Docker Compose 初學者指南：使用範例解析

更新日期： 2025 年 3 月 4 日

在開發與部署應用程式時，容器化技術（Containerization）已成為不可或缺的工具。

Docker 讓開發者能夠輕鬆地將應用程式打包並部署在任何環境中，而 Docker Compose 則進一步簡化了管理多個容器的過程。

本篇文章將介紹 Docker Compose 的概念，並透過您提供的 docker-compose.yml 檔案進行解析，讓初學者能夠快速理解如何使用它來管理應用程式的多個服務。

什麼是 Docker Compose？

Docker Compose 是 Docker 官方提供 的一款工具，專門用來幫助開發者 定義、管理及運行多個 Docker 容器。

在開發現代應用程式時，往往不只需要一個單一的容器，而是由多個彼此協作的服務組成。

例如，一個典型的 Web 應用可能包含：

• 應用伺服器（Web Server）：負責處理使用者的請求，提供前端頁面或 API（例如 Nginx、Node.js）。
• 資料庫（Database）：存儲應用程式的數據（例如 MySQL、PostgreSQL、MongoDB）。
• 背景工作（Background Worker）：執行長時間運行的任務，如爬蟲、排程任務、訊息隊列處理（例如 Celery、Redis）。

若要手動啟動這些服務，每個容器都需要單獨執行 docker run 命令，不僅繁瑣，還容易因錯誤的設定導致服務無法正常連接。

因此，Docker Compose 透過 YAML 檔案（docker-compose.yml）來統一管理所有容器的設定，讓開發者能夠 用簡單的指令一次啟動、停止或管理整個應用環境。

Docker Compose 的主要優勢

Docker Compose 主要解決了傳統 Docker 命令管理多個容器的痛點，使開發流程更簡單、高效，並確保環境一致性。以下是其三大主要優勢：

1️⃣ 簡化容器管理

傳統上，若要啟動多個容器，必須使用 docker run 指令手動執行：

docker run -d --name mongo_db -p 27017:27017 mongo:latest
docker run -d --name web_app --link mongo_db:mongo -v $(pwd):/app -e TZ=Asia/Taipei web_app_image
docker run -d --name scraper --link mongo_db:mongo -e TZ=Asia/Taipei scraper_image

這種方式不僅需要多行命令，還要確保各個容器之間的網路連接與依賴關係正確。

Docker Compose 讓這一切變得簡單，開發者只需撰寫 docker-compose.yml，然後一行指令即可啟動：

docker-compose up -d

這樣就能自動建立、啟動所有定義好的服務，避免手動輸入長串命令帶來的繁瑣與錯誤。

2️⃣ 提升開發效率

適用於微服務架構（Microservices Architecture） 現代應用程式經常採用微服務架構。

每個功能模組都可能是一個獨立的容器，Docker Compose 允許開發者：

• 同時啟動、停止、重啟所有服務，大幅提升開發測試效率。
• 自動處理容器依賴關係，確保某些服務（如資料庫）在應用程式啟動前已經準備就緒。
• 支援開發與測試環境，允許快速建立與銷毀環境，而不影響正式環境。

例如，當 web 服務 需要等待 MongoDB 先啟動 時，Docker Compose 允許我們在 docker-compose.yml 設定：

depends_on:
  - mongodb

這樣在執行 docker-compose up 時，MongoDB 會先啟動，然後 web 服務才會啟動，確保應用程式能夠正確存取資料庫。

3️⃣ 環境一致性

確保「開發、測試、部署環境」一致，避免「在我電腦上可以跑」的問題 傳統開發方式。

開發者可能在本機手動安裝 MongoDB、Nginx 或其他依賴，但當換到測試或部署環境時，因為版本不同、環境變數不同，可能會導致應用程式無法正常運作。

Docker Compose 透過 docker-compose.yml 讓所有環境的設定都統一，如：

• 版本固定（例如 image: mongo:latest 確保 MongoDB 使用最新版）。
• 依賴服務自動配置（depends_on 確保資料庫先啟動）。
• 環境變數一致（environment 設定相同的時區、API Key 等）。

這樣，即使應用程式換到其他開發者的電腦、測試環境，或是正式部署到伺服器，都能保證完全相同的運行環境。

graph TD;
    A["Docker Compose"] -->|"管理"| B["Web 應用 (web)"]
    A -->|管理| C["爬蟲服務 (scraper)"]
    A -->|管理| D["資料庫 (mongodb)"]
    
    B -->|依賴| D
    C -->|依賴| D
    D -->|持久化數據| E[Volume: mongodb_data]

    subgraph "Docker 容器"
      B
      C
      D
    end

    subgraph "本機或雲端"
      E
    end

docker-compose.yml 檔案解析

現在我們來解析以下 docker-compose.yml 範例，並逐步說明它的功能。

services:
  web:
    build: .
    network_mode: "host"
    environment:
      - TZ=Asia/Taipei
    volumes:
      - .:/app
    depends_on:
      - mongodb

  scraper:
    build: .
    environment:
      - TZ=Asia/Taipei
    depends_on:
      - mongodb
    working_dir: /app
    command: ["python3", "/app/music_events/scripts/scraper.py"]
    restart: always

  mongodb:
    image: mongo:latest
    container_name: mongo_db
    restart: always
    ports:
      - "27017:27017"
    volumes:
      - mongodb_data:/data/db

volumes:
  mongodb_data:

在 docker-compose.yml 檔案中，我們透過 services 區塊來定義應用程式的各個組件。這個專案包含三個主要的服務：

1. web（Web 應用程式）：負責處理 HTTP 請求，可能是一個 Flask、Django、Node.js 或其他 Web 伺服器。
2. scraper（爬蟲服務）：負責執行定期抓取音樂活動的腳本，將資料儲存到 MongoDB。
3. mongodb（MongoDB 資料庫）：提供儲存後端，讓 web 和 scraper 服務存取數據。

這些服務的設定方式如下：

Web 應用服務 (web)

Web 服務的設定如下：

  web:
    build: .
    network_mode: "host"
    environment:
      - TZ=Asia/Taipei
    volumes:
      - .:/app
    depends_on:
      - mongodb

設定解析：

• build: .
  • 這表示該服務的 Docker 映像檔（image） 將從目前目錄的 Dockerfile 建立。
  • 當 docker-compose up 執行時，它會自動在當前目錄查找 Dockerfile，並依照定義的指令建置該映像檔。
  • 如果本機端已有相同的映像檔，則會直接使用快取版本，以提升啟動效率。
• network_mode: "host"
  • 該選項將容器的網路模式設為 主機模式，意味著容器內的應用程式會直接使用主機的網路，而不需要額外的端口轉發（如 ports 設定）。
  • 這適用於需要與主機系統緊密整合的應用，如：
    • 需要存取本機網絡上的服務。
    • 需要與其他應用程式共用相同的網路環境。
• environment:
  • 這裡設定了一個環境變數： - TZ=Asia/Taipei
  • 用途：將容器的時區設為 台北時間（Asia/Taipei），確保記錄的時間戳記與當地時間一致。
• volumes:
  • 這行指令： - .:/app 表示將 本機當前目錄（.） 掛載到容器內的 /app 目錄。
  • 作用：
    • 讓本機的程式碼能夠即時同步到容器內，適用於開發環境。
    • 避免每次修改程式碼後，都需要重新建置映像檔。
• depends_on:
  • 這裡定義了 web 服務依賴 MongoDB： depends_on: - mongodb
  • 作用：
    • 確保 MongoDB 服務在 Web 服務啟動前已經準備就緒，避免應用程式因找不到資料庫而發生錯誤。

爬蟲服務 (scraper)

爬蟲服務負責定期抓取音樂活動數據，並將其存入 MongoDB。它的設定如下：

  scraper:
    build: .
    environment:
      - TZ=Asia/Taipei
    depends_on:
      - mongodb
    working_dir: /app
    command: ["python3", "/app/music_events/scripts/scraper.py"]
    restart: always

設定解析：

• build: .
  • 與 web 服務相同，這行指令表示使用當前目錄的 Dockerfile 建置映像檔。
• environment:
  • 設定環境變數 TZ=Asia/Taipei，確保時區一致。
• depends_on:
  • 這行指令： depends_on: - mongodb 確保爬蟲程式在 MongoDB 服務準備好後才會啟動，以防止爬蟲嘗試存取尚未啟動的資料庫。
• working_dir: /app
  • 設定 容器內的工作目錄 為 /app，這樣所有的程式執行時，都會以 /app 作為基礎目錄。
• command:
  • 這裡設定爬蟲服務在啟動時執行的命令： command: ["python3", "/app/music_events/scripts/scraper.py"]
    • 這行指令會執行 python3 /app/music_events/scripts/scraper.py，開始爬取音樂活動數據。
    • command 陣列的格式避免了 Shell 解析問題，確保指令正確執行。
• restart: always
  • 這個設定確保容器在異常關閉後會自動重新啟動：
    • 如果容器崩潰（例如因錯誤導致程序終止），Docker 會自動重新啟動該容器。
    • 適合長時間運行的爬蟲服務，確保其持續運行。

MongoDB 資料庫 (mongodb)

MongoDB 服務提供 Web 應用和爬蟲服務使用的資料庫，設定如下：

  mongodb:
    image: mongo:latest
    container_name: mongo_db
    restart: always
    ports:
      - "27017:27017"
    volumes:
      - mongodb_data:/data/db

設定解析：

• image: mongo:latest
  • 指定使用 MongoDB 官方映像檔，並拉取最新版本（latest）。
  • 若本機沒有該映像檔，Docker 會自動從 Docker Hub 下載。
• container_name: mongo_db
  • 指定容器名稱為 mongo_db，方便管理與識別。
• restart: always
  • 確保 MongoDB 容器在異常關閉後自動重啟。
• ports:ports: - "27017:27017"
  • 作用：
    • 將 本機的 27017 端口 映射到 容器內的 27017 端口，讓本機應用程式可以直接存取 MongoDB。
    • 27017 是 MongoDB 預設的連接端口。
• volumes:volumes: - mongodb_data:/data/db
  • 作用：
    • 使用 Docker Volume（mongodb_data）來存儲 MongoDB 的數據，避免容器刪除後資料遺失。
    • 資料會存放在 /data/db 目錄，確保 MongoDB 內部數據可持久化儲存。

2.4 定義 Volume

在 volumes 區塊中，我們定義了 mongodb_data，確保 MongoDB 資料庫的數據能夠持久化：

volumes:
  mongodb_data:

• 這表示 Docker Compose 會 自動建立一個 Volume（mongodb_data），並將 MongoDB 的數據儲存在該 Volume 內，即使容器刪除，數據也不會丟失。
• 避免 MongoDB 服務 因容器刪除或重啟而遺失數據，確保應用的穩定運行。

同樣是 volumes，為什麼 MongoDB 和 Web 應用的效果不同？

Docker volumes 主要有兩種掛載方式：

1. 命名 Volume（Named Volume）：Docker 會管理數據存放位置，適合用於 持久化存儲。
2. 綁定掛載（Bind Mount）：直接掛載本機目錄到容器，適合用於 開發環境的程式碼同步。

在您的 docker-compose.yml 中：

• MongoDB 使用的是命名 Volume（mongodb_data:/data/db），確保 MongoDB 的資料持久化。
• Web 應用使用的是綁定掛載（.:/app），確保 開發時程式碼變更能立即反映到容器內。

MongoDB：volumes: mongodb_data:/data/db

volumes:
  - mongodb_data:/data/db

行為：

• 這是 命名 Volume，Docker 會在內部創建一個持久化存儲區（mongodb_data），並將其掛載到容器內的 /data/db 目錄。
• 即使刪除 MongoDB 容器，數據仍然保留，因為 Volume 與容器是獨立的。
• 適用於 資料庫、上傳文件等需要持久存儲的應用場景。

效果：

✅ MongoDB 內的資料庫數據不會因容器刪除而消失。
✅ 即使 docker-compose down，數據仍然存在，容器重啟後可以繼續使用。
✅ Docker 會自動管理 Volume，不需要開發者手動指定存放路徑。

Web 應用：volumes: .:/app

volumes:
  - .:/app

行為：

• 這是 綁定掛載（Bind Mount），直接將本機當前目錄（.）映射到容器內的 /app 目錄。
• 這樣 本機的程式碼變更會立即同步到容器內，不需要重新建置映像檔或重啟容器。
• 主要用於 開發環境，讓開發者可以即時修改程式碼並立即看到變更結果。

效果：

✅ 開發時可以直接修改程式碼，容器內應用程式會立即更新，提升開發效率。
✅ 適合 Node.js、Flask、Django 等動態開發框架，程式碼變更時不需要重啟容器。
🚨 但如果刪除 Web 容器，本機程式碼仍然保留，因為它存在於本機，不是 Docker Volume。

兩者的本質區別

volumes 的作用取決於應用程式的行為

相同的 volumes 設定，之所以在 MongoDB 和 Web 應用上有不同的效果，關鍵在於：

1. MongoDB 是一個資料庫，它會在 /data/db 目錄內儲存數據，所以我們需要 Volume 來持久化數據，避免資料丟失。
2. Web 應用是一個程式碼執行環境，它不會自行產生需要持久化的數據，所以我們使用綁定掛載來讓程式碼保持同步，而不影響正式環境。

什麼時候該使用哪種 volumes 設定？

如果你的應用程式會產生需要長期儲存的數據（如資料庫、上傳檔案），請使用 命名 Volume，例如：

volumes:
  - db_data:/var/lib/postgresql/data

✅ 適用於資料庫（MySQL、PostgreSQL、MongoDB）、檔案存儲服務。

如果你的應用程式只需要開發時即時同步程式碼，請使用 綁定掛載，例如：

volumes:
  - .:/usr/src/app

✅ 適用於開發環境的 Web 應用（Node.js、Flask、Django）。

如何使用 Docker Compose 啟動這個應用？

現在我們已經解析了 docker-compose.yml，接下來，我們來看看如何執行這個應用。

安裝 Docker & Docker Compose

如果您的系統尚未安裝 Docker 和 Docker Compose，請先安裝：

• Windows / macOS：可以從 Docker 官網 下載並安裝 Docker Desktop。
• Linux：可以使用 apt 或 yum 安裝：

sudo apt update && sudo apt install -y docker docker-compose

啟動應用

當 docker-compose.yml 檔案準備好後，只需要在相同目錄下執行以下指令：

docker-compose up -d

這個指令會：

1. 根據 docker-compose.yml 啟動 web、scraper 和 mongodb 服務。
2. 自動下載 mongo:latest 映像檔（如果本機沒有）。
3. 以背景模式執行（-d 參數），不會佔用終端機。

graph TD;
    A[執行 \`docker-compose up\`] -->|讀取 \`docker-compose.yml\`| B[解析 \`services\` 定義]
    B -->|檢查是否已經存在對應的映像檔| C[如果不存在，則根據 \`build\` 建置映像檔]
    C --> D[建立並啟動容器]
    D -->|檢查 \`depends_on\` 依賴關係| E[確保依賴服務（如 MongoDB）先啟動]
    E -->|初始化 \`volumes\`| F[掛載 Volume（如 \`mongodb_data\`）]
    F -->|初始化 \`network\`| G[建立並配置 Docker 網路]
    G -->|啟動 \`web\`、\`scraper\` 等服務| H[服務開始運行]
    H -->|監控 \`restart\` 設定| I[如果 \`restart: always\`，則異常時自動重啟]

查看執行狀態

您可以使用以下指令查看目前運行的容器：

docker ps

如果要查看個別服務的日誌，可以執行：

docker-compose logs web
docker-compose logs scraper
docker-compose logs mongodb

停止與刪除容器

如果要停止所有服務，可以執行：

docker-compose down

這個指令會：

• 停止並移除所有定義的容器。
• 但 不會刪除 mongodb_data Volume，因此 MongoDB 的數據仍然存在。

如果希望刪除 所有的容器與 Volume，請執行：

docker-compose down -v

結論

這篇文章介紹了 Docker Compose 的基本概念，並透過提供的 docker-compose.yml 檔案解析了 web、scraper 和 mongodb 服務的配置。

透過 Docker Compose，可以輕鬆管理多個容器，讓開發環境更加一致，並提升應用的可維護性。

如果您是初學者，建議嘗試修改 docker-compose.yml，加入其他服務，並使用 docker-compose up 測試運行效果，這將有助於加深對 Docker Compose 的理解！ 🚀