SpringBoot 使用Docker部署

現在 Docker 的使用已經很是廣泛，特別是在一線互聯網公司，使用 Docker 技術能夠幫助企業快速水平擴展服務，從而達到彈性部署業務的能力。在雲服務概念興起以後，Docker 的使用場景和範圍進一步發展，現在在微服務架構愈來愈流行的狀況下，微服務 + Docker 的完美組合，更加方便微服務架構運維部署落地。

1、什麼是 Docker

• Docker 最初是 dotCloud 公司創始人 Solomon Hykes 在法國期間發起的一個公司內部項目，它是基於 dotCloud 公司多年雲服務技術的一次革新，並於 2013 年 3 月以 Apache 2.0 受權協議開源，主要項目代碼在 GitHub 上進行維護。Docker 項目後來還加入了 Linux 基金會，併成立推進 開放容器聯盟（OCI）。

Docker 屬於 Linux 容器的一種封裝，提供簡單易用的容器使用接口，它是目前最流行的 Linux 容器解決方案。Docker 將應用程序與該程序的依賴打包在一個文件裏面，運行這個文件，就會生成一個虛擬容器。程序在這個虛擬容器裏運行，就好像在真實的物理機上運行同樣，有了 Docker，就不用擔憂環境問題了。

• 整體來講，Docker 的接口至關簡單，用戶能夠方便地建立和使用容器，把本身的應用放入容器。容器還能夠進行版本管理、複製、分享、修改，就像管理普通的代碼同樣。

一、爲何要使用 Docker

• 容器除了運行其中應用外，基本不消耗額外的系統資源，使得應用的性能很高，同時系統的開銷儘可能小。傳統虛擬機方式是運行 10 個不一樣的應用就要啓動 10 個虛擬機，而 Docker 只須要啓動 10 個隔離的應用便可。

• 具體說來，Docker 在以下幾個方面具備較大的優點：

  • 更快速的交付和部署，開發者可使用一個標準的鏡像來構建一套開發容器，開發完成以後，運維人員能夠直接使用這個容器來部署代碼。
  • 更高效的虛擬化，Docker 容器的運行不須要額外的 hypervisor 支持，它是內核級的虛擬化，所以能夠實現更高的性能和效率。
  • 更輕鬆的遷移和擴展，Docker 容器幾乎能夠在任意的平臺上運行，包括物理機、虛擬機、公有云、私有云、我的電腦、服務器等。
  • 更簡單的管理，使用 Docker，只須要小小的修改，就能夠替代以往大量的更新工做。

二、Docker 相關概念

• Docker 是 CS 架構，主要有兩個概念，具體以下：

  • Docker daemon：運行在宿主機上，Docker 守護進程，用戶經過 Docker client（Docker 命令）與 Docker daemon 交互。
  • Docker client：Docker 命令行工具，是用戶使用 Docker 的主要方式，Docker client 與 Docker daemon 通訊並將結果返回給用戶，Docker client 也能夠經過 socket 或者 RESTful API 訪問遠程的 Docker daemon。

• Docker 的組成有三個主要概念，具體以下：

  • Docker image：鏡像是隻讀的，鏡像中包含有須要運行的文件。鏡像用來建立 container，一個鏡像能夠運行多個 container；鏡像能夠經過 Dockerfile 建立，也能夠從 Docker hub/registry 上下載。
  • Docker container：容器是 Docker 的運行組件，啓動一個鏡像就是一個容器，容器是一個隔離環境，多個容器之間不會相互影響，保證容器中的程序運行在一個相對安全的環境中。
  • Docker hub/registry：共享和管理 Docker 鏡像，用戶能夠上傳或者下載上面的鏡像，官方地址可點擊這裏(https://hub.docker.com/)查看，也能夠搭建本身私有的 Docker registry。

鏡像就至關於打包好的版本，鏡像啓動以後運行在容器中，倉庫就是裝存儲鏡像的地方

2、建立 Spring Boot 項目

• 在 pom.xml 中，使用 Spring Boot 2.x 相關依賴：

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>2.1.0.RELEASE</version>
</parent>

• 添加 web 和測試依賴：

<dependencies>
     <dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
        <scope>test</scope>
    </dependency>
</dependencies>

• 建立一個 DockerController，在其中有一個 index() 方法，訪問時返回：Hello Docker!

@RestController
public class DockerController {

    @RequestMapping("/")
    public String index() {
        return "Hello Docker!";
    }
}

• 啓動類

@SpringBootApplication
public class DockerApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(DockerApplication.class, args);
    }
}

添加完畢後啓動項目，啓動成功後瀏覽器訪問網址：http://localhost:8080/，頁面返回：Hello Docker!，說明 Spring Boot 項目配置正常。

3、項目添加 Docker 支持

一、添加 Docker 配置

• 在 pom.xml 中添加 Docker 鏡像名稱：

<properties>
    <docker.image.prefix>springboot</docker.image.prefix>
</properties>

• plugins 中添加 Docker 構建插件：
  • ${docker.image.prefix}，自定義的鏡像名稱
  • ${project.artifactId}，項目的 artifactId
  • ${project.build.directory}，構建目錄，缺省爲 target
  • ${project.build.finalName}，產出物名稱，缺省爲 ${project.artifactId}-${project.version}

<build>
    <plugins>
        <plugin>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
        </plugin>
        <!-- Docker maven plugin -->
        <plugin>
            <groupId>com.spotify</groupId>
            <artifactId>docker-maven-plugin</artifactId>
            <version>1.0.0</version>
            <configuration>
                <imageName>${docker.image.prefix}/${project.artifactId}</imageName>
                <dockerDirectory>src/main/docker</dockerDirectory>
                <resources>
                    <resource>
                        <targetPath>/</targetPath>
                        <directory>${project.build.directory}</directory>
                        <include>${project.build.finalName}.jar</include>
                    </resource>
                </resources>
            </configuration>
        </plugin>
        <!-- Docker maven plugin -->
    </plugins>
</build>

• 在目錄 src/main/docker 下建立 Dockerfile 文件，Dockerfile 文件用來講明如何來構建鏡像。

FROM openjdk:8-jdk-alpine
VOLUME /tmp
ADD spring-boot-docker-1.0.jar app.jar
ENTRYPOINT ["java","-Djava.security.egd=file:/dev/./urandom","-jar","/app.jar"]

• 這個 Dockerfile 文件很簡單，構建 JDK 基礎環境，添加 Spring Boot Jar 到鏡像中，簡單解釋一下：
  • FROM，表示使用 JDK 8 環境爲基礎鏡像，若是鏡像不是本地的將會從 DockerHub 進行下載。
  • VOLUME，VOLUME 指向了一個 /tmp 的目錄，因爲 Spring Boot 使用內置的 Tomcat 容器，Tomcat 默認使用 /tmp 做爲工做目錄，這個命令的效果是：在宿主機的 /var/lib/docker 目錄下建立一個臨時文件並把它連接到容器中的 /tmp 目錄。
  • ADD，複製文件而且重命名。
  • ENTRYPOINT，爲了縮短 Tomcat 的啓動時間，添加 java.security.egd 的系統屬性指向 /dev/urandom 做爲 ENTRYPOINT。

這樣 Spring Boot 項目添加 Docker 依賴就完成了，下面解釋一下什麼是 Dockerfile？

二、Dockerfile 介紹

• Docker 鏡像是一個特殊的文件系統，除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了爲運行時準備的一些配置參數（如匿名卷、環境變量、用戶等）。鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建以後也不會被改變。

• 鏡像的定製實際上就是定製每一層所添加的配置、文件。若是能夠把每一層修改、安裝、構建、操做的命令都寫入一個腳本，用這個腳原本構建、定製鏡像，那麼以前說起的沒法重複的問題、鏡像構建透明性的問題、體積的問題就都會解決，這個腳本就是 Dockerfile。

• Dockerfile 是一個文本文件，其內包含了一條條的指令（Instruction），每一條指令構建一層，所以每一條指令的內容，就是描述該層應當如何構建。有了 Dockerfile，當須要定製本身額外的需求時，只需在 Dockerfile 上添加或者修改指令，從新生成 image 便可，省去了敲命令的麻煩。

• Dockerfile 文件格式以下：

##Dockerfile 文件格式

# This dockerfile uses the ubuntu image
# VERSION 2 - EDITION 1
# Author: docker_user
# Command format: Instruction [arguments / command] ..

#（1）第一行必須指定基礎鏡像信息
FROM ubuntu

# （2）維護者信息
MAINTAINER docker_user docker_user@email.com

# （3）鏡像操做指令
RUN echo "deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ raring main universe" >> /etc/apt/sources.list
RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
RUN echo "\ndaemon off;" >> /etc/nginx/nginx.conf

# （4）容器啓動執行指令
CMD /usr/sbin/nginx

• Dockerfile 分爲四部分：

  • 基礎鏡像信息
  • 維護者信息
  • 鏡像操做指令
  • 容器啓動執行指令。

• 一開始必需要指明所基於的鏡像名稱，接下來通常會說明維護者信息；後面則是鏡像操做指令，如 RUN 指令。每執行一條 RUN 指令，鏡像添加新的一層，並提交；最後是 CMD 指令，來指明運行容器時的操做命令。

Spring Boot 應用 Docker 部署須要使用 Dockerfile 定義部署方案。

3、構建環境

建議在 Linux 環境下安裝 Docker，Window 環境搭建比較複雜且容易出錯，使用 Centos7 + yum 來安裝 Docker 環境很方便。

一、Docker 安裝

• Docker 軟件包已經包括在默認的 CentOS-Extras 軟件源裏，所以想要安裝 Docker，只須要運行下面的 yum 命令：

yum install docker

• 安裝完成後，使用下面的命令來啓動 docker 服務，並將其設置爲開機啓動：

service docker start
chkconfig docker on

• LCTT 譯註，此處採用了舊式的 sysv 語法，如採用 CentOS 7 中支持的新式 systemd 語法，以下：

systemctl start docker.service
systemctl enable docker.service

• 使用"Docker 中國"加su器：

vi  /etc/docker/daemon.json

#添加後：
{
    "registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"],
    "live-restore": true
}

• 從新啓動：

systemctl restart docker

• 測試

docker version

輸入上述命令，返回 docker 的版本相關信息，證實 docker 安裝成功。

二、安裝 JDK

• 安裝命令：

yum -y install java-1.8.0-openjdk*

• 配置環境變量
  • 打開 vim /etc/profile
  • 添加如下內容

export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-1.8.0.161-0.b14.el7_4.x86_64 
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

• 修改完成以後，使其生效：

source /etc/profile

• 輸入 java -version 返回版本信息則安裝正常。

三、安裝 MAVEN

• 解壓maven包

## 解壓
tar vxf apache-maven-3.5.2-bin.tar.gz
## 移動
mv apache-maven-3.5.2 /usr/local/maven3

• 修改環境變量，在 /etc/profile 中添加如下幾行：

MAVEN_HOME=/usr/local/maven3
export MAVEN_HOME
export PATH=${PATH}:${MAVEN_HOME}/bin

• 執行 source /etc/profile 使環境變量生效
• 輸入 mvn -version 返回版本信息則安裝正常

4、使用 Docker 部署 Spring Boot 項目

一、使用Docker構建

• 將項目 spring-boot-docker 複製到服務器中，進入項目路徑下進行打包測試。

#打包
mvn clean package
#啓動
java -jar target/spring-boot-docker-1.0.jar

• 看到 Spring Boot 的啓動日誌後代表環境配置沒有問題，接下來使用 DockerFile 構建鏡像。

mvn package docker:build

• 第一次構建可能有點慢，當看到如下內容的時候代表構建成功：

...
Step 1 : FROM openjdk:8-jdk-alpine
 ---> 224765a6bdbe
Step 2 : VOLUME /tmp
 ---> Using cache
 ---> b4e86cc8654e
Step 3 : ADD spring-boot-docker-1.0.jar app.jar
 ---> a20fe75963ab
Removing intermediate container 593ee5e1ea51
Step 4 : ENTRYPOINT java -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom -jar /app.jar
 ---> Running in 85d558a10cd4
 ---> 7102f08b5e95
Removing intermediate container 85d558a10cd4
Successfully built 7102f08b5e95
[INFO] Built springboot/spring-boot-docker
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 54.346 s
[INFO] Finished at: 2018-03-13T16:20:15+08:00
[INFO] Final Memory: 42M/182M
[INFO] -----------------------------------------------------------------------

• 使用 docker images 命令查看構建好的鏡像：

docker images
REPOSITORY                      TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
springboot/spring-boot-docker   latest              99ce9468da74        6 seconds ago       117.5 MB

• springboot/spring-boot-docker 就是咱們構建好的鏡像，下一步就是運行該鏡像：

docker run -p 8080:8080 -t springboot/spring-boot-docker

• 啓動完成以後使用 docker ps 查看正在運行的鏡像：

docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                           COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                    NAMES
049570da86a9        springboot/spring-boot-docker   "java -Djava.security"   30 seconds ago      Up 27 seconds       0.0.0.0:8080->8080/tcp   determined_mahavira

• 能夠看到構建的容器正在在運行，訪問瀏覽器：http://192.168.0.x:8080/，返回：

Hello Docker!

說明使用 Docker 部署 Spring Boot 項目成功！

二、Docker經常使用命令

• 除過以上使用的 Docker 命令外，還有一些其餘經常使用的命令，經過這些命令能夠查看容器的相關狀態。

• 拉取 docker 鏡像：

docker pull image_name

• 查看宿主機上的鏡像，Docker 鏡像保存在 /var/lib/docker 目錄下:

docker images

• 刪除鏡像：

docker rmi  docker.io/tomcat:7.0.77-jre7   或者  docker rmi b39c68b7af30

• 查看當前有哪些容器正在運行：

docker ps

• 查看全部容器：

docker ps -a

• 啓動、中止、重啓容器命令：

docker start container_name/container_id
docker stop container_name/container_id
docker restart container_name/container_id

• 後臺啓動一個容器後，若是想進入到這個容器，可使用 attach 命令：

docker attach container_name/container_id

• 刪除容器命令：

docker rm container_name/container_id

• 刪除全部中止的容器：

docker rm $(docker ps -a -q)

• 查看當前系統 Docker 信息：

docker info

• 從 Docker hub 上下載某個鏡像：

docker pull centos:latest

經過這些命令能夠發現 Docker 的使用方式很是靈活，能夠把項目作成鏡像來管理，部署的時候直接下載對應版本的鏡像直接運行便可。

5、總結

Docker 是容器化技術的基礎，服務編排、彈性水平擴充都依賴於 Docker 的使用，使用 Docker 部署 Spring Boot 項目，能夠把項目當作版本庫同樣管理，不須要關注環境、遷移等問題。Spring Boot 是微服務開發的基礎，Docker 是容器化部署的基礎，二者結合使用更加方便微服務架構運維部署落地。