Tutorial: Containerisieren einer .NET Core-App

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In diesem Tutorial erfahren Sie, wie Sie eine .NET-Anwendung mit Docker containerisieren können. Container haben viele Features und Vorteile, z. B. eine unveränderliche Infrastruktur, eine portable Architektur und die Skalierbarkeit. Das Image kann zum Erstellen von Containern für Ihre lokale Entwicklungsumgebung, eine private Cloud oder eine öffentliche Cloud verwendet werden.

In diesem Tutorial:

  • Erstellen und Veröffentlichen einer einfachen .NET-App
  • Erstellen und Konfigurieren einer Dockerfile-Datei für .NET
  • Erstellen eines Docker-Images
  • Erstellen und Ausführen eines Docker-Containers

Hier erfahren Sie mehr über die Aufgaben für das Erstellen und Bereitstellen von Docker-Containern für eine .NET-Anwendung. Die Docker-Plattform verwendet die Docker-Engine, um Pakete schnell als Docker-Images zu erstellen und zu packen. Diese Images werden im Dockerfile-Format geschrieben, um in einem mehrstufigen Container bereitgestellt und ausgeführt zu werden.

Hinweis

Dieses Tutorial gilt nicht für ASP.NET Core-Apps. Wenn Sie mit ASP.NET Core arbeiten, lesen Sie das Tutorial Informationen zum Containerisieren einer ASP.NET Core-Anwendung.

Voraussetzungen

Die folgenden Komponenten müssen installiert sein:

  • .NET SDK
    Wenn Sie .NET installiert haben, verwenden Sie den Befehl dotnet --info, um festzustellen, welches SDK Sie verwenden.
  • Docker Community Edition
  • Ein temporärer Arbeitsordner für das Dockerfile und eine .NET-Beispiel-App. In diesem Tutorial trägt der Arbeitsordner den Namen docker-working.

Erstellen einer .NET-App

Sie benötigen eine.NET-App, die der Docker-Container ausführen kann. Öffnen Sie Ihr Terminal, erstellen Sie einen Arbeitsordner, falls noch nicht geschehen, und geben Sie den Ordnernamen ein. Führen Sie im Arbeitsordner den folgenden Befehl aus, um ein neues Projekt im Unterverzeichnis App zu erstellen:

dotnet new console -o App -n DotNet.Docker

Ihre Ordnerstruktur sollte wie folgt aussehen:

📁 docker-working
    └──📂 App
        ├──DotNet.Docker.csproj
        ├──Program.cs
        └──📂 obj
            ├── DotNet.Docker.csproj.nuget.dgspec.json
            ├── DotNet.Docker.csproj.nuget.g.props
            ├── DotNet.Docker.csproj.nuget.g.targets
            ├── project.assets.json
            └── project.nuget.cache

Über den Befehl dotnet new wird ein neuer Ordner namens App erstellt und eine „Hallo Welt“-Konsolenanwendung generiert. Ändern Sie die Verzeichnisse, und navigieren Sie in der Terminalsitzung zum Ordner App. Verwenden Sie den dotnet run-Befehl, um die App zu starten. Die Anwendung wird ausgeführt, und Hello World! wird unter dem Befehl ausgegeben:

cd App
dotnet run
Hello World!

Die Standardvorlage erstellt eine App, die eine Ausgabe im Terminal anzeigt und dann sofort beendet wird. Für dieses Tutorial verwenden Sie eine App, die auf unbestimmte Zeit ausgeführt wird. Öffnen Sie die Datei Program.cs in einem Text-Editor.

Tipp

Wenn Sie Visual Studio Code verwenden, geben Sie in der vorherigen Terminalsitzung den folgenden Befehl ein:

code .

Dadurch wird der Ordner App geöffnet, der das Projekt in Visual Studio Code enthält.

Die Program.cs-Datei sollte dem folgenden C#-Code entsprechen:

Console.WriteLine("Hello World!");

Ersetzen Sie die Datei durch den folgenden Code, der die Zahlen pro Sekunde zählt:

var counter = 0;
var max = args.Length is not 0 ? Convert.ToInt32(args[0]) : -1;
while (max is -1 || counter < max)
{
    Console.WriteLine($"Counter: {++counter}");
    await Task.Delay(TimeSpan.FromMilliseconds(1_000));
}

Speichern Sie die Datei, und testen Sie das Programm erneut mit dotnet run. Denken Sie daran, dass diese App auf unbestimmte Zeit ausgeführt wird. Verwenden Sie zum Beenden den Befehl STRG+C, um diese anzuhalten. Nachfolgend sehen Sie eine Beispielausgabe:

dotnet run
Counter: 1
Counter: 2
Counter: 3
Counter: 4
^C

Wenn Sie eine Zahl auf der Kommandozeile an die App übergeben, zählt sie nur bis zu diesem Betrag und wird dann beendet. Probieren Sie es mitdotnet run -- 5, um bis Fünf zu zählen.

Wichtig

Jegliche Parameter, die auf -- folgen, werden nicht an den Befehl dotnet run, sondern an Ihre Anwendung übergeben.

Veröffentlichen einer .NET-App

Bevor Sie die .NET-App dem Docker-Image hinzufügen, muss sie veröffentlicht werden. Es ist am besten, wenn der Container die veröffentlichte Version der App ausführt. Führen Sie den folgenden Befehl aus, um die App zu veröffentlichen:

dotnet publish -c Release

Dieser Befehl kompiliert Ihre App in den Ordner publish. Der Pfad zum Ordner publish aus dem Arbeitsordner sollte wie folgt lauten: .\App\bin\Release\net7.0\publish\

Rufen Sie über den Ordner App eine Verzeichnisliste des Veröffentlichungsordners ab, um sicherzustellen, dass die Datei DotNet.Docker.dll erstellt wurde.

dir .\bin\Release\net7.0\publish\

    Directory: C:\Users\dapine\App\bin\Release\net7.0\publish

Mode                 LastWriteTime         Length Name
----                 -------------         ------ ----
-a---           2/13/2023  1:52 PM            431 DotNet.Docker.deps.json
-a---           2/13/2023  1:52 PM           6144 DotNet.Docker.dll
-a---           2/13/2023  1:52 PM         153600 DotNet.Docker.exe
-a---           2/13/2023  1:52 PM          11052 DotNet.Docker.pdb
-a---           2/13/2023  1:52 PM            253 DotNet.Docker.runtimeconfig.json

Erstellen der Dockerfile

Die Dockerfile-Datei wird vom Befehl docker build zum Erstellen des Containerimage verwendet. Diese Datei ist eine Textdatei mit dem Namen Dockerfile, die keine Erweiterung besitzt.

Erstellen Sie im Verzeichnis mit der CSPROJ-Datei eine Datei namens Dockerfile, und öffnen Sie sie in einem Text-Editor. In diesem Tutorial wird das ASP.NET Core-Runtimeimage (das das .NET-Runtimeimage enthält) verwendet, das der .NET-Konsolenanwendung entspricht.

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:7.0 AS build-env
WORKDIR /App

# Copy everything
COPY . ./
# Restore as distinct layers
RUN dotnet restore
# Build and publish a release
RUN dotnet publish -c Release -o out

# Build runtime image
FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:7.0
WORKDIR /App
COPY --from=build-env /App/out .
ENTRYPOINT ["dotnet", "DotNet.Docker.dll"]

Hinweis

Das ASP.NET Core-Runtimeimage wird hier absichtlich verwendet, obwohl auch das mcr.microsoft.com/dotnet/runtime:7.0-Image verwendet werden könnte.

Tipp

Diese Dockerfile arbeitet mit mehrstufigen Builds, die die endgültige Größe des Images optimieren, indem sie den Build schichten und nur benötigte Artefakte belassen. Weitere Informationen finden Sie unter Docker-Dokumentation: mehrstufige Builds.

Für das FROM-Schlüsselwort ist der vollqualifizierte Name des Docker-Containerimages erforderlich. Microsoft Container Registry (MCR, mcr.microsoft.com) ist ein Konsortium von Docker Hub, das öffentlich zugängliche Container hostet. Das Segment dotnet ist das Containerrepository, wobei das Segment sdk oder aspnet der Name des Containerimages ist. Das Image wird für die Versionsverwaltung mit 7.0 gekennzeichnet. Daher entspricht mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:7.0 der .NET 7.0-Runtime. Stellen Sie sicher, dass Sie die .NET Core-Runtimeversion pullen, die der Runtime entspricht, die das Ziel Ihres SDK ist. Beispielsweise verwendet die im vorherigen Abschnitt erstellte App das .NET 7.0 SDK, und das Basisimage, auf das in der Dockerfile-Datei verwiesen wird, ist mit 7.0 gekennzeichnet.

Speichern Sie das Dockerfile. Die Verzeichnisstruktur des Arbeitsordners sollte wie folgt aussehen. Einige Dateien und Ordner, die sich auf tieferen Ebenen befinden, sind in diesem Beispiel nicht enthalten, um Platz zu sparen:

📁 docker-working
    └──📂 App
        ├── Dockerfile
        ├── DotNet.Docker.csproj
        ├── Program.cs
        ├──📂 bin
        │   └──📂 Release
        │       └──📂 net7.0
        │           └──📂 publish
        │               ├── DotNet.Docker.deps.json
        │               ├── DotNet.Docker.exe
        │               ├── DotNet.Docker.dll
        │               ├── DotNet.Docker.pdb
        │               └── DotNet.Docker.runtimeconfig.json
        └──obj 📁
            └──...

Führen Sie in Ihrem Terminal den folgenden Befehl aus:

docker build -t counter-image -f Dockerfile .

Docker verarbeitet die einzelnen Zeilen aus dem Dockerfile. . im Befehl docker build legt den Buildkontext des Images fest. Der Schalter -f ist der Pfad zur Dockerfile. Dieser Befehl erstellt das Image und ein lokales Repository namens counter-image, das auf dieses Image zeigt. Nachdem dieser Befehl abgeschlossen ist, führen Sie docker images aus, um eine Liste der installierten Images anzuzeigen:

docker images
REPOSITORY                         TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
counter-image                      latest    2f15637dc1f6   10 minutes ago   208MB

Das Repository counter-image ist der Name des Images. Das Tag latest ist das Tag zum Bestimmen des Images. 2f15637dc1f6 ist die Image-ID. 10 minutes ago ist die Uhrzeit der Erstellung des Images. 208MB ist die Größe des Images. Die letzten Schritte in der Dockerfile sind das Erstellen eines Containers anhand des Images und Ausführen der App, das Kopieren der veröffentlichten App in den Container und das Festlegen des Einstiegspunkts.

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:7.0
WORKDIR /App
COPY --from=build-env /build/out .
ENTRYPOINT ["dotnet", "DotNet.Docker.dll"]

Der Befehl COPY weist Docker an, den angegebenen Ordner auf Ihrem Computer in einen Ordner im Container zu kopieren. In diesem Beispiel wird der Ordner publish in einen Ordner mit dem Namen build im Container kopiert.

Mit dem Befehl WORKDIR wird das aktuelle Verzeichnis im Container in App geändert.

Der nächste Befehl, ENTRYPOINT, weist Docker an, den Container so zu konfigurieren, dass er als ausführbare Datei ausgeführt wird. Wenn der Container gestartet wird, wird die ENTRYPOINT-Befehl ausgeführt. Wenn dieser Befehl beendet wird, wird der Container automatisch beendet.

Tipp

Für zusätzliche Sicherheit können Sie die Diagnosepipeline deaktivieren. Wenn Sie sie deaktivieren, kann der Container schreibgeschützt ausgeführt werden. Um dies zu erreichen, geben Sie die Umgebungsvariable DOTNET_EnableDiagnostics (unmittelbar vor Schritt ENTRYPOINT) mit 0 an:

ENV DOTNET_EnableDiagnostics=0

Weitere Informationen zu verschiedenen .NET-Umgebungsvariablen finden Sie unter .NET-Umgebungsvariablen.

Hinweis

In .NET 6 ist das Präfix DOTNET_ statt COMPlus_ Standard für Umgebungsvariablen, die das .NET-Runtimeverhalten konfigurieren. Das Präfix COMPlus_ funktioniert jedoch weiterhin. Wenn Sie eine frühere Version der .NET-Runtime verwenden, sollten Sie weiterhin das Präfix COMPlus_ für Umgebungsvariablen verwenden.

Führen Sie von Ihrem Terminal aus docker build -t counter-image -f Dockerfile . aus, und wenn dieser Befehl abgeschlossen ist, führen Sie docker images aus.

docker build -t counter-image -f Dockerfile .
[+] Building 0.2s (14/14) FINISHED
 => [internal] load build definition from Dockerfile                                  0.0s
 => => transferring dockerfile: 32B                                                   0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                                     0.0s
 => => transferring context: 2B                                                       0.0s
 => [internal] load metadata for mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:7.0                  0.1s
 => [internal] load metadata for mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:7.0                     0.1s
 => [build-env 1/5] FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:7.0@sha256:80dce5844ecdc719704  0.0s
 => [internal] load build context                                                     0.0s
 => => transferring context: 4.00kB                                                   0.0s
 => [stage-1 1/3] FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:7.0@sha256:8dd65c009a093947cb  0.0s
 => CACHED [stage-1 2/3] WORKDIR /App                                                 0.0s
 => CACHED [build-env 2/5] WORKDIR /App                                               0.0s
 => CACHED [build-env 3/5] COPY . ./                                                  0.0s
 => CACHED [build-env 4/5] RUN dotnet restore                                         0.0s
 => CACHED [build-env 5/5] RUN dotnet publish -c Release -o out                       0.0s
 => CACHED [stage-1 3/3] COPY --from=build-env /App/out .                             0.0s
 => exporting to image                                                                0.0s
 => => exporting layers                                                               0.0s
 => => writing image sha256:2094c4692eeaeabebfa2cc68f77907e9ca8455deea948012690c6639  0.0s
 => => naming to docker.io/library/counter-image                                      0.0s

docker images
REPOSITORY      TAG       IMAGE ID       CREATED              SIZE
counter-image   latest    2094c4692eea   About a minute ago   212MB

Jeder Befehl in der Dockerfile generierte eine Ebene und erstellte eine IMAGE ID. Die endgültige IMAGE ID (Ihre wird anders sein) ist 2f15637dc1f6. Als Nächstes erstellen Sie einen Container anhand dieses Images.

Erstellen eines Containers

Da Sie nun ein Image haben, das Ihre App enthält, können Sie einen Container erstellen. Für die Erstellung eines Containers haben Sie zwei Möglichkeiten. Erstellen Sie zunächst einen neuen Container, der beendet wird.

docker create --name core-counter counter-image

Der obige Befehl docker create erstellt einen Container auf Grundlage des Images counter-image. Die Ausgabe dieses Befehls zeigt Ihnen die CONTAINER ID (Ihre wird anders sein) des erstellten Containers:

d0be06126f7db6dd1cee369d911262a353c9b7fb4829a0c11b4b2eb7b2d429cf

Um eine Liste aller Container zu erhalten, verwenden Sie den docker ps -a-Befehl:

docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE           COMMAND                  CREATED          STATUS    PORTS     NAMES
d0be06126f7d   counter-image   "dotnet DotNet.Docke…"   12 seconds ago   Created             core-counter

Verwalten des Containers

Der Container wurde mit dem spezifischen Namen core-counter erstellt, der zum Verwalten des Containers verwendet wird. Das folgende Beispiel verwendet den Befehl docker start, um den Container zu starten, und verwendet dann den Befehl docker ps, um nur die laufenden Container anzuzeigen:

docker start core-counter
core-counter

docker ps
CONTAINER ID   IMAGE           COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS     NAMES
cf01364df453   counter-image   "dotnet DotNet.Docke…"   53 seconds ago   Up 10 seconds             core-counter

In ähnlicher Weise beendet der Befehl docker stop den Container. Im folgenden Beispiel wird der Befehl docker stop verwendet, um den Container zu beenden, und dann der Befehl docker ps, um anzuzeigen, dass keine Container ausgeführt werden:

docker stop core-counter
core-counter

docker ps
CONTAINER ID    IMAGE    COMMAND    CREATED    STATUS    PORTS    NAMES

Herstellen einer Verbindung mit einem Container

Nachdem ein Container ausgeführt wird, können Sie sich mit ihm verbinden, um die Ausgabe anzuzeigen. Verwenden Sie die Befehle docker start und docker attach, um den Container zu starten und den Ausgabestream anzuzeigen. In diesem Beispiel wird die Tastenkombination STRG+C verwendet, um die Trennung vom ausgeführten Container durchzuführen. Diese Tastenkombination beendet den Prozess im Container, sofern nicht anders angegeben, was den Container anhalten würde. Der Parameter --sig-proxy=false stellt sicher, dass STRG+C den Prozess im Container nicht anhält.

Nachdem Sie den Container abgetrennt haben, fügen Sie ihn erneut an, um sicherzustellen, dass er noch läuft und zählt.

docker start core-counter
core-counter

docker attach --sig-proxy=false core-counter
Counter: 7
Counter: 8
Counter: 9
^C

docker attach --sig-proxy=false core-counter
Counter: 17
Counter: 18
Counter: 19
^C

Löschen eines Containers

In diesem Artikel möchten Sie nicht, dass Container vorhanden sind, die nichts bewirken. Löschen Sie den zuvor erstellten Container. Wenn der Container ausgeführt wird, beenden Sie ihn.

docker stop core-counter

Das folgende Beispiel listet alle Container auf. Anschließend wird der Container mit dem Befehl docker rm gelöscht. Dann wird ein zweites Mal auf ausgeführte Container überprüft.

docker ps -a
CONTAINER ID    IMAGE            COMMAND                   CREATED          STATUS                        PORTS    NAMES
2f6424a7ddce    counter-image    "dotnet DotNet.Dock…"    7 minutes ago    Exited (143) 20 seconds ago            core-counter

docker rm core-counter
core-counter

docker ps -a
CONTAINER ID    IMAGE    COMMAND    CREATED    STATUS    PORTS    NAMES

Einzelausführung

Docker bietet den Befehl docker run, um den Container als einen einzigen Befehl zu erstellen und auszuführen. Dieser Befehl erübrigt die Ausführung von docker create und dann docker start. Sie können diesen Befehl auch so einstellen, dass der Container beim Beenden des Containers automatisch gelöscht wird. Verwenden Sie beispielsweise docker run -it --rm, um zwei Dinge zu tun: 1) um sich automatisch über das aktuelle Terminal mit dem Container zu verbinden, und 2) wenn der Container fertig ist, um ihn zu entfernen:

docker run -it --rm counter-image
Counter: 1
Counter: 2
Counter: 3
Counter: 4
Counter: 5
^C

Der Container übergibt auch Parameter an die Ausführung der .NET-App, um diese anzuweisen, nur bis 3 zu zählen und dann 3 zu übergeben.

docker run -it --rm counter-image 3
Counter: 1
Counter: 2
Counter: 3

Bei docker run -it hält der Befehl STRG + C den Prozess an, der im Container ausgeführt wird, was wiederum den Container anhält. Da der Parameter --rm angegeben wurde, wird der Container beim Anhalten des Prozesses automatisch gelöscht. Stellen Sie sicher, dass er nicht vorhanden ist:

docker ps -a
CONTAINER ID    IMAGE    COMMAND    CREATED    STATUS    PORTS    NAMES

Ändern des EINSTIEGSPUNKTS

Mit dem Befehl docker run können Sie auch den Befehl ENTRYPOINT aus der Dockerfile ändern und etwas anderes ausführen, jedoch nur für diesen Container. Verwenden Sie beispielsweise den folgenden Befehl, um bash oder cmd.exe auszuführen. Bearbeiten Sie den Befehl nach Bedarf.

In diesem Beispiel wird ENTRYPOINT in cmd.exe geändert. STRG+C wird gedrückt, um den Prozess zu beenden und den Container anzuhalten.

docker run -it --rm --entrypoint "cmd.exe" counter-image

Microsoft Windows [Version 10.0.17763.379]
(c) 2018 Microsoft Corporation. All rights reserved.

C:\>dir
 Volume in drive C has no label.
 Volume Serial Number is 3005-1E84

 Directory of C:\

04/09/2019  08:46 AM    <DIR>          app
03/07/2019  10:25 AM             5,510 License.txt
04/02/2019  01:35 PM    <DIR>          Program Files
04/09/2019  01:06 PM    <DIR>          Users
04/02/2019  01:35 PM    <DIR>          Windows
               1 File(s)          5,510 bytes
               4 Dir(s)  21,246,517,248 bytes free

C:\>^C

Grundlegende Befehle

Docker bietet viele verschiedene Befehle für die Erstellung, Verwaltung und Interaktion mit Containern und Images. Diese Docker-Befehle sind für die Verwaltung Ihrer Container unerlässlich:

Bereinigen von Ressourcen

In diesem Tutorial haben Sie Container und Images erstellt. Wenn Sie möchten, können Sie diese Ressourcen löschen. Führen Sie die folgenden Befehle für diese Aktionen aus:

  1. Zum Anzeigen aller Container

    docker ps -a

  2. Zum Anhalten aller ausgeführten Container nach Namen

    docker stop core-counter

  3. Zum Löschen des Containers

    docker rm core-counter

Löschen Sie anschließend alle Images, die Sie nicht mehr auf Ihrem Computer benötigen. Löschen Sie das von Ihrer Dockerfile erstellte Image und löschen Sie dann das .NET-Image, auf dem die Dockerfile basiert. Sie können die IMAGE ID oder die mit REPOSITORY:TAG formatierte Zeichenfolge verwenden.

docker rmi counter-image:latest
docker rmi mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:7.0

Verwenden Sie den Befehl docker images, um eine Liste der installierten Images anzuzeigen.

Tipp

Imagedateien können groß sein. Normalerweise würden Sie temporäre Container entfernen, die Sie während des Tests und der Entwicklung Ihrer App erstellt haben. In der Regel behalten Sie die Basisimages mit installierter Runtime, wenn Sie planen, andere Images auf Basis dieser Runtime zu erstellen.

Nächste Schritte