Docker for Macで作ったUbuntuコンテナ内のGUIプログラム（spyder）を使う

Docker for Macを使って開発／分析環境を試験的に作ってみた際の記録です。母艦のMacを汚さずにPythonの開発／分析環境を作れそうだということで、Dockerを使ってみました。Macの場合はMac OSXの上にLinuxコンテナを作るので、軽量とは言えないと思いますが、環境を隔離でき、コンテナごと配布したりできるのが魅力ですね。

構成は次の通り。

• コンテナはUbuntu16.04で作成します。
• Pythonはminiconda3でインストールし、最低限必要なパッケージを足しておきます。
• PythonのIDEにはSpyderを用います。Spyderはコンテナ内で実行し、GUIをMacのディスプレイ上に表示します。ここでは、試験的にX WindowをXQuartzで表示する方法を取り、xhostコマンドで母艦のMac上にSpyderのGUIを表示するようにします ¹ 参考サイト：https://fredrikaverpil.github.io/2016/07/31/docker-for-mac-and-gui-applications/ が、この方法はセキュリティ的には良くない（IPベースで接続許可を出している）ので、試験的でない場合には、Xauthを使う方法などが良いと思われます。

以下、作業内容。MacBook Pro retina（late 2012、OSX Sierra 10.12.2）とMacBook Air（mid 2013、OSX Sierra 10.12.2）で動作確認済みです。

1. Docker for MacをGet started with Docker for Macからインストールする。
2. コンテナ内で実行するプログラムのGUIをMac上に表示するための設定をします。
   • XQuartzをインストールします。私はbrew caskでインストールしました。

     $ brew cask install xquartz

   • インストールしたxquartzを開き、Preferences > Security tabで”Allow connections from network clients” にチェックします。Mac OSXからログオフし、再度ログインします。
   • ターミナルを開き、下記を実行。

     $ open -a xquartz
     $ ip=$(ifconfig en0 | grep inet | awk '$1=="inet" {print $2}')
     $ xhost + $ip
     

     XQuartzを開き、母艦のMacのIPを取得し、X Windowの接続を許可しています。

3. 下記の内容のDockerfileを適当な場所に作ります。

   FROM ubuntu:16.04
   MAINTAINER Yu Ara
   
   # Change apt repository to Jaist and update package info
   RUN sed -i.bak -e "s%https://archive.ubuntu.com/ubuntu/%https://ftp.jaist.ac.jp/pub/Linux/ubuntu/%g" /etc/apt/sources.list
   RUN apt-get update --fix-missing
   
   # Japanese language support
   RUN localedef -i ja_JP -c -f UTF-8 -A /usr/share/locale/locale.alias ja_JP.UTF-8
   ENV LANG ja_JP.utf8
   RUN apt-get install -y fontconfig
   RUN apt-get install -y fonts-takao
   
   # Install system packages
   RUN apt-get install -y wget bzip2 ca-certificates \
   libglib2.0-0 libxext6 libsm6 libxrender1 \
   git mercurial subversion vim
   
   # Install latest miniconda3 to /opt/conda
   RUN echo 'export PATH=/opt/conda/bin:$PATH' > /etc/profile.d/conda.sh && \
   wget --quiet https://repo.continuum.io/miniconda/Miniconda3-4.1.11-Linux-x86_64.sh -O ~/miniconda.sh && \
   /bin/bash ~/miniconda.sh -b -p /opt/conda && \
   rm ~/miniconda.sh
   
   ENV PATH /opt/conda/bin:$PATH
   
   # Install Tini
   RUN apt-get install -y curl grep sed dpkg && \
   TINI_VERSION=`curl https://github.com/krallin/tini/releases/latest | grep -o "/v.*\"" | sed 's:^..\(.*\).$:\1:'` && \
   curl -L "https://github.com/krallin/tini/releases/download/v${TINI_VERSION}/tini_${TINI_VERSION}.deb" > tini.deb && \
   dpkg -i tini.deb && \
   rm tini.deb && \
   apt-get clean
   
   # Update conda & install conda package
   RUN conda update -y conda
   RUN conda install -y ipython numpy scipy pandas \
   matplotlib seaborn scikit-learn spyder xlrd
   
   # Install graphic driver
   RUN apt-get install -y libgl1-mesa-dri libgl1-mesa-glx --no-install-recommends
   RUN dbus-uuidgen > /etc/machine-id
   
   ENTRYPOINT [ "/usr/bin/tini", "--" ]
   CMD [ "bin/bash" ]
   

   このDockerfileの作成に際しては、下記のサイトを参考にしました。

   • https://hub.docker.com/r/continuumio/miniconda3/~/dockerfile/
   • https://github.com/jessfraz/dockerfiles/blob/master/firefox/Dockerfile
4. 2を実行したターミナルで、Dockerfileのあるディレクトリまで移動し、イメージをビルドします。イメージ名（-tオプション）は適当です。

   $ docker build -t ur/python35spyder:latest

5. 続いて、作成したイメージを実行します。

   $ docker run -it --name spyder -e DISPLAY=$ip:0 -e USER=root \
   -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix -v /Users:/Users ur/python35spyder:latest

   コンテナ名はspyderとし、一つ目の-eオプションでDISPLAYの環境変数を渡し、二つ目の-eオプションでコンテナ内のUbuntuユーザをrootに指定、一つ目の-vオプションでX Windowを接続、二つ目の-vオプションでMacのUsersフォルダをコンテナにマウント、最後にコンテナで使用するイメージを指定しています。

6. ターミナル上でUbuntuが起動し、プロンプトがrootの＃に変わっています。spyderを実行すると、

   # spyder &

   Macの画面上にUbuntuのSpyderが現れます。

   

   Macの/Usersディレクトリがマウントされているので、ローカルレポジトリ等からファイルを読み込んで実行できます。なお、Spyder実行の際にfontsconfig関連のエラーを吐きますが、残念ながら解消できず ² straceで確認したところ、fonts.confの参照先がおかしいようですが、修正出来ませんでした 、

   access("/etc/fonts/@PREFIX@/etc/fonts/fonts.conf", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)
   
   access("/opt/conda/etc/fonts/@PREFIX@/etc/fonts/fonts.conf", R_OK) = -1 ENOENT (No such file or directory)

   Spyderの実行に支障はありませんので、とりあえずは見なかったことにしています。

• 1
  参考サイト：https://fredrikaverpil.github.io/2016/07/31/docker-for-mac-and-gui-applications/
• 2
  straceで確認したところ、fonts.confの参照先がおかしいようですが、修正出来ませんでした