Docker Deploy 教學：容器化部署從入門到實戰

「在我的電腦上可以跑啊！」——這句話曾經是開發者最常見的藉口。Docker 的出現，徹底解決了開發環境與生產環境不一致的問題。

透過容器化技術，你可以將應用程式連同所有相依套件打包成一個可攜式的「容器」，無論在哪個環境執行，行為都完全一致。這篇教學將帶你從零開始學習 Docker，從基礎概念到實際部署，讓你的應用程式真正做到「Build once, run anywhere」。

如果你想了解更完整的部署策略，可以先閱讀 程式部署完整指南。

Docker 基礎概念

插圖：容器 vs 虛擬機架構比較圖

場景描述：
Technical illustration showing 容器 vs 虛擬機架構比較圖. Clean, professional diagram style.

視覺重點：
- Clear presentation of the concept
- Professional technical diagram style
- Easy to understand visual elements

必須出現的元素：
- Relevant technical components
- Clear labels and annotations
- Logical flow or structure

需要顯示的中文字：
無

風格：
Clean flat design, technical illustration, modern infographic style

顏色調性：
Professional blues and grays, with accent colors for emphasis

避免元素：
Cluttered design, realistic photos, complex 3D rendering

在深入 Docker 操作之前，先建立正確的概念會讓後續的學習更加順暢。

什麼是 Docker？

Docker 是一個開源的容器化平台，讓你可以將應用程式及其所有相依項（程式碼、Runtime、系統工具、函式庫）打包成一個標準化的單元——容器（Container）。

容器的核心價值：

容器 vs 虛擬機

很多人會將容器與虛擬機（VM）搞混，但兩者的架構完全不同：

虛擬機（VM）：

應用程式 A    應用程式 B    應用程式 C
Guest OS      Guest OS      Guest OS
      ↓           ↓           ↓
         Hypervisor (VMware/VirtualBox)
                  ↓
              Host OS
                  ↓
               硬體

容器（Container）：

應用程式 A    應用程式 B    應用程式 C
    ↓           ↓           ↓
         Docker Engine
              ↓
           Host OS
              ↓
            硬體

主要差異比較：

容器適合部署應用程式，虛擬機適合需要完全隔離或不同作業系統的場景。

Docker 核心元件（Image、Container、Registry）

插圖：Docker 核心元件關係圖

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Cluttered design, realistic photos, complex 3D rendering

理解這三個核心元件的關係，是掌握 Docker 的關鍵：

Image（映像檔）
- 唯讀的模板，包含執行應用程式所需的一切
- 類似於「程式的安裝檔」或「系統的快照」
- 由多個唯讀層（Layer）堆疊而成

Container（容器）
- Image 的運行實例
- 在 Image 之上加一個可寫層
- 類似於「從安裝檔執行起來的程式」

Registry（倉庫）
- 存放 Image 的地方
- 公開：Docker Hub、GitHub Container Registry
- 私有：AWS ECR、GCP Artifact Registry、Harbor

它們的關係可以用這個流程理解：

Dockerfile → (docker build) → Image → (docker push) → Registry
                                ↓
                         (docker run)
                                ↓
                           Container

Dockerfile 撰寫教學

插圖：Dockerfile 結構解析圖

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避免元素：
Cluttered design, realistic photos, complex 3D rendering

Dockerfile 是一個文字檔，定義了如何建構 Docker Image。每一行指令都會產生一個新的「層（Layer）」。

Dockerfile 基本結構

一個典型的 Dockerfile 結構如下：

# 1. 選擇基底映像
FROM node:20-alpine

# 2. 設定工作目錄
WORKDIR /app

# 3. 複製相依套件定義檔
COPY package*.json ./

# 4. 安裝相依套件
RUN npm ci --only=production

# 5. 複製應用程式程式碼
COPY . .

# 6. 開放 port
EXPOSE 3000

# 7. 設定啟動命令
CMD ["node", "server.js"]

為什麼要分開複製 package.json 和程式碼？

Docker 會快取每一層。如果程式碼改變但 package.json 沒變，npm install 的快取就能被重用，大幅加速建構時間。

常用指令（FROM、RUN、COPY、CMD）

CMD vs ENTRYPOINT：
- CMD：可以被 docker run 的參數覆蓋
- ENTRYPOINT：固定的執行命令，CMD 變成它的參數

# CMD 可被覆蓋
CMD ["npm", "start"]
# docker run myapp npm test → 執行 npm test

# ENTRYPOINT 不易覆蓋
ENTRYPOINT ["npm"]
CMD ["start"]
# docker run myapp test → 執行 npm test

多階段建置（Multi-stage Build）

插圖：Multi-stage Build 示意圖

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Cluttered design, realistic photos, complex 3D rendering

多階段建置是縮小 Image 大小的關鍵技巧。開發時需要編譯工具，但生產環境只需要編譯後的產物。

Node.js 多階段建置範例：

# 階段一：建置階段
FROM node:20 AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci
COPY . .
RUN npm run build

# 階段二：生產階段
FROM node:20-alpine AS production
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/dist ./dist
COPY --from=builder /app/node_modules ./node_modules
COPY package*.json ./
EXPOSE 3000
CMD ["node", "dist/server.js"]

Go 語言多階段建置範例：

# 階段一：編譯
FROM golang:1.21 AS builder
WORKDIR /app
COPY go.* ./
RUN go mod download
COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -o main .

# 階段二：最小化執行環境
FROM alpine:3.18
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /app/main .
CMD ["./main"]

這個 Go 範例的最終 Image 只有約 15MB，而非編譯階段的數百 MB。

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Docker 部署實戰

學會撰寫 Dockerfile 後，接下來是實際的建構與部署流程。

建置 Docker Image

在 Dockerfile 所在目錄執行：

# 基本建置
docker build -t my-app:1.0.0 .

# 指定 Dockerfile 路徑
docker build -t my-app:1.0.0 -f Dockerfile.prod .

# 傳入建構參數
docker build -t my-app:1.0.0 --build-arg VERSION=1.0.0 .

# 不使用快取（完整重建）
docker build -t my-app:1.0.0 --no-cache .

建置選項說明：

查看建置完成的 Image：

# 列出本地 Image
docker images

# 查看 Image 詳細資訊
docker inspect my-app:1.0.0

# 查看 Image 的層結構
docker history my-app:1.0.0

執行 Container

# 基本執行
docker run my-app:1.0.0

# 背景執行並開放 port
docker run -d -p 3000:3000 --name my-app my-app:1.0.0

# 傳入環境變數
docker run -d -p 3000:3000 \
  -e NODE_ENV=production \
  -e DATABASE_URL=postgres://... \
  my-app:1.0.0

# 掛載 Volume
docker run -d -p 3000:3000 \
  -v $(pwd)/data:/app/data \
  my-app:1.0.0

執行選項說明：

常用管理指令：

# 查看執行中的容器
docker ps

# 查看所有容器（包含已停止）
docker ps -a

# 查看容器 log
docker logs my-app
docker logs -f my-app  # 持續追蹤

# 進入容器 shell
docker exec -it my-app sh

# 停止容器
docker stop my-app

# 啟動已停止的容器
docker start my-app

# 刪除容器
docker rm my-app

推送到 Docker Hub

Docker Hub 是最常用的公開 Registry，免費帳戶可以有一個私有 Repository。

# 1. 登入 Docker Hub
docker login

# 2. 為 Image 加上 Docker Hub 的標籤
docker tag my-app:1.0.0 username/my-app:1.0.0

# 3. 推送到 Docker Hub
docker push username/my-app:1.0.0

# 4. 其他機器就能拉取使用
docker pull username/my-app:1.0.0

如果使用私有 Registry（如 AWS ECR）：

# AWS ECR 登入
aws ecr get-login-password --region ap-northeast-1 | \
  docker login --username AWS --password-stdin 123456789.dkr.ecr.ap-northeast-1.amazonaws.com

# 推送到 ECR
docker tag my-app:1.0.0 123456789.dkr.ecr.ap-northeast-1.amazonaws.com/my-app:1.0.0
docker push 123456789.dkr.ecr.ap-northeast-1.amazonaws.com/my-app:1.0.0

部署到雲端平台

將容器化的應用程式部署到雲端，最常見的選擇：

以 GCP Cloud Run 為例：

# 建置並推送到 Google Container Registry
gcloud builds submit --tag gcr.io/PROJECT_ID/my-app:1.0.0

# 部署到 Cloud Run
gcloud run deploy my-app \
  --image gcr.io/PROJECT_ID/my-app:1.0.0 \
  --platform managed \
  --region asia-east1 \
  --allow-unauthenticated

想了解更多 GCP 部署方式，可以參考 GCP 部署指南。

Docker Compose 多容器部署

插圖：Docker Compose 多服務架構圖

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Technical illustration showing Docker Compose 多服務架構圖. Clean, professional diagram style.

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必須出現的元素：
- Relevant technical components
- Clear labels and annotations
- Logical flow or structure

需要顯示的中文字：
無

風格：
Clean flat design, technical illustration, modern infographic style

顏色調性：
Professional blues and grays, with accent colors for emphasis

避免元素：
Cluttered design, realistic photos, complex 3D rendering

當應用程式需要多個服務（如 Web Server + Database + Cache），Docker Compose 讓你用一個 YAML 檔案管理所有容器。

docker-compose.yml 撰寫

version: '3.8'

services:
  web:
    build: ./frontend
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - API_URL=http://api:8080
    depends_on:
      - api

  api:
    build: ./backend
    ports:
      - "8080:8080"
    environment:
      - DATABASE_URL=postgres://user:password@db:5432/myapp
      - REDIS_URL=redis://cache:6379
    depends_on:
      - db
      - cache

  db:
    image: postgres:15-alpine
    environment:
      - POSTGRES_USER=user
      - POSTGRES_PASSWORD=password
      - POSTGRES_DB=myapp
    volumes:
      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data

  cache:
    image: redis:7-alpine
    volumes:
      - redis_data:/data

volumes:
  postgres_data:
  redis_data:

多服務編排

Docker Compose 的常用指令：

# 啟動所有服務（背景執行）
docker-compose up -d

# 查看服務狀態
docker-compose ps

# 查看服務 log
docker-compose logs api
docker-compose logs -f  # 追蹤所有服務

# 重新建置並啟動
docker-compose up -d --build

# 停止所有服務
docker-compose down

# 停止並刪除 Volume
docker-compose down -v

擴展服務實例：

# 將 api 服務擴展為 3 個實例
docker-compose up -d --scale api=3

網路與 Volume 設定

網路設定：

Docker Compose 會自動建立一個網路，所有服務都能透過「服務名稱」互相存取。

services:
  api:
    networks:
      - frontend
      - backend

  db:
    networks:
      - backend  # db 只在 backend 網路，無法被 web 直接存取

networks:
  frontend:
  backend:

Volume 設定：

services:
  db:
    volumes:
      # Named Volume（Docker 管理）
      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data

      # Bind Mount（掛載本地目錄）
      - ./init.sql:/docker-entrypoint-initdb.d/init.sql

volumes:
  postgres_data:
    driver: local

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Docker 部署最佳實踐

掌握以下最佳實踐，讓你的 Docker 部署更加安全、高效。

Image 最小化

縮小 Image 大小可以加速部署、節省儲存成本：

1. 選擇精簡的基底映像

# 不推薦：完整 Ubuntu（約 77MB）
FROM ubuntu:22.04

# 推薦：Alpine（約 5MB）
FROM node:20-alpine

# 更推薦：Distroless（只有 Runtime）
FROM gcr.io/distroless/nodejs:20

2. 使用 .dockerignore

# .dockerignore
node_modules
.git
.env
*.log
Dockerfile
docker-compose.yml
README.md

3. 合併 RUN 指令減少層數

# 不推薦：多層
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y curl
RUN apt-get clean

# 推薦：單層
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y curl && \
    apt-get clean && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

安全性考量

1. 不要以 root 執行

# 建立非 root 使用者
RUN addgroup -S appgroup && adduser -S appuser -G appgroup
USER appuser

2. 不要在 Image 中存放敏感資訊

# 錯誤：密碼寫在 Dockerfile
ENV DATABASE_PASSWORD=secret123

# 正確：執行時傳入
# docker run -e DATABASE_PASSWORD=secret123 my-app

3. 掃描 Image 漏洞

# 使用 Docker Scout 掃描
docker scout cves my-app:1.0.0

# 使用 Trivy 掃描
trivy image my-app:1.0.0

4. 固定基底映像版本

# 不推薦：使用 latest
FROM node:latest

# 推薦：指定明確版本
FROM node:20.10.0-alpine3.18

日誌與監控

1. 輸出到 stdout/stderr

Docker 會自動收集寫到 stdout/stderr 的日誌：

// Node.js 範例
console.log('Application started');  // stdout
console.error('Error occurred');     // stderr

2. 查看容器日誌

# 查看最近 100 行
docker logs --tail 100 my-app

# 持續追蹤
docker logs -f my-app

# 加上時間戳記
docker logs -t my-app

3. 容器資源監控

# 即時資源使用狀況
docker stats

# 輸出範例：
# CONTAINER   CPU %   MEM USAGE / LIMIT     MEM %   NET I/O
# my-app      0.50%   128MiB / 512MiB       25%     1.5kB / 2.3kB

若需要進階監控，可以使用 Prometheus + Grafana，或雲端服務如 Datadog、New Relic。

如果你想將 Docker 容器部署到 Kubernetes 叢集，可以接著閱讀 Kubernetes Deploy 教學。

FAQ 常見問題

Q1: Docker Desktop 要收費嗎？

Docker Desktop 對於個人使用、小型企業（少於 250 員工且年營收低於 1000 萬美元）、教育機構是免費的。大型企業需要付費訂閱。

替代方案：
- macOS：可使用 Colima（免費）
- Windows：可使用 WSL2 + Docker Engine
- Linux：Docker Engine 本身是免費的

Q2: Image 太大怎麼辦？

1. 使用 Alpine 或 Distroless 基底映像
2. 使用 Multi-stage Build
3. 清理不必要的檔案（cache、log、暫存檔）
4. 使用 .dockerignore 排除不需要的檔案

Q3: Container 資料會消失嗎？

Container 停止或刪除後，內部的資料會消失。要持久化資料，必須使用 Volume：

docker run -v my-data:/app/data my-app

Q4: 開發環境如何同步程式碼？

使用 Bind Mount 將本地目錄掛載進容器：

services:
  dev:
    volumes:
      - ./src:/app/src  # 即時同步

搭配 nodemon 或 air 等工具實現 Hot Reload。

Q5: 如何連線到容器內的資料庫？

容器預設在獨立網路，要從本機連線需要 Port Mapping：

docker run -d -p 5432:5432 postgres:15
# 本機可用 localhost:5432 連線

結語

Docker 容器化是現代軟體開發與部署的基礎技能。這篇教學涵蓋了：

• 核心概念：Image、Container、Registry 的關係
• Dockerfile 撰寫：基本結構到多階段建置
• 部署實戰：從本地執行到推送雲端
• Docker Compose：多容器編排管理
• 最佳實踐：Image 最小化、安全性、日誌監控

掌握 Docker 後，你可以進一步學習 Kubernetes 來管理大規模的容器叢集。想了解更多，請參考 Kubernetes Deploy 教學。

🐳 容器化部署需要協助？

從 Dockerfile 撰寫到生產環境最佳化，Docker 有許多細節需要注意。

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