Warum werden Umgebungsvariablen in Docker-Controllern nicht korrekt übernommen?
Einführung
Umgebungsvariablen sind ein zentraler Mechanismus, um Konfigurationen und sensible Daten an Anwendungen innerhalb von Docker-Containern zu übergeben. Wenn diese jedoch innerhalb von Docker-Controllern – beispielsweise bei Orchestrierungen mit Docker Swarm oder Kubernetes, oder auch in Docker Compose-Setups – nicht korrekt übernommen werden, kann dies vielfältige Ursachen haben. Die Problematik betrifft dabei häufig das Zusammenspiel zwischen der Containerlaufzeit, der Anwendung selbst und der Art und Weise, wie Umgebungsvariablen definiert und eingesetzt werden.
Ursachen und Hintergründe
Eine der häufigsten Ursachen dafür, dass Umgebungsvariablen nicht korrekt übernommen werden, liegt in der Art und Weise, wie die Variablen gesetzt werden. Werden Umgebungsvariablen zum Beispiel zur Buildzeit eines Docker-Images (mittels Dockerfile und ARG) gesetzt, stehen sie nicht automatisch zur Laufzeit im Container zur Verfügung – hierfür sind explizite ENV-Anweisungen erforderlich oder die Übergabe über den Startbefehl (z.B. mit docker run -e oder im Compose-File).
Bei der Verwendung von Docker-Controllern im Rahmen einer Orchestrierung wie Docker Swarm können zudem Einschränkungen bei der Sichtbarkeit oder Vererbung von Umgebungsvariablen auftreten. So müssen die Variablen in der Service-Definition klar definiert sein, ansonsten werden sie nicht übernommen. Bei Docker Swarm ist es beispielsweise wichtig, explizit environment-Einträge in der Service-Konfiguration zu verwenden. Wenn die Umgebungsvariablen in einer `.env`-Datei stehen, wird diese nicht automatisch auf alle Container im Cluster angewendet, sondern nur beim Start des Docker Compose Stacks lokal verarbeitet.
Ein weiterer Punkt ist der Unterschied zwischen Umgebungsvariablen auf Host-Ebene und innerhalb des Containers. Umgebungsvariablen, die auf dem Host-System gesetzt sind, werden nicht automatisch in den Container weitergereicht, es sei denn, sie werden explizit übergeben. Das führt oft dazu, dass Entwickler denken, die Variable sei gesetzt, im Container jedoch fehlt, wenn sie diese Übergabe vergessen haben.
Auch innerhalb von Controllern oder Applikationen, die in Containern laufen, besteht die Möglichkeit, dass Umgebungsvariablen zwar korrekt gesetzt sind, aber von der Anwendung nicht korrekt ausgelesen werden. Dies kann an der Implementierung der Anwendung selbst liegen, bei der beispielsweise Konfigurationsdateien Umgebungsvariablen überschreiben oder nur initial beim Start gelesen werden, sodass Änderungen nicht wirksam werden.
Spezielles Verhalten bei Docker Compose und Swarm
Bei Docker Compose eignet sich eine `.env`-Datei gut, um Umgebungsvariablen zu definieren, diese Datei wird zur Compose-Datei geladen und Variablen darin können interpoliert werden. Allerdings werden dadurch Variablen nicht automatisch in die laufenden Container injiziert, sondern nur die in den Service-Abschnitten explizit angegebenen environment-Variablen. Dies führt oft zur Verwirrung, wenn man annimmt, dass alle Variablen aus `.env` automatisch jedem Container zur Verfügung stehen.
In Docker Swarm ist die Situation meist noch komplexer, da dort der Fokus stärker auf deklarativen Services liegt und Umgebungsvariablen in der Service-Definition (z.B. im YAML-File für den Stack) angegeben werden müssen. Eine Änderung der Umgebungsvariablen erfordert deshalb ein Update des Services und einen Neustart der Container, damit die neuen Werte wirksam werden. Werden Variablen zur Laufzeit im Container gesetzt, etwa über interaktive Sessions, verschwinden diese beim Neustart.
Zusammenfassung
Das Nichtübernehmen von Umgebungsvariablen in Docker-Controllern kann verschiedene Gründe haben. Meist liegt es daran, dass Variablen nicht an der richtigen Stelle und zur richtigen Zeit definiert oder übergeben werden. Ein Verständnis der Unterschiede zwischen Buildzeit und Laufzeit, zwischen Host- und Container-Umgebung sowie der speziellen Mechanismen von Docker Compose und Swarm ist entscheidend. Ebenso ist es wichtig, dass die Anwendung korrekt mit den Umgebungsvariablen umgeht. Nur wenn alle diese Faktoren berücksichtigt werden, lassen sich Umgebungsvariablen zuverlässig innerhalb von Docker-Containern und deren Controllern nutzen.