Інтеграція TypeScript і Docker: Типова безпека контейнерів для надійних застосунків

У сучасній розробці програмного забезпечення контейнеризація за допомогою Docker стала стандартною практикою. У поєднанні з типовою безпекою, яку забезпечує TypeScript, розробники можуть створювати більш надійні та зручні в обслуговуванні програми. Цей вичерпний посібник досліджує, як ефективно інтегрувати TypeScript з Docker, забезпечуючи типову безпеку контейнерів протягом усього життєвого циклу розробки.

Чому TypeScript і Docker?

TypeScript привносить статичну типізацію в JavaScript, дозволяючи розробникам виявляти помилки на ранніх етапах процесу розробки. Це зменшує кількість помилок під час виконання та покращує якість коду. Docker забезпечує узгоджене та ізольоване середовище для застосунків, гарантуючи їх надійну роботу в різних середовищах, від розробки до виробництва.

Інтеграція цих двох технологій пропонує кілька ключових переваг:

• Підвищена типова безпека: виявляйте помилки, пов'язані з типами, під час збірки, а не під час виконання в контейнері.
• Покращена якість коду: статична типізація TypeScript заохочує кращу структуру коду та зручність обслуговування.
• Узгоджені середовища: Docker гарантує, що ваша програма працює в узгодженому середовищі, незалежно від базової інфраструктури.
• Спрощене розгортання: Docker спрощує процес розгортання, полегшуючи розгортання програм у різних середовищах.
• Підвищена продуктивність: Раннє виявлення помилок і узгоджені середовища сприяють підвищенню продуктивності розробників.

Налаштування вашого проєкту TypeScript за допомогою Docker

Щоб почати, вам знадобиться проєкт TypeScript і Docker, встановлений на вашому комп'ютері. Ось покрокова інструкція:

1. Ініціалізація проєкту

Створіть новий каталог для свого проєкту та ініціалізуйте проєкт TypeScript:

            mkdir typescript-docker
cd typescript-docker
npm init -y
npm install typescript --save-dev
tsc --init
            

              
                Copy
              
            
          

Це створить файл `package.json` і файл `tsconfig.json`, який налаштовує компілятор TypeScript.

2. Налаштування TypeScript

Відкрийте `tsconfig.json` і налаштуйте параметри компілятора відповідно до вимог вашого проєкту. Базова конфігурація може виглядати так:

            {
  "compilerOptions": {
    "target": "es6",
    "module": "commonjs",
    "outDir": "./dist",
    "rootDir": "./src",
    "strict": true,
    "esModuleInterop": true,
    "skipLibCheck": true,
    "forceConsistentCasingInFileNames": true
  }
}
            

              
                Copy
              
            
          

Ось розбивка ключових параметрів:

• `target`: визначає цільову версію ECMAScript.
• `module`: визначає генерацію коду модуля.
• `outDir`: визначає вихідний каталог для скомпільованих файлів JavaScript.
• `rootDir`: визначає кореневий каталог вихідних файлів.
• `strict`: вмикає всі параметри суворої перевірки типів.
• `esModuleInterop`: вмикає сумісність між модулями CommonJS і ES.

3. Створення вихідних файлів

Створіть каталог `src` і додайте свої вихідні файли TypeScript. Наприклад, створіть файл під назвою `src/index.ts` з наступним вмістом:

            // src/index.ts
function greet(name: string): string {
  return `Hello, ${name}!`;
}

console.log(greet("World"));
            

              
                Copy
              
            
          

4. Створення Dockerfile

Створіть `Dockerfile` в корені вашого проєкту. Цей файл визначає кроки, необхідні для створення вашого образу Docker.

            # Use an official Node.js runtime as a parent image
FROM node:18-alpine

# Set the working directory in the container
WORKDIR /app

# Copy package.json and package-lock.json to the working directory
COPY package*.json ./

# Install dependencies
RUN npm install

# Copy TypeScript source files
COPY src ./src

# Compile TypeScript code
RUN npm run tsc

# Expose the port your app runs on
EXPOSE 3000

# Command to run the application
CMD ["node", "dist/index.js"]
            

              
                Copy
              
            
          

Давайте розберемо `Dockerfile`:

• `FROM node:18-alpine`: Використовує офіційний образ Node.js Alpine Linux як базовий образ. Alpine Linux - це легкий дистрибутив, що призводить до менших розмірів образів.
• `WORKDIR /app`: Встановлює робочий каталог всередині контейнера на `/app`.
• `COPY package*.json ./`: Копіює файли `package.json` і `package-lock.json` до робочого каталогу.
• `RUN npm install`: Встановлює залежності проєкту за допомогою `npm`.
• `COPY src ./src`: Копіює вихідні файли TypeScript до робочого каталогу.
• `RUN npm run tsc`: Компілює код TypeScript за допомогою команди `tsc` (вам потрібно буде визначити цей скрипт у вашому `package.json`).
• `EXPOSE 3000`: Відкриває порт 3000, щоб дозволити зовнішній доступ до програми.
• `CMD ["node", "dist/index.js"]`: Вказує команду для запуску програми під час запуску контейнера.

5. Додавання скрипту збірки

Додайте скрипт `build` до вашого файлу `package.json` для компіляції коду TypeScript:

            {
  "name": "typescript-docker",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "build": "tsc",
    "start": "node dist/index.js"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "typescript": "^4.0.0"
  },
  "dependencies": {}
}
            

              
                Copy
              
            
          

6. Збірка образу Docker

Зберіть образ Docker за допомогою наступної команди:

            docker build -t typescript-docker .
            

              
                Copy
              
            
          

Ця команда збирає образ за допомогою `Dockerfile` у поточному каталозі та позначає його як `typescript-docker`. Символ `.` вказує контекст збірки, яким є поточний каталог.

7. Запуск контейнера Docker

Запустіть контейнер Docker за допомогою наступної команди:

            docker run -p 3000:3000 typescript-docker
            

              
                Copy
              
            
          

Ця команда запускає образ `typescript-docker` і зіставляє порт 3000 на хост-машині з портом 3000 в контейнері. Ви повинні побачити вивід "Hello, World!" у вашому терміналі.

Розширена інтеграція TypeScript і Docker

Тепер, коли у вас є базова конфігурація TypeScript і Docker, давайте розглянемо деякі розширені методи для покращення вашого робочого процесу розробки та забезпечення типової безпеки контейнерів.

1. Використання Docker Compose

Docker Compose спрощує управління багатоконтейнерними програмами. Ви можете визначити служби, мережі та томи вашої програми у файлі `docker-compose.yml`. Ось приклад:

            version: "3.8"
services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ./src:/app/src
    environment:
      NODE_ENV: development
            

              
                Copy
              
            
          

Цей файл `docker-compose.yml` визначає одну службу під назвою `app`. Він вказує контекст збірки, Dockerfile, відображення портів, томи та змінні середовища.

Щоб запустити програму за допомогою Docker Compose, виконайте наступну команду:

            docker-compose up -d
            

              
                Copy
              
            
          

Прапорець `-d` запускає програму у відокремленому режимі, тобто вона працюватиме у фоновому режимі.

Docker Compose особливо корисний, коли ваша програма складається з кількох служб, таких як зовнішній інтерфейс, внутрішній інтерфейс і база даних.

2. Робочий процес розробки з гарячим перезавантаженням

Для кращого досвіду розробки ви можете налаштувати гаряче перезавантаження, яке автоматично оновлює програму, коли ви вносите зміни у вихідний код. Цього можна досягти за допомогою таких інструментів, як `nodemon` і `ts-node`.

Спочатку встановіть необхідні залежності:

            npm install nodemon ts-node --save-dev
            

              
                Copy
              
            
          

Далі оновіть свій файл `package.json` за допомогою скрипту `dev`:

            {
  "name": "typescript-docker",
  "version": "1.0.0",
  "description": "",
  "main": "index.js",
  "scripts": {
    "build": "tsc",
    "start": "node dist/index.js",
    "dev": "nodemon --watch 'src/**/*.ts' --exec ts-node src/index.ts"
  },
  "keywords": [],
  "author": "",
  "license": "ISC",
  "devDependencies": {
    "typescript": "^4.0.0",
    "nodemon": "^2.0.0",
    "ts-node": "^9.0.0"
  },
  "dependencies": {}
}
            

              
                Copy
              
            
          

Змініть `docker-compose.yml`, щоб прив'язати каталог вихідного коду до контейнера

            version: "3.8"
services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ./src:/app/src
      - ./node_modules:/app/node_modules
    environment:
      NODE_ENV: development
            

              
                Copy
              
            
          

Оновіть Dockerfile, щоб виключити етап компіляції:

            # Use an official Node.js runtime as a parent image
FROM node:18-alpine

# Set the working directory in the container
WORKDIR /app

# Copy package.json and package-lock.json to the working directory
COPY package*.json ./

# Install dependencies
RUN npm install

# Copy TypeScript source files
COPY src ./src

# Expose the port your app runs on
EXPOSE 3000

# Command to run the application
CMD ["npm", "run", "dev"]
            

              
                Copy
              
            
          

Тепер запустіть програму за допомогою Docker Compose:

            docker-compose up -d
            

              
                Copy
              
            
          

Будь-які зміни, які ви вносите до вихідних файлів TypeScript, автоматично запускатимуть перезапуск програми всередині контейнера, забезпечуючи швидший та ефективніший досвід розробки.

3. Багатоетапні збірки

Багатоетапні збірки - це потужний метод оптимізації розмірів образів Docker. Вони дозволяють використовувати кілька інструкцій `FROM` в одному `Dockerfile`, копіюючи артефакти з одного етапу на інший.

Ось приклад багатоетапного `Dockerfile` для програми TypeScript:

            # Stage 1: Build the application
FROM node:18-alpine as builder

WORKDIR /app

COPY package*.json ./

RUN npm install

COPY src ./src

RUN npm run build

# Stage 2: Create the final image
FROM node:18-alpine

WORKDIR /app

COPY package*.json ./

RUN npm install --production

COPY --from=builder /app/dist ./dist

EXPOSE 3000

CMD ["node", "dist/index.js"]
            

              
                Copy
              
            
          

У цьому прикладі перший етап (`builder`) компілює код TypeScript і генерує файли JavaScript. Другий етап створює кінцевий образ, копіюючи лише необхідні файли з першого етапу. Це призводить до меншого розміру образу, оскільки він не включає залежності розробки або вихідні файли TypeScript.

4. Використання змінних середовища

Змінні середовища - це зручний спосіб налаштування вашої програми без зміни коду. Ви можете визначити змінні середовища у вашому файлі `docker-compose.yml` або передати їх як аргументи командного рядка під час запуску контейнера.

Щоб отримати доступ до змінних середовища у вашому коді TypeScript, використовуйте об'єкт `process.env`:

            // src/index.ts
const port = process.env.PORT || 3000;

console.log(`Server listening on port ${port}`);
            

              
                Copy
              
            
          

У вашому файлі `docker-compose.yml` визначте змінну середовища:

            version: "3.8"
services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      PORT: 3000
            

              
                Copy
              
            
          

5. Монтування томів для збереження даних

Монтування томів дозволяє обмінюватися даними між хост-машиною та контейнером. Це корисно для збереження даних, таких як бази даних або завантажені файли, навіть коли контейнер зупинено або видалено.

Щоб змонтувати том, вкажіть параметр `volumes` у вашому файлі `docker-compose.yml`:

            version: "3.8"
services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - ./data:/app/data
    environment:
      NODE_ENV: development
            

              
                Copy
              
            
          

Це змонтує каталог `./data` на хост-машині в каталог `/app/data` в контейнері. Будь-які файли, створені в каталозі `/app/data`, будуть збережені на хост-машині.

Забезпечення типової безпеки контейнерів

Хоча Docker забезпечує узгоджене середовище, важливо переконатися, що ваш код TypeScript є типобезпечним всередині контейнера. Ось кілька найкращих практик:

1. Сувора конфігурація TypeScript

Увімкніть усі параметри суворої перевірки типів у вашому файлі `tsconfig.json`. Це допоможе вам виявити потенційні помилки, пов'язані з типами, на ранніх етапах процесу розробки. Переконайтеся, що в вашому tsconfig.json є "strict": true.

2. Лінтування та форматування коду

Використовуйте лінтер і форматувальник коду, такі як ESLint і Prettier, щоб забезпечити дотримання стандартів кодування та виявляти потенційні помилки. Інтегруйте ці інструменти у свій процес збірки, щоб автоматично перевіряти ваш код на наявність помилок і невідповідностей.

3. Юніт-тестування

Пишіть юніт-тести для перевірки функціональності вашого коду. Юніт-тести можуть допомогти вам виявити помилки, пов'язані з типами, і переконатися, що ваш код працює належним чином. Існує багато бібліотек для юніт-тестування в Typescript, таких як Jest і Mocha.

4. Безперервна інтеграція та безперервне розгортання (CI/CD)

Впровадьте конвеєр CI/CD для автоматизації процесу збірки, тестування та розгортання. Це допоможе вам виявляти помилки на ранніх етапах і гарантувати, що ваша програма завжди перебуває в стані, готовому до розгортання. Такі інструменти, як Jenkins, GitLab CI і GitHub Actions, можна використовувати для створення конвеєрів CI/CD.

5. Моніторинг і ведення журналів

Впровадьте моніторинг і ведення журналів для відстеження продуктивності та поведінки вашої програми у виробництві. Це допоможе вам виявити потенційні проблеми та переконатися, що ваша програма працює безперебійно. Такі інструменти, як Prometheus і Grafana, можна використовувати для моніторингу, а такі інструменти, як ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana), можна використовувати для ведення журналів.

Реальні приклади та випадки використання

Ось кілька реальних прикладів того, як TypeScript і Docker можна використовувати разом:

• Архітектура мікросервісів: TypeScript і Docker чудово підходять для архітектур мікросервісів. Кожен мікросервіс можна розробити як окремий проєкт TypeScript і розгорнути як контейнер Docker.
• Веб-застосунки: TypeScript можна використовувати для розробки зовнішнього та внутрішнього інтерфейсів веб-застосунків. Docker можна використовувати для контейнеризації програми та розгортання її в різних середовищах.
• Безсерверні функції: TypeScript можна використовувати для написання безсерверних функцій, які можна розгорнути як контейнери Docker на безсерверних платформах, таких як AWS Lambda або Google Cloud Functions.
• Конвеєри даних: TypeScript можна використовувати для розробки конвеєрів даних, які можна контейнеризувати за допомогою Docker і розгорнути на платформах обробки даних, таких як Apache Spark або Apache Flink.

Приклад: Глобальна платформа електронної комерції

Уявіть собі глобальну платформу електронної комерції, яка підтримує кілька мов і валют. Внутрішній інтерфейс побудовано за допомогою Node.js і TypeScript, з різними мікросервісами, які обробляють каталог продуктів, обробку замовлень та інтеграцію платіжних шлюзів. Кожен мікросервіс контейнеризовано за допомогою Docker, що забезпечує узгоджене розгортання в різних хмарних регіонах (наприклад, AWS у Північній Америці, Azure в Європі та Google Cloud Platform в Азії). Типова безпека TypeScript допомагає запобігти помилкам, пов'язаним з перетворенням валют або локалізованими описами продуктів, а Docker гарантує, що кожен мікросервіс працює в узгодженому середовищі, незалежно від базової інфраструктури.

Приклад: Міжнародний логістичний застосунок

Розглянемо міжнародний логістичний застосунок, який відстежує відправлення по всьому світу. Застосунок використовує TypeScript як для розробки зовнішнього, так і для внутрішнього інтерфейсів. Зовнішній інтерфейс надає користувацький інтерфейс для відстеження відправлень, тоді як внутрішній інтерфейс обробляє обробку даних та інтеграцію з різними постачальниками послуг доставки (наприклад, FedEx, DHL, UPS). Контейнери Docker використовуються для розгортання програми в різних центрах обробки даних по всьому світу, забезпечуючи низьку затримку та високу доступність. TypeScript допомагає забезпечити узгодженість моделей даних, які використовуються для відстеження відправлень, а Docker полегшує безперебійне розгортання на різних інфраструктурах.

Висновок

Інтеграція TypeScript з Docker забезпечує потужне поєднання для створення надійних і зручних в обслуговуванні програм. Використовуючи типову безпеку TypeScript і можливості контейнеризації Docker, розробники можуть створювати програми, які є більш надійними, простішими в розгортанні та продуктивнішими в розробці. Дотримуючись найкращих практик, викладених у цьому посібнику, ви можете ефективно інтегрувати TypeScript і Docker у свій робочий процес розробки та забезпечити типову безпеку контейнерів протягом усього життєвого циклу розробки.

Подальші ресурси

• Офіційний веб-сайт TypeScript
• Офіційний веб-сайт Docker
• Документація Docker Compose