Windows 10下Docker使用經驗談

最近一直在開發Apworks框架的案例代碼，同時也在一塊兒修復Apworks框架中的Bug和一些設計上的不足。遇到的一個廣泛問題是，代碼的調試過程須要依賴不少外部系統，好比MongoDB、PostgreSQL、RabbitMQ等。固然能夠在本機逐一安裝這些服務，而後對服務進行配置，使其知足本身開發調試的須要。這樣作固然是沒有問題的，只是比較麻煩。因而，我尋求docker的幫助，將服務全都運行在docker容器中，須要的時候一條簡單的docker命令便可啓動，不須要的時候，將docker容器停掉便可，很是方便，並且不會對主機環境形成干擾。固然，實踐過程也不是那麼順利的，也踩了一些坑，如今就跟你們分享一下。

Docker for Windows 10

在Windows 10系統下的首選就是Docker for Windows 10。Docker對Windows 10的支持如今已經作得很是好了，不管在Windows Command下仍是在Windows Powershell下均可以執行Docker命令，也能夠像在Linux系統下同樣，運行全部的Docker容器。對Docker架構瞭解的讀者必定可以更好地瞭解Docker for Windows 10運做的基本原理，即在Hyper-V的支持下，將Docker容器運行在Linux的虛擬機裏。所以，在Docker for Windows的工具中，能夠設置這臺虛擬機的CPU個數，以及內存的大小。

然而，一個比較麻煩的問題是，若是你須要使用-v參數來加載（mount）一個磁盤目錄（volume）的時候，就會出現問題，至少我在MongoDB中使用-v參數來將MongoDB的數據文件映射到主機目錄時，就會致使MongoDB沒法正常啓動。這個問題在Hyper-V出現以前，在Virtual Box時代就有，並且根據社區的討論，彷佛在Hyper-V的版本中也仍是沒有解決。詳細信息能夠參考這裏：https://stackoverflow.com/questions/42756776/how-do-i-configure-mongo-to-run-in-docker-to-using-an-external-drive-on-windows。

因爲這樣的緣由，我沒有在本身的開發環境中使用Docker for Windows 10，由於沒法將MongoDB的數據庫文件映射存儲到主機（Host Machine）上，也就意味着每次啓動容器執行個人一些冒煙測試（Smoke Test），我都須要重建數據，很是麻煩。我選擇了在Hyper-V中搭建本身的Linux虛擬機來構建本身的開發和測試環境。

使用Hyper-V的Linux虛擬機來運行Docker容器

之前，只有服務器版本的Windows才支持Hyper-V，記得最先支持Hyper-V的Windows是Windows Server 2008。提及Hyper-V的歷史，也是有必定淵源的。最先有一家公司，名叫Connectix，它有一款產品就是你們熟悉的Connectix Virtual PC，一款硬件虛擬化產品，後來Connectix把Virtual PC產品賣給了微軟，成爲了Microsoft Virtual PC，以後Connectix於2003年宣佈解體，微軟把Virtual PC精神發揚光大，成就瞭如今的Hyper-V。從Windows 10開始，Professional/Enterprise版本的Windows 10都可以支持Hyper-V了。你們能夠直接在Windows 10中建立虛擬機，而不須要額外安裝vmware player、Oracle VirtualBox等這些第三方的虛擬機服務。

啓用Hyper-V的方法很是簡單，在Windows 10中，點擊開始菜單，或者按下鍵盤上的WIN鍵，而後輸入關鍵字windows features，這時會出現「Turn windows features on or off」菜單項（個人系統是英文版，中文版稍做修改）：

點擊這個菜單項，而後會打開你們熟悉的控制面板界面，直接選中其中的Hyper-V就好了：

應用更改並從新啓動後，Hyper-V就已經裝好了。須要注意的是，若是你已經在控制面板中啓用了Hyper-V，那麼假如你再安裝Oracle VirtualBox的話，這樣Oracle VirtualBox僅可建立32位的虛擬機。固然緣由咱們也不必深究了。

Hyper-V成功安裝後，一樣，在開始菜單中輸入Hyper-V做爲關鍵字，Hyper-V Manager菜單項就會顯示出來，點擊Hyper-V Manager的菜單項，便可打開Hyper-V的管理界面。在Hyper-V Manager中，能夠很是方便地建立並管理虛擬機，虛擬機的操做系統能夠是Windows的，也能夠是Linux的，用戶只須要下載所需操做系統的ISO鏡像便可完成安裝，很是方便。這部份內容本文就很少說了，能夠參考微軟官網Hyper-V的教程。

比較有趣的事情是，Hyper-V對虛擬機的內存分配能夠是動態的。好比我在建立Ubuntu Linux虛擬機的時候，選擇的是8GB的內存，但從上圖能夠看出，目前系統僅分配了2GB多一點的內存給個人虛擬機，由於當時它只須要使用這麼多。這樣也能兼顧到主機的性能。在我建立的這個Ubuntu Linux虛擬機中，我配置使用了靜態IP地址，這是爲了方便程序的開發測試。在個人測試數據中，我不須要由於虛擬機IP地址的改變而老是去修改數據庫的鏈接字符串。配置靜態IP的另外一個好處就是，你能夠很方便地使用Putty這樣的SSH工具來遠程鏈接到Hyper-V虛擬機，而不須要每次都打開Hyper-V Manager並登陸到虛擬機控制檯。Putty這套工具使用很是方便，而且綠色輕量，在此強烈推薦。

  

根據不一樣的Linux環境，靜態IP地址的配置方式也會不一樣，這裏也很少解釋了，網上相關的文章仍是不少的。

另外一個比較頭疼的問題就是，在國內經過Docker Hub下載Docker鏡像是很是慢的，慢到你沒法忍受，其中緣由你們都心知肚明。一個解決方案是在Docker CE的配置文件中設定本地的Docker Registry鏡像連接，好比可使用阿里雲提供的連接地址。此時，須要登陸阿里雲並建立一個我的帳號，而後按照https://yq.aliyun.com/articles/29941一文中的介紹，登陸容器Hub服務的控制檯，而後點擊「Docker Hub鏡像站點」，拷貝專屬加速器地址而後配置到/etc/docker/daemon.json文件中便可。具體方法能夠按照上面的連接作。

在配置好鏡像地址並重啓以後，使用docker pull、docker run等命令就會很是快了，你們不妨一試。對於Docker for Windows，你須要打開設置界面，而後在Daemon頁中的Registry mirrors部分，填入鏡像連接地址便可。

或許你會問，安裝和配置Docker用於搭建本身的開發和測試環境並不容易，我爲什麼不本身在本機裝我所需的數據庫、消息隊列、緩存等服務，而去弄個Docker來運行這些基礎服務呢？我想，驅使我這麼作的緣由大概是以下幾點吧：

1. 若是個人應用程序所依賴的基礎服務比較多的話，在開發機器上逐一安裝這些服務是比較耗時的，並且我很難針對不一樣版本的服務進行測試。使用Docker能夠很方便地在基礎服務版本之間進行切換，好比可使用Docker鏡像的tag來指定我所須要的MongoDB的版本
2. 使用Docker，使得基礎服務環境搭建能夠被複制。例如我可使用一個批處理腳本（或者Shell腳本）將運行Docker容器的命令寫入，那麼不管我在哪臺機器上，只要可以運行這個批處理腳本，均可以一鍵搭建基礎服務環境，無需更多操做。由docker-compose支持的部署方式使得基礎服務的部署變得更加簡單，也就是當個人應用程序準備上線時，我只須要將個人docker-compose YAML文件上傳到Docker Orchestrator上，由其負責管理和運行相關的容器便可
3. 在Hyper-V託管的虛擬機中運行Docker容器，能夠更好地利用和分配主機資源，在不須要的時候能夠將主機性能損耗降到最低。目前硬件價格都不算昂貴，運行一個4GB內存的虛擬機並非那麼吃力。此外，Hyper-V的關機選項容許在主機關閉的時候，讓虛擬機處於休眠待機狀態，而在主機運行時又按需喚醒虛擬機，所以，每次開機，基礎服務都是正常運行狀態，你只須要直接運行你的應用程序便可

下面我簡單介紹一下docker-compose工具。

Docker-compose簡介

Docker-compose聽起來像是一個由YAML語法定義的文本文件，經過docker-compose命令行解釋執行。在docker-compose.yml文件中，你能夠編輯你須要運行的Docker容器（稱之爲服務），以及這些服務之間的依賴關係。Docker-compose能夠很好地幫你維護這些服務的生命週期。在Docker for Windows中，docker-compose是被默認安裝的，你能夠經過--version參數來查看安裝的版本：

而對於運行於Hyper-V託管的Linux中，docker-compose須要單獨安裝。安裝方法請參考：https://docs.docker.com/compose/install/。推薦使用1.13.0以上的版本，新版本對Compose file 3.0的支持會比較好。

舉個例子，在我本身開發的Apworks框架中，我使用以下docker-compose.yml來定義個人基礎服務運行容器：

version: "3"
services:
  mongo:
    image: mongo
    ports:
      - "27017:27017"
    container_name: apworks_mongodb

  postgres:
    image: orchardup/postgresql
    ports:
      - "5432:5432"
    environment:
      - POSTGRESQL_USER=test
      - POSTGRESQL_PASS=oe9jaacZLbR9pN
      - POSTGRESQL_DB=test
    container_name: apworks_psql

  rabbit:
    image: rabbitmq
    ports:
      - 5672:5672
      - 4369:4369
      - 5671:5671
      - 25672:25672
    container_name: apworks_rabbitmq

這個docker-compose.yml文件中指定啓動三個容器：MongoDB、PostgreSQL以及RabbitMQ，分別定義成了三個服務（service）。這個compose文件仍是比較簡單的，沒有牽涉到容器之間的依賴關係。我只須要在這個文件所在目錄中，執行下面這條命令，便可同時啓動這三個服務：

sudo docker-compose up

很是方便。啓動結果以下：

還能夠在docker-compose命令中加入-d參數，使得全部服務在後臺運行。有關Compose文件的格式定義，請參考：https://docs.docker.com/compose/compose-file/。在工做中咱們也使用了docker-compose幫助用戶搭建他們本身的微服務環境，咱們分發給用戶的僅僅是一個docker-compose.yml文本文件，一旦運行，全部的基礎服務容器都會運行起來，用覺得前臺的數據分析系統提供服務保障。

總結

本文介紹了我在Windows 10系統下使用Docker來幫助開發和測試的一些經驗和感覺。Docker是一個很是好的東西，對於系統的部署和運維有很大的幫助，而且它是雲友好的，有着全球各大雲服務供應商的支持，可以很方便地部署並運行在雲環境中。從此我還會介紹一下Azure下Docker容器的支持和使用，歡迎你們各抒己見，分享本身的使用經驗。