Docker 基本使用

# 简介

Docker是一个快速交付和运行应用的技术。微服务虽然具备各种各样的优势，但服务的拆分给运维带来了很大的麻烦。大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：

依赖环境问题
操作系统差异问题

Docker解决依赖兼容及系统环境问题

而Docker确巧妙的解决了这些问题，Docker是如何实现的呢？将应用程序以及运行应用程序所依赖的外部环境打包成一个镜像，主要采用了两个手段：

将应用的所需要的依赖环境与应用一起打包形成一个应用包
将应用包运行在容器里，使之相互隔离

这里Docker通过一种沙箱的技术，保证每个应用都只在自己打包的环境中运行，不同应用之间相互不可见，从而解决了依赖环境问题。

为了更好地理解Docker是如何解决不同环境操作系统差异问题，我们了解一下操作系统结构。
以一个Ubuntu操作系统为例，结构如下：

结构包括：

计算机硬件：例如CPU、内存、磁盘等
系统内核：所有Linux发行版的内核都是Linux，例如CentOS、Ubuntu、Red Hat等。内核可以与计算机硬件交互，对外提供内核指令，用于操作计算机硬件。
系统应用：操作系统本身提供的应用、函数库。这些函数库是对内核指令的封装，使用更加方便。

应用于计算机交互的流程如下：

1）应用调用操作系统应用（函数库），实现各种功能
2）系统函数库是对内核指令集的封装，会调用内核指令
3）内核指令操作计算机硬件

不同的系统应用之间，函数库一般是不同的，这也是应用不能跨系统运行的原因。

Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包，当切换系统应用后，依旧可以通过调用对应系统的函数库来进行对系统内核的操作，这样打包好的应用包中，既包含应用本身，也包括应用所需要的依赖，系统函数库等，运行应用包仅依赖Linux系统内核，自然就可以运行在任意Linux系统服务器上了。

Docker可以让一个应用在任何操作系统中非常方便的运行。

小结

Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题

Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

# Docker与虚拟机的区别

虚拟机（virtual machine）是通过Hypervisor这么一个技术在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

对比来看：

特性	Docker	虚拟机
性能	接近原生	性能较差
硬盘占用	一般为 MB	一般为GB
启动	秒级	分钟级

Docker和虚拟机的差异：

docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统
docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

# 深入理解Docker

Docker中有几个重要的概念：

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、环境、配置、系统函数库等文件打包在一起的文件，称为镜像，镜像是只读的，进程（容器）不能对镜像进行写操作。
容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程，容器需要写数据时会从镜像中拷贝一份数据到自己独立的文件系统当中，对拷贝的数据进行操作，这样就不会影响到其他进程（容器）了。

#

#
Docker架构

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
客户端(client)：通过命令向Docker服务端发送指令

**如图： **

# DockerHub

开源应用程序非常多，打包这些应用往往是重复的劳动。为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上，共享使用，就像GitHub的代码共享一样。

DockerHub：DockerHub是一个官方的Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。
国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如网易云镜像服务 (opens new window)、阿里云镜像库 (opens new window)等。

我们一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：

# Docker安装

Centos7安装教程：Centos7安装Docker.pdf (opens new window)

# Docker基本操作

# 镜像操作

命令	说明
docker images	查看镜像
docker pull [镜像名称]	拉取镜像，版本号不写默认拉取最新版本
docker save -o [保存的目标文件名称] [镜像名称]	导出镜像
docker rmi [镜像名称]	移除镜像
docker load -i [镜像名称]	加载本地镜像
docker xx --help	获取帮助

镜像的名称组成：

镜名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。
在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

这里的mysql就是repository，5.7就是tag，合一起就是镜像名称，代表5.7版本的MySQL镜像。

常用镜像命令

# 容器操作

命令	说明
docker ps	查看正在运行的容器
docker ps -a	查看所有容器
docker run --name [容器名] -v [数据卷名/宿主机目录]:[容器目录] -p [宿主端口]:[容器端口] -d [镜像名]	创建并运行容器
docker stop [容器名/ID]	停止一个正在运行的容器
docker start [容器名/ID]	让一个停止的容器运行
docker rm [容器名/ID]	删除一个容器
docker logs [容器名/ID]	查看容器运行日志
docker inspect [容器名]	查看容器启动参数

容器保护三个状态：

运行：进程正常运行
暂停：进程暂停，CPU不再运行，并不释放内存
停止：进程终止，回收进程占用的内存、CPU等资源

常用命令

创建并运行容器

docker run --name [容器名] -p [宿主端口]:[容器端口] -d [镜像名]

docker run --name containerName -p 80:80 -d nginx

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命令解读：

docker run ：创建并运行一个容器

--name : 给容器起一个名字，比如叫做mynginx

-p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口

-d：后台运行容器

nginx：镜像名称，例如nginx

进入容器

docker exec -it [容器名] bash

docker exec -it mynginx bash

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命令解读：

docker exec ：进入容器内部，执行一个命令

-it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互

mynginx：要进入的容器的名称

bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

容器内的文件修改

sed -i -e 's#Welcome to nginx#传智教育欢迎您#g'  -e 's#<head>#<head><meta charset="utf-8">#g' index.html

# 数据卷操作

命令	说明
docker volume create [数据卷名]	创建数据卷
docker volume ls	查看所有数据卷
docker volume inspect [数据卷名]	查看数据卷详细信息，包括关联的宿主机目录位置
docker volume rm [数据卷名]	删除指定数据卷
docker volume prune	删除所有未使用的数据卷

**数据卷（volume）**是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

一旦完成数据间卷挂载，我们操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html目录，就等于操作容器内的/usr/share/nginx/html目录了

数据卷挂载：docker run --name mn -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx
本地挂载：

docker run --name mynginx -v /tmp/nginx/index.html:/usr/share/nginx/html/index.html  -p 80:80 -d nginx

docker run的命令中通过 -v 参数挂载文件或目录到容器中：

-v volume名称:容器内目录
-v 宿主机文件:容器内文件
-v 宿主机目录:容器内目录

数据卷挂载与目录直接挂载的比较

数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

# Dockerfile自定义镜像

构建自定义的镜像时，并不需要一个个文件去拷贝，打包。

我们只需要告诉Docker，我们的镜像的组成，需要哪些BaseImage、需要拷贝什么文件、需要安装什么依赖、启动脚本是什么，将来Docker会帮助我们构建镜像。

Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来描述镜像构建的过程。

更新详细语法说明，请参考官网文档： https://docs.docker.com/engine/reference/builder (opens new window)

示例

# 指定基础镜像
FROM ubuntu:16.04
# 配置环境变量，JDK的安装目录
ENV JAVA_DIR=/usr/local

# 拷贝jdk和java项目的包
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/


# 安装JDK
RUN cd $JAVA_DIR \
 && tar -xf ./jdk8.tar.gz \
 && mv ./jdk1.8.0_144 ./java8

# 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar	
# 暴露端口
EXPOSE 8090
# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

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企业常用部署Dockerfile

FROM java:8-alpine
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar
EXPOSE 8090
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

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DockerCompose

Docker Compose可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！

Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。格式如下：

version: "3.8"
 services:
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
     MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123 
    volumes:
     - "/tmp/mysql/data:/var/lib/mysql"
     - "/tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf"
  web:
    build: .
    ports:
     - "8090:8090"

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上面的Compose文件就描述一个项目，其中包含两个容器：

mysql：一个基于mysql:5.7.25镜像构建的容器，并且挂载了两个目录
web：一个基于docker build临时构建的镜像容器，映射端口时8090

DockerCompose的详细语法参考官网：https://docs.docker.com/compose/compose-file/ (opens new window)

# 微服务集群部署示例

version: "3.2"

services:
  nacos:
    image: nacos/nacos-server
    environment:
      MODE: standalone
    ports:
      - "8848:8848"
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - "$PWD/mysql/data:/var/lib/mysql"
      - "$PWD/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d/"
  userservice:
    build: ./user-service
  orderservice:
    build: ./order-service
  gateway:
    build: ./gateway
    ports:
      - "10010:10010"

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可以看到，其中包含5个service服务：

nacos：作为注册中心和配置中心
- image: nacos/nacos-server：基于nacos/nacos-server镜像构建
- environment：环境变量
  - MODE: standalone：单点模式启动
- ports：端口映射，这里暴露了8848端口
mysql：数据库
- image: mysql:5.7.25：镜像版本是mysql:5.7.25
- environment：环境变量
  - MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123：设置数据库root账户的密码为123
- volumes：数据卷挂载，这里挂载了mysql的data、conf目录，其中有我提前准备好的数据
userservice、orderservice、gateway：都是基于Dockerfile临时构建的

FROM java:8-alpine
COPY ./app.jar /tmp/app.jar
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

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启动服务：docker-compose up -d

#容器技术 #docker

上次更新: 2023/12/29 11:32:56

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