用程式及其所有依賴（執行環境、函式庫、設定）打包成可移植的映像檔（Image），在任何支援 Docker 的機器上以一致的方式執行。

Docker 解決的核心問題

問題	Docker 解法
環境不一致	映像檔鎖定 OS + Node 版本
依賴管理複雜	Dockerfile 宣告所有依賴
多服務協作	Docker Compose 一鍵啟動
部署可重複	同一映像檔 → dev / staging / prod

二、核心概念

2.1 映像檔（Image）vs 容器（Container）

概念	類比	說明
Image	程式安裝包 / 藍圖	唯讀模板，由 Dockerfile 建置
Container	執行中的程式	Image 的執行實例，可啟停、刪除

flowchart LR
    A["Dockerfile"] --> B["docker build"]
    B --> C["Image 🖼️"]
    C --> D["docker run"]
    D --> E["Container 📦"]

2.2 其他重要名詞

Registry：映像檔倉庫，最常用 Docker Hub
Volume：持久化資料，容器刪除後資料仍保留
Network：容器間通訊的虛擬網路
Layer：映像檔由多層堆疊，共用層可快取加速建置
Multi-stage Build：多階段建置，縮小最終映像檔體積

三、安裝 Docker

Windows
1. 下載 Docker Desktop for Windows
2. 啟用 WSL 2（建議）
3. 安裝後執行 docker --version 驗證
macOS
1. 下載 Docker Desktop for Mac
2. Apple Silicon 選 ARM64 版本
3. 執行 docker --version 驗證
Linux（Ubuntu 範例） curl -fsSL <https://get.docker.com> | sh sudo usermod -aG docker $USER newgrp docker docker --version

驗證安裝成功：執行 docker run hello-world，看到 “Hello from Docker!” 即代表正常。

四、指令

指令	用途
`docker build -t 名稱:標籤 .`	從 Dockerfile 建置映像檔
`docker run -p 3000:3000 名稱`	啟動容器並映射 port
`docker ps`	列出執行中容器
`docker ps -a`	列出所有容器（含已停止）
`docker images`	列出本機映像檔
`docker logs 容器ID`	查看容器日誌
`docker exec -it 容器ID sh`	進入容器 shell
`docker stop / rm`	停止 / 刪除容器
`docker rmi`	刪除映像檔
`docker compose up -d`	背景啟動 Compose 服務

五、Dockerfile 基礎

Dockerfile 是一系列指令，描述如何建置映像檔：

# 基底映像
FROM node:20-alpine

# 工作目錄
WORKDIR /app

# 先複製 package 檔（利用 layer cache）
COPY package*.json ./
RUN npm ci

# 複製原始碼
COPY . .

# 建置（Next.js 範例）
RUN npm run build

# 對外 port
EXPOSE 3000

# 啟動命令
CMD ["npm", "start"]
Code language: PHP (php)

常用指令說明

FROM：基底映像（alpine 體積小，適合 production）
WORKDIR：設定容器內工作目錄
COPY / ADD：複製檔案（一般用 COPY 即可）
RUN：建置時執行命令
EXPOSE：文件化 port（實際映射靠 docker run -p）
CMD / ENTRYPOINT：容器啟動時執行的命令

六、.dockerignore

避免把不必要檔案送進建置 context，加速建置並縮小映像檔：

node_modules
.next
.git
.env*.local
docker-compose*.yml
Dockerfile*
README.md
npm-debug.log*
Code language: CSS (css)

七、Redis

Redis 是一個記憶體資料庫，主要用來當作系統的「快取（Cache）」、透過將查詢的資料存在記憶體（RAM），降低傳統資料庫（如 MySQL）的負擔。

舉個栗子: 假如你是圖書館的櫃檯管理員，學生會一直來找你問問題：

傳統資料庫（MySQL）： 就像是圖書館裡的的大書庫。裡面藏書萬卷（資料量極大、結構嚴謹），但你每次要找資料，都要親自走進密密麻麻的書架裡翻找（硬碟讀寫 I/O），速度比較慢。如果突然有 1,000 個學生同時衝進來問同一個問題，大書庫就會卡到爆炸。
Redis： 像是你櫃檯桌面上的一張「便利貼」。把最熱門、全校學生每天都在問的問題與答案（例如：日語相關書籍在哪? 在5樓。）直接寫在便利貼上。因為就在桌面上， 0.001 秒就能直接回答，這就是記憶體讀取。

聽起來很讚，但缺點也很明顯，就是記憶體很貴，而且如果電腦突然斷電，記憶體裡的資料有可能會遺失。