Docker 入門終極指南！邊學邊用

時間 2020-11-26

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富 Web 時代，應用變得愈來愈強大，與此同時也愈來愈複雜。集羣部署、隔離環境、灰度發佈以及動態擴容缺一不可，而容器化則成爲中間的必要橋樑。html

本文咱們就來探索一下 Docker 的神祕世界，從零到一掌握 Docker 的基本原理與實踐操做。別再守着後端那一畝三分地，是時候該開疆擴土了。前端

講個故事

爲了更好的理解 Docker 是什麼，咱們先來說個故事：vue

我須要蓋一個房子，因而我搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。一頓操做，終於把這個房子蓋好了。java

結果，住了一段時間，心血來潮想搬到海邊去。這時候按以往的辦法，我只能去海邊，再次搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。node

煩惱之際，跑來一個魔法師教會我一種魔法。這種魔法能夠把我蓋好的房子複製一份，作成「鏡像」，放在個人揹包裏。mysql

等我到了海邊，就用這個「鏡像」，複製一套房子，拎包入住。nginx

是否是很神奇？對應到咱們的項目中來，房子就是項目自己，鏡像就是項目的複製，揹包就是鏡像倉庫。web

若是要動態擴容，從倉庫中取出項目鏡像，隨便複製就能夠了。Build once，Run anywhere!sql

不用再關注版本、兼容、部署等問題，完全解決了「上線即崩，無休止構建」的尷尬。docker

我把 Docker 的教程和文章整理成了 PDF，關注微信關注號 Java後端，回覆 666 就能下載了。

虛擬機與容器

開始以前，咱們來作一些基礎知識的儲備：

①虛擬機：虛擬化硬件

虛擬機 Virtual Machine 指經過軟件模擬的具備完整硬件系統功能的、運行在一個徹底隔離環境中的完整計算機系統。在實體計算機中可以完成的工做在虛擬機中都可以實現。

在計算機中建立虛擬機時，須要將實體機的部分硬盤和內存容量做爲虛擬機的硬盤和內存容量。

每一個虛擬機都有獨立的 CMOS、硬盤和操做系統，能夠像使用實體機同樣對虛擬機進行操做。在容器技術以前，業界的網紅是虛擬機。

虛擬機技術的表明，是 VMWare 和 OpenStack。

②容器：將操做系統層虛擬化，是一個標準的軟件單元

其特色以下：

隨處運行：容器能夠將代碼與配置文件和相關依賴庫進行打包，從而確保在任何環境下的運行都是一致的。
高資源利用率：容器提供進程級的隔離，所以能夠更加精細地設置 CPU 和內存的使用率，進而更好地利用服務器的計算資源。
快速擴展：每一個容器均可做爲單獨的進程予以運行，而且能夠共享底層操做系統的系統資源，這樣一來能夠加快容器的啓動和中止效率。

區別與聯繫：

虛擬機雖然能夠隔離出不少「子電腦」，但佔用空間更大，啓動更慢。虛擬機軟件可能還要花錢，例如 VMWare。
容器技術不須要虛擬出整個操做系統，只須要虛擬一個小規模的環境，相似「沙箱」。
運行空間，虛擬機通常要幾 GB 到幾十 GB 的空間，而容器只須要 MB 級甚至 KB 級。

咱們來看一下對比數據：

虛擬機屬於虛擬化技術，而 Docker 這樣的容器技術，屬於輕量級的虛擬化。

與虛擬機相比，容器更輕量且速度更快，由於它利用了 Linux 底層操做系統在隔離的環境中運行。

虛擬機的 Hypervisor 建立了一個很是牢固的邊界，以防止應用程序突破它，而容器的邊界不那麼強大。

認識 Docker

Docker 是一個開源的應用容器引擎，讓開發者能夠打包他們的應用以及依賴包到一個可移植的容器中，而後發佈到任何流行的 Linux 機器上，也能夠實現虛擬化。容器是徹底使用沙箱機制，相互之間不會有任何接口。

Docker 技術的三大核心概念，分別是：

鏡像 Image
容器 Container
倉庫 Repository

Docker 輕量級的緣由是什麼？相信你也會有這樣的疑惑：爲何 Docker 啓動快？如何作到和宿主機共享內核？

當咱們請求 Docker 運行容器時，Docker 會在計算機上設置一個資源隔離的環境。

而後將打包的應用程序和關聯的文件複製到 Namespace 內的文件系統中，此時環境的配置就完成了。以後 Docker 會執行咱們預先指定的命令，運行應用程序。

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。

核心概念

核心概念以下：

Build，Ship and Run（搭建、運輸、運行）。
Build once，Run anywhere（一次搭建，到處運行）。
Docker 自己並非容器，它是建立容器的工具，是應用容器引擎。
Docker 三大核心概念，分別是：鏡像 Image，容器 Container、倉庫 Repository。
Docker 技術使用 Linux 內核和內核功能（例如 Cgroups 和 namespaces）來分隔進程，以便各進程相互獨立運行。
因爲 Namespace 和 Cgroups 功能僅在 Linux 上可用，所以容器沒法在其餘操做系統上運行。那麼 Docker 如何在 macOS 或 Windows 上運行？Docker 實際上使用了一個技巧，並在非 Linux 操做系統上安裝 Linux 虛擬機，而後在虛擬機內運行容器。
鏡像是一個可執行包，其包含運行應用程序所需的代碼、運行時、庫、環境變量和配置文件，容器是鏡像的運行時實例。

更多關於 Docker 的原理，能夠查看《Docker 工做原理及容器化簡易指南》，這裏再也不贅述：

http://dockone.io/article/8788

安裝 Docker

①命令行安裝

Homebrew 的 Cask 已經支持 Docker for Mac，所以能夠很方便的使用 Homebrew Cask 來進行安裝，執行以下命令：

brew cask install docker

更多安裝方式，請查看官方文檔：

https://www.docker.com/get-started

②查看版本

命令以下：

docker -v

③配置鏡像加速

設置 Docker Engine 寫入配置：

{
  registry-mirrors: [
    http://hub-mirror.c.163.com/,
    https://registry.docker-cn.com
  ],
  insecure-registries:[],
  experimental: false,
  debug: true
}

④安裝桌面端

桌面端操做很是簡單，先去官網下載[1]。經過 Docker 桌面端，咱們能夠方便的操做：

clone：克隆一個項目。
build：打包鏡像。
run：運行實例。
share：共享鏡像。

好了，準備工做就緒，下面能夠大展身手了！

快速開始

安裝完 Docker 以後，咱們先打個實際項目的鏡像，邊學邊用。

①首先須要大體瞭解一下咱們將會用到的 11 個命令

以下圖：

②新建項目

爲了快捷，咱們直接使用 Vue 腳手架構建項目：

vue create docker-demo

嘗試啓動一下：

yarn serve

訪問地址：http://localhost:8080/。項目就緒，咱們接着爲項目打包：

yarn build

這時候，項目目錄下的 Dist 就是咱們要部署的靜態資源了，咱們繼續下一步。

須要注意：前端項目通常分兩類，一類直接 Nginx 靜態部署，一類須要啓動 Node 服務。本節咱們只考慮第一種。關於 Node 服務，後文我會詳細說明。

③新建 Dockerfile

命令以下：

cd docker-demo && touch Dockerfile

此時的項目目錄以下：

.
├── Dockerfile
├── README.md
├── babel.config.js
├── dist
├── node_modules
├── package.json
├── public
├── src
└── yarn.lock

能夠看到咱們已經在 docker-demo 目錄下成功建立了 Dockerfile 文件。

④準備 Nginx 鏡像

運行你的 Docker 桌面端，就會默認啓動實例，咱們在控制檯拉取 Nginx 鏡像：

docker pull nginx

控制檯會出現以下信息：

Using default tag: latest
latest: Pulling from library/nginx
8559a31e96f4: Pull complete
8d69e59170f7: Pull complete
3f9f1ec1d262: Pull complete
d1f5ff4f210d: Pull complete
1e22bfa8652e: Pull complete
Digest: sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest

若是你出現這樣的異常，請確認 Docker 實例是否正常運行。

Cannot connect to the Docker daemon at unix:///var/run/docker.sock. Is the docker daemon running?

鏡像準備 OK，咱們在根目錄建立 Nginx 配置文件：

touch default.conf

寫入：

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;
    #charset koi8-r;
    access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;
    error_log  /var/log/nginx/error.log  error;
    location / {
        root   /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.htm;
    }
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    location = /50x.html {
        root   /usr/share/nginx/html;
    }
}

⑤配置鏡像

打開 Dockerfile ，寫入以下內容：

FROM nginx
COPY dist/ /usr/share/nginx/html/
COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf

咱們逐行解釋一下代碼：

FROM nginx 指定該鏡像是基於 nginx:latest 鏡像而構建的。
COPY dist/ /usr/share/nginx/html/ 命令的意思是將項目根目錄下 dist 文件夾中的全部文件複製到鏡像中 /usr/share/nginx/html/ 目錄下。
COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf 將 default.conf 複製到 etc/nginx/conf.d/default.conf，用本地的 default.conf 配置來替換 Nginx 鏡像裏的默認配置。

⑥構建鏡像

Docker 經過 build 命令來構建鏡像：

docker build -t jartto-docker-demo .

按照慣例，咱們解釋一下上述代碼：

-t 參數給鏡像命名 jartto-docker-demo。
. 是基於當前目錄的 Dockerfile 來構建鏡像。

執行成功後，將會輸出：

Sending build context to Docker daemon  115.4MB
Step 1/3 : FROM nginx
 ---> 2622e6cca7eb
Step 2/3 : COPY dist/ /usr/share/nginx/html/
 ---> Using cache
 ---> 82b31f98dce6
Step 3/3 : COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
 ---> 7df6efaf9592
Successfully built 7df6efaf9592
Successfully tagged jartto-docker-demo:latest

鏡像製做成功！咱們來查看一下容器：

docker image ls | grep jartto-docker-demo

能夠看到，咱們打出了一個 133MB 的項目鏡像：

jartto-docker-demo latest 7df6efaf9592 About a minute ago 133MB

鏡像也有好壞之分，後續咱們將介紹如何優化，這裏能夠先暫時忽略。

⑦運行容器

命令以下：

docker run -d -p 3000:80 --name docker-vue jartto-docker-demo

這裏解釋一下參數：

-d 設置容器在後臺運行。
-p 表示端口映射，把本機的 3000 端口映射到 container 的 80 端口（這樣外網就能經過本機的 3000 端口訪問了。
--name 設置容器名 docker-vue。
jartto-docker-demo 是咱們上面構建的鏡像名字。

補充一點：在控制檯，咱們能夠經過 docker ps 查看剛運行的 Container 的 ID：

docker ps -a

控制檯會輸出：

CONTAINER ID IMAGE              COMMAND                  CREATED       STATUS PORTS  NAMES
ab1375befb0b jartto-docker-demo /docker-entrypoint.…   8 minutes ago Up 7 minutes  0.0.0.0:3000->80/tcp  docker-vue

若是你使用桌面端，那麼打開 Docker Dashboard 就能夠看到容器列表了，以下圖：

⑧訪問項目

由於咱們映射了本機 3000 端口，因此執行：

curl -v -i localhost:3000

或者打開瀏覽器，訪問：localhost:3000。

⑨發佈鏡像

若是你想爲社區貢獻力量，那麼須要將鏡像發佈，方便其餘開發者使用。

發佈鏡像須要以下步驟：

登錄 dockerhub[2]，註冊帳號。
命令行執行 docker login，以後輸入咱們的帳號密碼，進行登陸。
推送鏡像以前，須要打一個 Tag，執行 docker tag <image> <username>/<repository>:<tag>。

全流程結束，之後咱們要使用，不再須要「搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子」了，拎包入住。這也是 Docker 獨特魅力所在。

常規操做

到這裏，恭喜你已經完成了 Docker 的入門項目！若是還想繼續深刻，不妨接着往下看看。

①參數使用

FROM：

指定基礎鏡像，全部構建的鏡像都必須有一個基礎鏡像，且 FROM 命令必須是 Dockerfile 的第一個命令
FROM <image> [AS <name>] 指定從一個鏡像構建起一個新的鏡像名字
FROM <image>[:<tag>] [AS <name>] 指定鏡像的版本 Tag
示例：FROM mysql:5.0 AS database

MAINTAINER：

鏡像維護人的信息
MAINTAINER <name>
示例：MAINTAINER Jartto Jartto@qq.com

RUN：

構建鏡像時要執行的命令
RUN <command>
示例：RUN [executable, param1, param2]

ADD：

將本地的文件添加複製到容器中去，壓縮包會解壓，能夠訪問網絡上的文件，會自動下載
ADD <src> <dest>
示例：ADD *.js /app 添加 js 文件到容器中的 app 目錄下

COPY：

功能和 ADD 同樣，只是複製，不會解壓或者下載文件

CMD：

啓動容器後執行的命令，和 RUN 不同，RUN 是在構建鏡像是要運行的命令
當使用 docker run 運行容器的時候，這個能夠在命令行被覆蓋
示例：CMD [executable, param1, param2]

ENTRYPOINT：

也是執行命令，和 CMD 同樣，只是這個命令不會被命令行覆蓋
ENTRYPOINT [executable, param1, param2]
示例：ENTRYPOINT [donnet, myapp.dll]

LABEL：爲鏡像添加元數據，key-value 形式

LABEL <key>=<value> <key>=<value> ...
示例：LABEL version=1.0 description=這是一個web應用

ENV：設置環境變量，有些容器運行時會須要某些環境變量

ENV <key> <value> 一次設置一個環境變量
ENV <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> 設置多個環境變量
示例：ENV JAVA_HOME /usr/java1.8/

EXPOSE：暴露對外的端口（容器內部程序的端口，雖然會和宿主機的同樣，可是實際上是兩個端口）

EXPOSE <port>
示例：EXPOSE 80
容器運行時，須要用 -p 映射外部端口才能訪問到容器內的端口

VOLUME：指定數據持久化的目錄，官方語言叫作掛載

VOLUME /var/log 指定容器中須要被掛載的目錄，會把這個目錄映射到宿主機的一個隨機目錄上，實現數據的持久化和同步
VOLUME [/var/log,/var/test.....] 指定容器中多個須要被掛載的目錄，會把這些目錄映射到宿主機的多個隨機目錄上，實現數據的持久化和同步
VOLUME /var/data var/log 指定容器中的 var/log 目錄掛載到宿主機上的 /var/data 目錄，這種形式能夠手動指定宿主機上的目錄

WORKDIR：設置工做目錄，設置以後，RUN、CMD、COPY、ADD 的工做目錄都會同步變動