DockerでJava環境の構築（Amazon Corretto11、Tomcat9）

こんにちは、Яeiです。

今回は現役エンジニアの私が、Dockerを用いて簡単なJavaの環境構築を行う方法について解説していきたいと思います。

サーバサイドのプログラミング学習をする際に面倒なポイントの一つとして「環境構築」があると思います。

プログラミングを勉強したいのに、環境構築でつまずいて勉強欲を削がれた経験は誰しもあるのではないでしょうか。

今回は、普通に環境構築するのではなくDockerを用いて環境構築を行いたいと思います。

これによって、Dockerfileをコピーするだけで、基本的には誰でも簡単にJava環境を構築できるようになります。

また、環境を仮に壊してしまったとしても、すぐに再作成することができるのもポイントとなります。

Docker

本記事では特に触れませんが、仮想環境を簡単に作成するためのツールとなります。

VMwareのような仮想化とは異なりコンテナ型の仮想化とくくられておりまして、ホストOSとカーネルを共有するなどの違いが出てきます。

また、dockerで作成する環境はLinux想定となります（ホストOSとカーネルを共有する都合上、Windows環境は作れない）。

そのため、dockerをインストールするにはLinuxではないといけないのですが、WindowsまたはMacでも利用可能にする以下のようなツールもあります。

（内部で軽量のLinux環境を構築してDockerを動かしているとか）

※ Docker Desktopの方が新しいのでこちらを使いたいものですが、私の環境ではこれが使えなかったのでDocker Toolboxを利用しております。

Dockerを使ってJava環境の構築

dockerの操作

まずはdockerを使うのに、少しだけdockerの使い方を見ていきたいと思います。

dockerの基本は「イメージを作成して、そのイメージを元にコンテナを起動する」というものです。

「コンテナ」が「サーバ」に相当するものだと思っていて下さい。

（AWSのAMIがイメージ、EC2がコンテナのような感じです）

つまり、イメージを作成してしまえば、コンテナの作成は簡単にできますし、イメージを共有すれば誰でも同じ環境を構築できます。

少し例を見てみましょう。

例えば「今Cent OSを使っているけどサポート終了するし、次なるディストリビューション選定のためにAmazon Linuxを使いたいな」

といった場合に以下のようなコマンド一つでAmazon Linux環境がぽんっと作成できます。

$ docker container run -it amazonlinux:latest bash

「amazonlinux:latest」はDocker Hubにあるイメージの最新版を指定しております。

dockerの優れている点は、こうしたイメージを各企業さんがすでにたくさん作ってくれているところになります。

Javaの環境も実はすでに用意されているのですが、ここでは知らないふりをして自分で構築していきたいと思います。

Amazon Linux環境構築

それでは、まずは試しにAmazon Linux環境を簡単なものですが構築してみたいと思います。

まずはコンテナのイメージを作成していきたいと思います。

コンテナのイメージは「Dockerfile」と呼ばれる定義ファイルをビルドすることで作成できます。

例えば以下のようなDockerfileを作成します（Amazon Linuxの簡単な環境構築）。

FROM amazonlinux:latest

# install groupadd, useradd
RUN yum install -y shadow-utils

# install sudo
RUN yum install -y sudo

# adduser
RUN sudo adduser papakoletter

# timezone
ENV TZ='Asia/Tokyo'

これに対して次のようにイメージビルドを行うと、このDockerfileを元にイメージが作成されます（-t でイメージ名を指定します。これは何でもよいです）。

$ docker image build . -t testamazon

できあがったイメージの結果は以下のコマンドで確認可能となります。

$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
testamazon latest 028a4b99f914 12 seconds ago 681MB
amazonlinux latest 53ef897d731f 4 weeks ago 163MB$ docker images

イメージができれば次のコマンドで簡単にコンテナを作成（起動）することができます。

$ docker container run -it testamazon bash

これでAmazon Linux環境を構築することができました。

コンテナから出るときは「exit」コマンドで抜けることができます。

Javaの環境構築

ここまではOSに関する設定を行ってきましたので、次にJavaを利用するためにJDKの設定を行っていきましょう。

今回はAmazon Corretto11で試してみたいと思います。

まず、先ほど起動したコンテナ上でJDKをインストールしてJavaを利用してみましょう。

（ここで実施した手順を後ほどDockerfileに転記してDockerfileを作成します）

$ sudo yum install java-11-amazon-corretto

これでAmazon Corretto11が入ったと思いますので以下のコマンドを入力して試してみましょう。

$ java -version
openjdk version "11.0.11" 2021-04-20 LTS
OpenJDK Runtime Environment Corretto-11.0.11.9.1 (build 11.0.11+9-LTS)
OpenJDK 64-Bit Server VM Corretto-11.0.11.9.1 (build 11.0.11+9-LTS, mixed mode)

特に問題なさそうですね。

これでJavaが使えるようになったと思いますので適当なディレクトリで以下のサンプルファイルを作成してみましょう。

ありきたりなサンプルプログラムですね。

public class Sample{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

ここで、このコードをコンパイルしてみましょう。

$ javac Sample.java

これでコンパイルされて中間コードが作成されたと思うので以下で確認してみましょう。

$ java Sample
Hello World!

これにて簡単なJava環境が構築できたわけです。

ついでに、ここまでの作業をDockerfileにまとめると次のようになります。

FROM amazonlinux:latest


# install groupadd, useradd
RUN yum install -y shadow-utils


# install sudo
RUN yum install -y sudo


# adduser
RUN sudo adduser papakoletter


# timezone
ENV TZ='Asia/Tokyo'


# encoding
RUN sed -i "s/en_US.UTF-8/ja_JP.UTF-8/g" /etc/sysconfig/i18n


# install jdk
RUN yum install -y java-11-amazon-corretto


#WORKDIR /root


USER papakoletter


WORKDIR /home/papakoletter
COPY --chown=papakoletter:papakoletter ./Sample.java /home/papakoletter/Sample.java
RUN javac ./Sample.java

念のため動作確認をしてみましょう。

先ほどと同様にイメージビルドしてコンテナ起動してみましょう。

$ docker image build . -t testamazon

$ docker container run -it testamazon bash

先ほどとの違いは、ユーザ追加して、そのユーザでログインしている点となります。

$ java Sample
Hello World!

Tomcatのインストール

Javaの勉強をするにあたって、ついでにTomcatもインストールしておきましょう。

FROM amazonlinux:latest

# install groupadd, useradd
RUN yum install -y shadow-utils

# install sudo
RUN yum install -y sudo

# adduser
RUN sudo adduser papakoletter

# timezone
ENV TZ='Asia/Tokyo'

# encoding
RUN sed -i "s/en_US\.UTF-8/ja_JP\.UTF-8/g" /etc/sysconfig/i18n

# install jdk
RUN yum install -y java-11-amazon-corretto

RUN yum -y install wget
RUN yum -y install tar.x86_64
RUN yum -y install procps

USER papakoletter
WORKDIR /home/papakoletter
COPY --chown=papakoletter:papakoletter ./Sample.java /home/papakoletter/Sample.java
RUN javac ./Sample.java

RUN wget http://ftp.yz.yamagata-u.ac.jp/pub/network/apache/tomcat/tomcat-9/v9.0.46/bin/apache-tomcat-9.0.46.tar.gz
RUN tar -xzvf ~/apache-tomcat-9.0.46.tar.gz
RUN ln -s ~/apache-tomcat-9.0.46 ~/tomcat

EXPOSE 8080

このイメージをビルドしてコンテナ起動するとTomcatコンテナが作成されます。

以下のコマンドでTomcat起動してみましょう。

$ /home/papakoletter/tomcat/bin/startup.sh

ここで、基本的には、

http://localhost:8080

でアクセスが可能ですが、Tool Boxを利用している場合は問い合わせ方法が異なりまして次のようになります。

http://192.168.99.100:8080

例：http://192.168.99.100:8080/examples/

docker後処理

最後に後処理をしておきましょう。

イメージのビルドを繰り返しているとイメージのゴミがたまっていきます。

そこで、定期的に「docker image prune」コマンドを実行しておきましょう。

また、コンテナについても同様で「docker container prune」を実行しておきましょう。

これで、今は使っていないものが削除されます。

その他、結構よく使う便利なコマンドは以下の通りとなります（他にもまだまだありますが、いったん直近よく使いそうなものをピックアップしております）。

当記事は以上となります。

Dockerfileを一度作ってしまうとあとはそれがあれば基本的にいつでも環境を構築することができます。

公式イメージとしてはPythonイメージなどもあれば、Prometheusイメージなど、用途の多岐に渡ります。

今後、ますます利用機会が増えると思いますので是非覚えておきたいですね。

長々とお疲れさまでした！