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DockerコンテナでGUIアプリケーションを動作させる仕組み

参考記事

• 【翻訳】Dockerを用いたGUIアプリケーションの実行

DockerでGUIアプリケーション？

そもそも端末で操作するDockerでどうやってGUIを起動するのか？
その方法にはいくつかの方法があります。

• X11転送を行うSSH
• VNC
• X11ソケットをコンテナと共有

参考記事では、X11ソケットをコンテナと共有して実現しています。
起動するGUIアプリケーションはNetBeansとEclipse、 IntelliJ IDEAが使えるようになっています。

• fgrehm/docker-eclipse
• fgrehm/docker-netbeans
• fgrehm/docker-intellij

Firefoxの実行で仕組みを見る

参考記事の通りに、Firefoxを実行するDockerfileを参考に、 実際の仕組みを確認しながらイメージを構築してみます。
ファイル名はDockerfileにしてください。

FROM ubuntu:14.04

RUN apt-get update && apt-get install -y firefox

# Replace 1000 with your user / group id
RUN export uid=1000 gid=1000 && \
    mkdir -p /home/developer && \
    echo "developer:x:${uid}:${gid}:Developer,,,:/home/developer:/bin/bash" >> /etc/passwd && \
    echo "developer:x:${uid}:" >> /etc/group && \
    echo "developer ALL=(ALL) NOPASSWD: ALL" > /etc/sudoers.d/developer && \
    chmod 0440 /etc/sudoers.d/developer && \
    chown ${uid}:${gid} -R /home/developer

USER developer
ENV HOME /home/developer
CMD /user/bin/firefox

Dockerfileの記述を1つずつ確認してみます。

FROMキーワード

FROMでは、ベースにするDockerイメージを指定します。
ここでは、Ubuntu14.04の公式イメージをベースを指定しています。

RUNキーワード

RUNに続くコマンドをコンテナ内で実行させます。

ここではapt-getを使って、firefoxをインストールしています。
対話にはなりませんので、-yオプションを必要とします。

コンテナを実行する為のUNIXユーザを作成・設定しています。
exportでuidとgidの設定
mkdir -pでHOMEディレクトリを作成
/etc/passwd、/etc/groupを直接追加してユーザを追加
/etc/sudoers.d/developerを作成してsudo権限を得る

USERキーワード

コンテナを実行するユーザの指定をしています。
上記で作成したUNIXユーザ(developer)を指定します。

ENVキーワード

環境変数$HOMEを設定しています。

CMDキーワード

最後にインストールしたfirefoxを端末から実行しています。

ここまで見るとわかると思いますが、 DockerfileではGUIアプリケーションをインストールして実行する記述のみで、
X11ソケットをコンテナと共有するような設定はなさそうです。

Dockerfileができたら、イメージをビルドして構築します。

$ docker build -t firefox .

ビルドが完了したら、次に構築したイメージからコンテナを起動します。

docker run --rm \
    -e DISPLAY=$DISPLAY \
    -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix \
    firefox

docker runコマンドを実行すると、 コンテナ内部で起動されたfirefoxが立ち上がるはずです。
/etc/passwdへアクセスすると、 コンテナ内部で実行できている事を確認できます。
さて、docker runコマンドを見てみると、 いくつかのオプションでX11ソケットを共有する設定が見られます。

docker runコマンドのオプションは、

• docker run --helpを実行する
• Docker run referenceを見る

のどちらかで確認する事ができます。

rmオプション

コンテナが停止するときに削除します。
docker runは、実行する度に新しいコンテナを作りますので、
--rmオプションを指定して、コンテナの停止時に削除するようにします。
--rmオプションが無いと、停止したコンテナが残り続けるので、
新しいコンテナが次々と作成されてしまいます。

eオプション

環境変数を設定します。
ここではホストOSが持っている環境変数$DISPLAYをそのまま利用しています。

vオプション

マウントするボリュームを指定します。
ここでX11ソケットをホストOSと共有する事により、
GUIアプリケーションの起動先をホストOSに設定しています。

まとめ

ここまでで、DockerコンテナでGUIアプリケーションを 実行する仕組みがなんとなくわかってきました。

本来、リモートに存在しているようなサーバをGUI操作したい場合に、
X11転送をSSH経由で行う事がありますが、 Dockerコンテナがローカルである事を利用して、
ソケットそのものを共有してしまう方法を紹介しています。

• X11ソケット(/tmp/.X11-unix)をホストとコンテナで共有する

SSHによるX11転送に関しては、
豆知識：SSHのX11転送(X11 forwarding)機能を使って、遠距離linuxサーバーのGUIアプリケーションを操作する方法
このあたりを見ると、仕組みの理解が早まります。