Google Cloud Shell でDocker利用ハンズオン

INAMURA

3週間前

はじめに

仕事の都合で GoogleCloudを触り始めた、GoogleCloud歴 4か月の駆け出しエンジニアです。

GoogleCloudのCloud Shell(AWSでもほぼ同機能のCloud Shellがあります)上で、コンテナを起動してデプロイしてみることに挑戦してみました。

構成概要図

Cloud Shellでコンテナ起動した際のイメージ図

ハンズオン

今回は「四方に回転させたPDFを出力」する、アプリケーションを構築するものとします。

1.Google Cloudにてプロジェクト作成

今回はハンズオンということもあり、オーナー権限にて構築を実施しております。

参照ブログ：AWS Lambda から Gemini APIを利用した呼出しハンズオン

2.PDF出力先のGCSバケットの作成

「マネジメントコンソール」画面から「GCS」画面へ遷移します。
「バケットを作成」を選択し、新規バケットを作成する。

設定内容	値	例
バケット名	${バケット名}	before-change-bucket

3.Cloud Shellの準備

3.1.事前準備

マネジメントコンソール右上 [>.] アイコンより、Cloud Shellの起動し以下コマンドを実施する。

Cloud Shellでディレクトリ作成

mkdir ${フォルダ名}
cd ${フォルダ名}
touch app.py
touch Dockerfile
touch requirements.txt
# 仮想環境を作成
python3 -m venv venv
# 仮想環境を有効化
source venv/bin/activate

3.2.「app.py」について

3.2.1.処理フロー

項番	処理内容	出力ファイル
1	PDF作成	test.pdf
2	90°、180°、270°のPDF保存	rotated_0.pdf,rotated_90.pdf,rotated_180.pdf,rotated_270.pdf
3	4つのPDFをマージ	merged_output.pdf
4	GCSアップロード	gs://${2.PDF出力先のGCS}/merged_output.pdf

3.2.2.「app.py」コード

※生成AIにて構築

74行目のgcs_bucket = "${PDF出力先のGCS名}"は、「2.PDF出力先のGCSの作成」で作成したバケット名を入力

import os
from reportlab.pdfgen import canvas
from reportlab.lib.pagesizes import letter
from PyPDF2 import PdfReader, PdfWriter, PdfMerger
from google.cloud import storage

def create_test_pdf(filename):
    """ テスト用のPDFを作成 """
    c = canvas.Canvas(filename, pagesize=letter)
    c.drawString(100, 750, "This is a test PDF")
    c.drawString(100, 700, "Created for rotation testing")
    c.save()

def rotate_pdf(input_path, output_path, rotation):
    """ 指定した角度でPDFを回転 """
    reader = PdfReader(input_path)
    writer = PdfWriter()

    for page in reader.pages:
        page.rotate(rotation)
        writer.add_page(page)

    with open(output_path, "wb") as output_file:
        writer.write(output_file)

def merge_pdfs(output_filename, pdf_files):
    """ PDF をマージする """
    merger = PdfMerger()

    for pdf in pdf_files:
        print(f"Adding {pdf} to merged PDF")
        merger.append(pdf)

    merger.write(output_filename)
    merger.close()
    print(f"Successfully merged into {output_filename}")

def upload_to_gcs(bucket_name, source_file_name, destination_blob_name):
    """GCS バケットにファイルをアップロード"""
    storage_client = storage.Client()
    bucket = storage_client.bucket(bucket_name)
    blob = bucket.blob(destination_blob_name)

    blob.upload_from_filename(source_file_name)
    print(f"Uploaded {source_file_name} to gs://{bucket_name}/{destination_blob_name}")

def main():
    print("📌 回転したテスト用PDF作成 + マージ + GCSアップロード スクリプト")

    # テスト用PDFの作成
    test_pdf = "test.pdf"
    create_test_pdf(test_pdf)
    print(f"✅ テスト用PDFを作成しました: {test_pdf}")

    # 回転角度のリスト
    rotations = [0, 90, 180, 270]
    rotated_pdfs = []

    # 各回転角度でPDFを作成
    for rotation in rotations:
        output_file = f"rotated_{rotation}.pdf"
        rotate_pdf(test_pdf, output_file, rotation)
        rotated_pdfs.append(output_file)
        print(f"✅ {rotation}度回転したPDFを作成しました: {output_file}")

    print("📌 すべての回転PDFの作成が完了しました。")

    # PDF をマージ
    merged_pdf = "merged_output.pdf"
    merge_pdfs(merged_pdf, rotated_pdfs)
    print(f"✅ マージしたPDFを作成しました: {merged_pdf}")

    # GCS にアップロード
    gcs_bucket = "${PDF出力先のGCS名}"  # 🔹 ここにGCSのバケット名を指定
    gcs_destination = "merged_output.pdf"  # GCS上の保存名
    upload_to_gcs(gcs_bucket, merged_pdf, gcs_destination)

if __name__ == "__main__":
    main()

3.3.「requirements.txt」について

3.3.1.ライブラリ内容

項番	記載名	主な内容
1	PyPDF2	PDF の読み込み、ページの回転、マージ、保存などを行うライブラリ
2	reportlab	PDF の生成、テキストや画像の描画を行うライブラリ
3	google-cloud-storage	Google Cloud Storage (GCS) へのファイルアップロードを行うライブラリ

3.3.2.「requirements.txt」コード

PyPDF2==3.0.1
reportlab==3.6.12
google-cloud-storage

3.4.「Dockerfile」について

このままだと「Python 3.12」で構築され、PDFを生成するための「reportrab」の「freetype」関連のパッケージが不足してエラーとなる。
そのため「Python 3.10」で環境を構築する。

3.4.1.「Dockerfile」コード

# Python 3.10 をベースにしたコンテナ
FROM python:3.10

# 必要なライブラリをインストール
RUN apt-get update && apt-get install -y \
    libfreetype6-dev libjpeg-dev libpng-dev \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# 作業ディレクトリを設定
WORKDIR /app

# requirements.txt をコンテナ内にコピー
COPY requirements.txt .

# pip をアップグレードし、必要なライブラリをインストール
RUN pip install --upgrade pip setuptools wheel \
    && pip install -r requirements.txt

# デフォルトのコマンド（対話シェル）
CMD [ "python3" ]

4.ビルドの準備

4.1.Dockerイメージをビルド

Dockerfileに基づき「Python 3.10」の環境を持つ「my-python-env」というイメージを作成
```
cd ${フォルダ名}
docker build -t my-python-env .
```

4.2.コンテナを起動・コンテナ内移動

Cloud Shell のディレクトリ(${フォルダ名))をコンテナで利用するため、「-v」オプションで「/app」にマウントしてファイル共有をする。
「-v」により、Cloud Shell のファイルを直接コンテナ内でも操作可能となり、コンテナ内で出力されたPDFも、コンテナ終了後でもローカルに残せる。
以下コマンドを実行することで、コンテナ内のシェルに入る。
```
docker run --rm -it -v $(pwd):/app my-python-env /bin/bash
```
動作確認
・Pythonのバージョン確認
・reportlabの稼働確認
```
python --version
python -c "import reportlab; print(reportlab.Version)"
```

5.アプリ実行

仮想環境の有効化
```
python app.py
```
コンテナの起動・終了コマンド
今回「–rm」オプションで起動しているため、「exit」したらコンテナは削除される挙動をとります。
Cloud Shellは一定時間操作がないと自動で停止するため、コンテナを放置しても自動で停止しますが、念のため停止させましょう。

項番	内容	コマンド
1	起動	docker run –rm -it -v $(pwd):/app my-python-env /bin/bash
2	終了	exit

6.実行結果

6.1.コンソールでの見え方

root@76be6a0c3061:/app# python app.py 
📌 回転したテスト用PDF作成 + マージ + GCSアップロード スクリプト
✅ テスト用PDFを作成しました: test.pdf
✅ 0度回転したPDFを作成しました: rotated_0.pdf
✅ 90度回転したPDFを作成しました: rotated_90.pdf
✅ 180度回転したPDFを作成しました: rotated_180.pdf
✅ 270度回転したPDFを作成しました: rotated_270.pdf
📌 すべての回転PDFの作成が完了しました。
Adding rotated_0.pdf to merged PDF
Adding rotated_90.pdf to merged PDF
Adding rotated_180.pdf to merged PDF
Adding rotated_270.pdf to merged PDF
Successfully merged into merged_output.pdf
✅ マージしたPDFを作成しました: merged_output.pdf
Uploaded merged_output.pdf to gs://before-change-bucket/merged_output.pdf

6.2.GCSのフォルダ構成

「GCS」にもオブジェクトが作成されていることが画面からもわかります。
作成されたPDFの内容。それぞれ90度ずつ4枚作成されています。

おわりに

得られた知見

GoogleCloud Shellでのコンテナ実行方法
Cloud Shell 上での Docker の使い方

今後の課題

AWS環境でも同様の手順をハンズオンする。
Cloud Shellだけでなく、Cloud Run や Cloud Functions へのデプロイに挑戦する。