教學課程：容器化 .NET 應用程式

文章
02/27/2024

在此教學課程中，您將了解如何使用 Docker 來將 .NET 應用程式容器化。容器有許多功能和優點，例如不可變的基礎結構、提供可攜式結構，以及啟用可擴縮性。映像可用來為您的本機開發環境、私人雲端，或公用雲端建立容器。

在本教學課程中，您已：

建立及發佈簡單的 .NET 應用程式
建立及設定適用於 .NET 的 Dockerfile
建置 Docker 映像
建立及執行 Docker 容器

您將了解 .NET 應用程式的 Docker 容器建置及部署工作。「Docker 平台」會使用「Docker 引擎」快速建置應用程式，並將其封裝為「Docker 映像」。這些映像是以 Dockerfile 格式所撰寫，可在分層式容器中部署及執行。

注意

本教學課程不適用於 ASP.NET Core 應用程式。如果您使用 ASP.NET Core，請參閱了解如何容器化 ASP.NET Core 應用程式教學課程。

必要條件

安裝下列先決條件：

.NET 8+ SDK
如果您已安裝 .NET，則請使用 dotnet --info 命令來判斷您使用的是哪一個 SDK。
Docker Community Edition
Dockerfile 和 .NET 範例應用程式的暫存工作資料夾。在本教學課程中，docker-working 名稱會作為工作資料夾使用。

.NET 7+ SDK
如果您已安裝 .NET，則請使用 dotnet --info 命令來判斷您使用的是哪一個 SDK。
Docker Community Edition
Dockerfile 和 .NET 範例應用程式的暫存工作資料夾。在本教學課程中，docker-working 名稱會作為工作資料夾使用。

建立 .NET 應用程式

您需要 Docker 容器執行的 .NET 應用程式。開啟您的終端機，建立工作資料夾 (如果沒有)，並進入該資料夾。在工作資料夾中執行下列命令，在名為 App 的子目錄中建立新專案：

dotnet new console -o App -n DotNet.Docker

您的資料夾樹狀目錄會如下所示：

📁 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

dotnet new 命令會建立名為 App 的新資料夾，並產生 "Hello World" 主控台應用程式。從終端機會話變更目錄並瀏覽至 App 資料夾。使用 dotnet run 命令來啟動應用程式。應用程式會執行，並在命令下方列印 Hello World!：

cd App
dotnet run
Hello World!

預設範本所建立的應用程式會列印到終端機，然後立即終止。針對此教學課程，您會使用無限期執行迴圈的應用程式。在文字編輯器中開啟 Program.cs 檔案。

提示

如果您使用 Visual Studio Code，請從上一個終端工作階段輸入下列命令：

code .

這會開啟包含專案 Visual Studio Code 的 App 資料夾。

Program.cs 看起來應該像下列 C# 程式碼：

Console.WriteLine("Hello World!");

使用下列每秒計算數字的程式碼來取代檔案：

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));
}

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));
}

儲存檔案，然後使用 dotnet run 再次測試程式。請記住此應用程式會無限期執行。使用取消命令 Ctrl + C 來停止它。以下是一個範例輸出：

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

如果您在命令列上傳遞一個數字給應用程式，它將只會計算到該數量，然後結束。搭配 dotnet run -- 5 試用它以計算到五。

重要

-- 之後的任何參數都不會傳遞至 dotnet run 命令，而會改為傳遞至您的應用程式。

發佈 .NET 應用程式

將 .NET 應用程式新增至 Docker 映像之前，必須先發佈。最好讓容器執行已發佈的應用程式版本。若要發佈應用程式，請執行下列命令：

dotnet publish -c Release

此命令會將您的應用程式編譯至 publish 資料夾。從工作資料夾通往 publish 資料夾的路徑應該是 .\App\bin\Release\net8.0\publish\。

此命令會將您的應用程式編譯至 publish 資料夾。從工作資料夾通往 publish 資料夾的路徑應該是 .\App\bin\Release\net7.0\publish\。

Windows
Linux

從 App 資料夾取得發佈資料夾的目錄清單，以確認已建立 DotNet.Docker.dll 檔案。

dir .\bin\Release\net8.0\publish\

    Directory: C:\Users\default\App\bin\Release\net8.0\publish

Mode                 LastWriteTime         Length Name
----                 -------------         ------ ----
-a---           9/22/2023  9:17 AM            431 DotNet.Docker.deps.json
-a---           9/22/2023  9:17 AM           6144 DotNet.Docker.dll
-a---           9/22/2023  9:17 AM         157696 DotNet.Docker.exe
-a---           9/22/2023  9:17 AM          11688 DotNet.Docker.pdb
-a---           9/22/2023  9:17 AM            353 DotNet.Docker.runtimeconfig.json

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

    Directory: C:\Users\default\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

使用 ls 命令取得目錄清單，並確認已建立 DotNet.Docker.dll 檔案。

me@DESKTOP:/docker-working/app$ ls bin/Release/net8.0/publish
DotNet.Docker.deps.json  DotNet.Docker.dll  DotNet.Docker.exe  DotNet.Docker.pdb  DotNet.Docker.runtimeconfig.json

me@DESKTOP:/docker-working/app$ ls bin/Release/net7.0/publish
DotNet.Docker.deps.json  DotNet.Docker.dll  DotNet.Docker.exe  DotNet.Docker.pdb  DotNet.Docker.runtimeconfig.json

建立 Dockerfile

docker build 命令會使用 Dockerfile 檔案來建立容器映像。此檔案是名為 Dockerfile 且沒有副檔名的文字檔案。

在包含 .csproj 的目錄中建立名為 Dockerfile 的檔案，然後在文字編輯器中開啟它。本教學課程使用 ASP.NET Core 執行階段映像 (其中包含 .NET 執行階段映像)，並與 .NET 主控台應用程式相對應。

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/sdk:8.0 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:8.0
WORKDIR /App
COPY --from=build-env /App/out .
ENTRYPOINT ["dotnet", "DotNet.Docker.dll"]

注意

雖然可能已經使用映像 mcr.microsoft.com/dotnet/runtime:8.0，但在這裡刻意使用 ASP.NET Core 執行階段映像。

提示

此 Dockerfile 會使用多階段組建，藉由分層建置並只保留必要的成品，最佳化映像的最終大小。如需詳細資訊，請參閱 Docker Docs：多階段組建。

FROM 關鍵字需要完整的 Docker 容器映像名稱。 Microsoft Container Registry (MCR，mcr.microsoft.com) 是 Docker Hub 的一個分支，可裝載可公開存取的容器。 dotnet 區段是容器存放庫，而 sdk 或 aspnet 區段則是容器映像名稱。映像會以 8.0 標記，用於版本設定。因此，mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0 是 .NET 8.0 執行階段。確定您所提取的執行階段版本符合您 SDK 以其為目標的執行階段。例如，在上一節中建立的應用程式會使用 8.0 SDK 和 Dockerfile 中參考的基底映像加上 8.0 標記。

重要

使用 Windows 型容器映像時，您必須指定映像標記，而不僅僅是 8.0，例如，mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0-nanoserver-1809 而不是 mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0。根據您使用的 Nano Server 或 Windows Server Core，以及該作業系統的版本來選取映像名稱。您可以在 NET 的 Docker Hub 頁面上找到所有支援標記的完整清單。

儲存 Dockerfile 檔案。工作資料夾的目錄結構應如下所示。部分更下層的檔案和資料夾已省略，以節省文章空間：

📁 docker-working
    └──📂 App
        ├── Dockerfile
        ├── DotNet.Docker.csproj
        ├── Program.cs
        ├──📂 bin
        │   └──📂 Release
        │       └──📂 net8.0
        │           └──📂 publish
        │               ├── DotNet.Docker.deps.json
        │               ├── DotNet.Docker.exe
        │               ├── DotNet.Docker.dll
        │               ├── DotNet.Docker.pdb
        │               └── DotNet.Docker.runtimeconfig.json
        └──📁 obj
            └──...

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"]

注意

雖然可能已經使用 mcr.microsoft.com/dotnet/runtime:7.0 映像，但在這裡刻意使用 ASP.NET Core 執行階段映像。

提示

此 Dockerfile 會使用多階段組建，藉由分層建置並只保留必要的成品，最佳化映像的最終大小。如需詳細資訊，請參閱 Docker Docs：多階段組建。

FROM 關鍵字需要完整的 Docker 容器映像名稱。 Microsoft Container Registry (MCR，mcr.microsoft.com) 是 Docker Hub 的一個分支，可裝載可公開存取的容器。 dotnet 區段是容器存放庫，而 sdk 或 aspnet 區段則是容器映像名稱。映像會以 7.0 標記，用於版本設定。因此，mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:7.0 是 .NET 7.0 執行階段。確定您所提取的執行階段版本符合您 SDK 以其為目標的執行階段。例如，在上一節中建立的應用程式會使用 7.0 SDK 和 Dockerfile 中參考的基底映像加上 7.0 標記。

儲存 Dockerfile 檔案。工作資料夾的目錄結構應如下所示。部分更下層的檔案和資料夾已省略，以節省文章空間：

📁 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
            └──...

從終端機執行下列命令：

docker build -t counter-image -f Dockerfile .

Docker 將會處理 Dockerfile 中的每一行。命令中的 . 會 docker build 設定映像的建置內容。參數 -f 是 Dockerfile 的路徑。此命令會建置映像，並建立名為 counter-image 的本機存放庫以指向該映像。當此命令完成之後，執行 docker images 以查看已安裝的映像清單：

docker images
REPOSITORY                         TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
counter-image                      latest    2f15637dc1f6   10 minutes ago   217MB

counter-image 存放庫是映像的名稱。 latest 標記是用來識別映像的標記。 2f15637dc1f6 是映像識別碼。 10 minutes ago 是映像的建立時間。 217MB 是映像的大小。 Dockerfile 的最後一個步驟是從映像建立容器並執行應用程式、將已發佈的應用程式複製到容器，以及定義進入點。

FROM mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0
WORKDIR /App
COPY --from=build-env /App/out .
ENTRYPOINT ["dotnet", "DotNet.Docker.dll"]

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

counter-image 存放庫是映像的名稱。 latest 標記是用來識別映像的標記。 2f15637dc1f6 是映像識別碼。 10 minutes ago 是映像的建立時間。 208MB 是映像的大小。 Dockerfile 的最後一個步驟是從映像建立容器並執行應用程式、將已發佈的應用程式複製到容器，以及定義進入點。

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

COPY 命令會指示 Docker，將您電腦上指定的資料夾複製到容器中的資料夾。在此範例中，會將 publish 資料夾複製到容器中名為 App/out 的資料夾。

WORKDIR 命令會將容器內的目前目錄變更為 App。

下一個命令 ENTRYPOINT 會指示 Docker 將容器設定為以可執行檔的形式執行。當容器啟動時，ENTRYPOINT 命令就會執行。當此命令結束時，容器將會自動停止。

提示

在 .NET 8 之前，設定為以唯讀身分執行的容器可能會失敗，並顯示 Failed to create CoreCLR, HRESULT: 0x8007000E。若要處理這個問題，請將 DOTNET_EnableDiagnostics 環境變數指定為 0 (在 ENTRYPOINT 步驟之前)：

ENV DOTNET_EnableDiagnostics=0

如需多項 .NET 環境變數的詳細資訊，請參閱 .NET 環境變數。

注意

.NET 6 會針對設定 .NET 執行階段行為的環境變數，透過前置詞 DOTNET_ (而非 COMPlus_) 進行標準化。不過，COMPlus_ 前置詞將繼續運作。如果使用舊版的 .NET 執行階段，則您仍應對環境變數使用 COMPlus_ 前置詞。

建立容器

您現在已有包含應用程式的映像，您可以建立一個容器。您可以兩種方式建立容器。首先，建立已停止的新容器。

docker create --name core-counter counter-image

docker create 命令會根據 counter-image 映像建立容器。該命令的輸出會顯示已建立容器的容器識別碼 (您的映像識別碼將會不同)：

d0be06126f7db6dd1cee369d911262a353c9b7fb4829a0c11b4b2eb7b2d429cf

若要查看「所有」容器的清單，請使用 docker ps -a 命令：

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

管理容器

容器是以特定名稱 core-counter 建立，此名稱是用來管理容器。下列範例會使用 docker start 命令來啟動容器，然後使用 docker ps 命令只顯示正在執行的容器：

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

同樣地，docker stop 命令會停止容器。下列範例會使用 docker stop 命令來停止容器，然後使用 docker ps 命令顯示沒有任何容器正在執行：

docker stop core-counter
core-counter

docker ps
CONTAINER ID    IMAGE    COMMAND    CREATED    STATUS    PORTS    NAMES

連線到容器

當容器正在執行之後，您可以連線到它以查看輸出。使用 docker start 和 docker attach 命令來啟動容器，並查看輸出資料流。在此範例中，會使用 Ctrl + C 按鍵輸入來將執行中的容器中斷連結。除非另有指定，否則此按鍵輸入會結束容器中的程序，這將停止容器。 --sig-proxy=false 參數可確保 CTRL+C 不會停止容器中的程序。

當您從容器中斷連結之後，請重新連結以確認它仍在執行且正在進行計算。

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

刪除容器

在本文中，您不想讓容器閒置且不執行任何動作。刪除您先前建立的容器。如果容器正在執行，請停止它。

docker stop core-counter

下列範例會列出所有容器。它接著會使用 docker rm 命令來刪除容器，然後第二次檢查任何執行中的容器。

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

單一執行

Docker 提供 docker run 命令來建立容器，並以單一命令執行。使用此命令，就不需依序執行 docker create 及 docker start。您也可以設定此命令，在容器停止時自動刪除容器。例如，使用 docker run -it --rm 來執行兩個動作，首先，自動使用目前的終端機連線到容器，然後在容器完成時將其移除：

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

容器也會將參數傳遞至 .NET 應用程式的執行。若要指示 .NET 應用程式只計算到 3，請傳入 3。

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

搭配 docker run -it，則 Ctrl+C 命令會停止正在容器中執行的程序，接著停止容器。由於已提供 --rm 參數，因此會在程序停止時自動刪除容器。確認它不存在：

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

變更 ENTRYPOINT

docker run 命令也可讓您從 Dockerfile 修改 ENTRYPOINT 命令並執行其他動作，但只適用於該容器。例如，使用下列命令來執行 bash 或 cmd.exe。視需要編輯命令。

Windows
Linux

在此範例中，ENTRYPOINT 會變更為 cmd.exe。按下 Ctrl + C 以結束程序並停止容器。

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

在此範例中，ENTRYPOINT 會變更為 bash。執行 exit 命令以結束程序並停止容器。

docker run -it --rm --entrypoint "bash" counter-image
root@9f8de8fbd4a8:/App# ls
DotNet.Docker  DotNet.Docker.deps.json  DotNet.Docker.dll  DotNet.Docker.pdb  DotNet.Docker.runtimeconfig.json
root@9f8de8fbd4a8:/App# dotnet DotNet.Docker.dll 7
Counter: 1
Counter: 2
Counter: 3
^C
root@9f8de8fbd4a8:/App# exit
exit

基本命令

Docker 有許多不同的命令，可建立、管理及與容器和映像互動。這些 Docker 命令對於管理容器而言非常重要：

清除資源

在此教學課程中，您建立了容器與映像。您可以視需要刪除這些資源。使用下列命令

列出所有容器
```
docker ps -a
```
停止依其名稱執行的容器。
```
docker stop core-counter
```
刪除容器
```
docker rm core-counter
```

接下來，在電腦上刪除您不再需要的任何映像。刪除 Dockerfile 所建立的映像，然後刪除 Dockerfile 以其為基礎的 .NET 映像。您可以使用映像識別碼或存放庫:標記格式的字串。

docker rmi counter-image:latest
docker rmi mcr.microsoft.com/dotnet/aspnet:8.0

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

使用 docker images 命令來查看已安裝的映像清單。

提示

映像檔可能很大。一般而言，會移除您在測試及開發應用程式時所建立的暫存容器。如果您打算根據已安裝的執行階段建置其他映像，您通常會使用該執行階段來保存基底映像。

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