當 Node.js 碰見 Docker

時間 2019-11-16

標籤 node.js node 碰見 docker 欄目 Node.js 简体版

原文原文鏈接

Node.js Best Practices - How to Become a Better Developer in 2017提到的幾點，咱們Fundebug深有同感:html

使用ES6
使用Promise
使用LTS
使用Docker
...

想必你們都知道ES6，Promise以及LTS，那Docker是啥玩意啊？翻遍Node文檔也沒見蹤影啊!node

GitHub倉庫: Fundebug/nodejs-docker

什麼是Docker?

Docker是最流行的的容器工具，沒有之一。本文並不打算深刻介紹Docker，不過能夠從幾個簡單的角度來理解Docker。linux

從進程的角度理解Docker

在Linux中，全部的進程構成了一棵樹。可使用pstree命令進行查看:git

pstree
init─┬─VBoxService───7*[{VBoxService}]
     ├─acpid
     ├─atd
     ├─cron
     ├─dbus-daemon
     ├─dhclient
     ├─dockerd─┬─docker-containe─┬─docker-containe─┬─redis-server───2*[{redis-server}]
     │         │                 │                 └─8*[{docker-containe}]
     │         │                 ├─docker-containe─┬─mongod───16*[{mongod}]
     │         │                 │                 └─8*[{docker-containe}]
     │         │                 └─11*[{docker-containe}]
     │         └─13*[{dockerd}]
     ├─6*[getty]
     ├─influxd───9*[{influxd}]
     ├─irqbalance
     ├─puppet───{puppet}
     ├─rpc.idmapd
     ├─rpc.statd
     ├─rpcbind
     ├─rsyslogd───3*[{rsyslogd}]
     ├─ruby───{ruby}
     ├─sshd─┬─sshd───sshd───zsh───pstree
     │      ├─sshd───sshd───zsh
     │      └─sshd───sshd───zsh───mongo───2*[{mongo}]
     ├─systemd-logind
     ├─systemd-udevd
     ├─upstart-file-br
     ├─upstart-socket-
     └─upstart-udev-br
複製代碼

可知，init進程爲全部進程的根(root)，其PID爲1。github

Docker將不一樣應用的進程隔離了起來，這些被隔離的進程就是一個個容器。隔離是基於兩個Linux內核機制實現的，Namesapce和Cgroups。redis

Namespace能夠從UTD、IPC、PID、Mount，User和Network的角度隔離進程。好比，不一樣的進程將擁有不一樣PID空間，這樣容器中的進程將看不到主機上的進程，也看不到其餘容器中的進程。這與Node.js中模塊化以隔離變量的命名空間的思想是殊途同歸的。mongodb

經過Cgroups，能夠限制進程對CPU，內存等資源的使用。簡單地說，咱們能夠經過Cgroups指定容器只能使用1G內存。docker

從進程角度理解Docker，那每個Docker容器就是被隔離的進程及其子進程。上文pstree的輸出中能夠分辨出2個容器: mongodb和redis。shell

從文件的角度理解Docker

基於Namespace與Cgroups的容器工具其實早已存在，例如Linux-VServer，OpenVZ，LXC。然而，真正引爆容器技術的倒是後來者Docker。爲何呢？我的以爲是由於Docker鏡像以及Dockerfile。數據庫

在Linux中，一切皆文件，進程的運行離不開各類各樣的文件。跑一個簡單的Node.js程序，傳統的作法是手動安裝各類依賴而後運行；而Docker則是將全部依賴（包括操做系統，Node，NPM模塊，源代碼）打包到一個Docker鏡像中，而後基於這個鏡像運行容器。

Docker鏡像能夠經過Docker倉庫共享給其餘人，這樣他們只須要下載鏡像便可運行程序。想象一下，當咱們須要在另外一臺主機(好比生產服務器，新同事的機器)上運行一個Node.js應用，僅僅須要下載對應的Docker鏡像就能夠了，是否是很方便呢？

Docker鏡像能夠經過文本文件，即Dockerfile進行定義。不妨看一個簡單的例子(因爲不可抗力，這個Dockerfile構建大概會失敗，僅做爲參考):

# 基於Ubuntu
FROM ubuntu

# 安裝Node.js與NPM
RUN apt-get update && apt-get -y install nodejs npm

# 安裝NPM模塊:Express
RUN npm install express

# 添加源代碼
ADD app.js /
複製代碼

其中，FROM，RUN與ADD爲Dockerfile命令。結合註釋，該Dockerfile的含義很是直白。基於這個Dockerfile，使用docker build命令就能夠構建對應的Docker鏡像。基於這個Docker鏡像，就能夠運行Docker容器來執行app.js:

var express = require("express");
var app = express();

app.get("/", function(req, res) {
    res.send("Hello Fundebug!\n");
});

app.listen(3000);
複製代碼

Dockerfile其實是將Docker鏡像代碼化了，另外一方面也是將安裝依賴的過程代碼化了，因而咱們就能夠像管理源碼同樣使用git對Dockerfile進行版本管理。

爲啥用Docker?

當你的系統愈來愈複雜的時候，你會發現Docker的價值。

從應用架構角度理解Docker

剛開始，你只須要寫一個Node.js程序，掛載一個靜態網站；而後，你作了一個用戶帳號系統，這時須要數據庫了，好比說MySQL; 後來，爲了提高性能，你引入了Memcached緩存；終於有一天，你決定把先後端分離，這樣能夠提升開發效率；當用戶愈來愈多，你又不得不使用Nginx作反向代理; 對了，隨着功能愈來愈多，你的應用依賴也會愈來愈多...總之，你的應用架構只會愈來愈複雜。不一樣的組件的安裝，配置與運行步驟各不相同，因而你不得不寫一個很長的文檔給新同事，只爲了讓他搭建一個開發環境。

使用Docker的話，你能夠爲不一樣的組件逐一編寫Dockerfile，分別構建鏡像，而後運行在各個容器中。這樣作，將複雜的架構統一了，全部組件的安裝和運行步驟統一爲幾個簡單的命令:

構建Docker鏡像: docker build
上傳Docker鏡像: docker push
下載Docker鏡像: docker pull
運行Docker容器: docker run

從應用部署角度理解Docker

一般，你會有開發，測試和生產服務器，對於某些應用，還會須要進行構建。不一樣步驟的依賴會有一些不一樣，而且在不一樣的服務器上執行。若是手動地在不一樣的服務器上安裝依賴，是件很麻煩的事情。好比說，當你須要爲Node.js應用添加一個新的npm模塊，或者升級一下Node.js，是否是得重複操做不少次？友情提示一下，手動敲命令是極易出錯的，有些失誤會致使致命的後果（參考最近Gitlab誤刪數據庫與AWS的S3故障）。

若是使用Docker的話，開發、構建、測試、生產將所有在Docker容器中執行，你須要爲不一樣步驟編寫不一樣的Dockerfile。當依賴變化時，僅須要稍微修改Dockerfile便可。結合構建工具Jenkins，就能夠將整個部署流程自動化。

另外一方面，Dockerfile將Docker鏡像描述得很是精準，可以保證很強的一致性。好比，操做系統的版本，Node.js的版本，NPM模塊的版本等。這就意味着，在本地開發環境運行成功的鏡像，在構建、測試、生產環境中也沒有問題。還有，不一樣的Docker容器是依賴於不一樣的Docker鏡像，這樣他們互不干擾。好比，兩個Node.js應用能夠分別使用不一樣版本的Node.js。

從集羣管理角度理解Docker

架構規模愈來愈大的時候，你有必要引入集羣了。這就意味着，服務器由1臺變成了多臺，同一個應用須要運行多個備份來分擔負載。固然，你能夠手動對集羣的功能進行劃分: Nginx服務器，Node.js服務器，MySQL服務器，測試服務器，生產服務器...這樣作的好處是簡單粗暴；也能夠說財大氣粗，由於資源閒置會很是嚴重。還有一點，每次新增節點的時候，你就不得不花大量時間進行安裝與配置，這實際上是一種低效的重複勞動。

下載Docker鏡像以後，Docker容器能夠運行在集羣的任何一個節點。一方面，各個組件能夠共享主機，且互不干擾；另外一方面，也不須要在集羣的節點上安裝和配置任何組件。至於整個Docker集羣的管理，業界有不少成熟的解決方案，例如Mesos，Kubernetes與Docker Swarm。這些集羣系統提供了調度，服務發現，負載均衡等功能，讓整個集羣變成一個總體。

如何用Docker?

編寫Dockerfile

正確的Dockerfile是這樣的:

# 使用DaoCloud的Ubuntu鏡像
FROM daocloud.io/library/ubuntu:14.04

# 設置鏡像做者
MAINTAINER Fundebug <help@fundebug.com>

# 設置時區
RUN sudo sh -c "echo 'Asia/Shanghai' > /etc/timezone" && \
    sudo dpkg-reconfigure -f noninteractive tzdata

# 使用阿里雲的Ubuntu鏡像
RUN echo '\n\ deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse\n\ deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse\n\ deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse\n\ deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse\n\ deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse\n\ deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty main restricted universe multiverse\n\ deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-security main restricted universe multiverse\n\ deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-updates main restricted universe multiverse\n\ deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-proposed main restricted universe multiverse\n\ deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ trusty-backports main restricted universe multiverse\n'\
> /etc/apt/sources.list

# 安裝node v6.10.1
RUN sudo apt-get update && sudo apt-get install -y wget

# 使用淘寶鏡像安裝Node.js v6.10.1
RUN wget https://npm.taobao.org/mirrors/node/v6.10.1/node-v6.10.1-linux-x64.tar.gz && \
    tar -C /usr/local --strip-components 1 -xzf node-v6.10.1-linux-x64.tar.gz && \
    rm node-v6.10.1-linux-x64.tar.gz 

WORKDIR /app

# 安裝npm模塊
ADD package.json /app/package.json

# 使用淘寶的npm鏡像
RUN npm install --production -d --registry=https://registry.npm.taobao.org

# 添加源代碼
ADD . /app

# 運行app.js
CMD ["node", "/app/app.js"]
複製代碼

有幾點值得注意的地方：

使用國內DaoCloud的Docker倉庫，阿里雲的ubuntu鏡像以及淘寶的npm鏡像，不然會出事情的;
將時區設爲Asia/Shanghai，不然日誌的時間會不大對勁;
使用.dockerignore忽略不須要添加到Docker鏡像的文件和目錄，其語法與.gitigore一致;

更重要的一點是，package.json須要單獨添加。Docker在構建鏡像的時候，是一層一層構建的，僅當這一層有變化時，從新構建對應的層。若是package.json和源代碼一塊兒添加到鏡像，則每次修改源碼都須要從新安裝npm模塊，這樣木有必要。因此，正確的順序是: 添加package.json；安裝npm模塊；添加源代碼。

構建Docker鏡像

使用docker build命令構建Docker鏡像

sudo docker build -t fundebug/nodejs .
複製代碼

其中，-t選項用於指定鏡像的名稱。

使用docker images命令查看Docker鏡像

sudo docker images
REPOSITORY                    TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
fundebug/nodejs               latest              64530ce811a1        32 minutes ago      266.4 MB
daocloud.io/library/ubuntu    14.04               b969ab9f929b        9 weeks ago         188 MB
複製代碼

可知，fundebug/nodejs鏡像的大小爲266.4MB，在ubuntu鏡像的基礎上增長了80MB左右。

運行Docker容器

使用docker run命令運行Docker容器

sudo docker run -d --net=host --name=hello-fundebug fundebug/nodejs
複製代碼

其中，-d選項表示容器在後臺運行；--net選項指定容器的網絡模式，host表示與主機共享網絡；--name指定了容器的名稱。

使用docker ps命令查看Docker容器

sudo docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                             COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
e8eb5473970c        fundebug/nodejs                   "node /app/app.js"       37 minutes ago      Up 37 minutes                           hello-
複製代碼

可知，COMMAND爲"node /app/app.js"，表示容器中運行的命令。這是咱們再Dockerfile中使用CMD指定的。不妨使用docker exec命令在容器內執行ps命令查看容器內的進程：

sudo docker exec hello-fundebug ps -f
UID        PID  PPID  C STIME TTY          TIME CMD
root         1     0  0 15:14 ?        00:00:00 node /app/app.js
複製代碼

可知，容器內的1號進程即爲node進程node /app/app.js。在Linux中，PID爲1進程按說是惟一的，即init進程。可是，容器使用了內核的Namespace機制，爲容器建立了獨立的PID空間，所以容器中也有1號進程。

測試

使用curl命令訪問:

curl localhost:3000
Hello Fundebug!
複製代碼

是否用Docker？

一方面，使用Docker可以帶來很大益處；另外一方面，引入Docker必然會有不少挑戰，須要熟悉Docker才能應對自如。想必這是一個艱難的決定。若是從長遠的角度來看，Docker正在成爲應用開發，部署，發佈的標準技術，也許咱們不得不用開放的心態對待它。

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參考連接

關於Fundebug

Fundebug專一於JavaScript、微信小程序、微信小遊戲、支付寶小程序、React Native、Node.js和Java實時BUG監控。自從2016年雙十一正式上線，Fundebug累計處理了7億+錯誤事件，獲得了Google、360、金山軟件、百姓網等衆多知名用戶的承認。歡迎免費試用！