Docker Desktop功能讲解

2013 年发布至今， Docker 一直广受瞩目，被认为可能会改变软件行业。

概述

• 许多人并不清楚 Docker 到底是什么，要解决什么问题，好处又在哪里？本文就来详细解释，帮助大家理解它，还带有简单易懂的实例，教你如何将它用于日常开发。

1. 环境配置的难题

1. 软件开发最大的麻烦事之一，就是环境配置。用户计算机的环境都不相同，你怎么知道自家的软件，能在那些机器跑起来？
2. 用户必须保证两件事：操作系统的设置，各种库和组件的安装。只有它们都正确，软件才能运行。举例来说，安装一个 Python 应用，计算机必须有 Python 引擎，还必须有各种依赖，可能还要配置环境变量。
3. 如果某些老旧的模块与当前环境不兼容，那就麻烦了。开发者常常会说：“它在我的机器可以跑了”（It works on my machine），言下之意就是，其他机器很可能跑不了。
4. 环境配置如此麻烦，换一台机器，就要重来一次，旷日费时。很多人想到，能不能从根本上解决问题，软件可以带环境安装？也就是说，安装的时候，把原始环境一模一样地复制过来。

2. 虚拟机

1. 虚拟机（virtual machine）就是带环境安装的一种解决方案。它可以在一种操作系统里面运行另一种操作系统，比如在 Windows系统里面运行 Linux系统。应用程序对此毫无感知，因为虚拟机看上去跟真实系统一模一样，而对于底层系统来说，虚拟机就是一个普通文件，不需要了就删掉，对其他部分毫无影响。
2. 虽然用户可以通过虚拟机还原软件的原始环境。

但是，这个方案有几个缺点：

• 资源占用多，虚拟机会独占一部分内存和硬盘空间。它运行的时候，其他程序就不能使用这些资源了。哪怕虚拟机里面的应用程序，真正使用的内存只有1MB，虚拟机依然需要几百 MB 的内存才能运行。
• 冗余步骤多，虚拟机是完整的操作系统，一些系统级别的操作步骤，往往无法跳过，比如用户登录。
• 启动慢，启动操作系统需要多久，启动虚拟机就需要多久。可能要等几分钟，应用程序才能真正运行。

3. Linux 容器

1. 由于虚拟机存在这些缺点，Linux 发展出了另一种虚拟化技术：Linux 容器（Linux Containers，缩写为 LXC）。
2. Linux 容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。或者说，在正常进程的外面套了一个保护层。对于容器里面的进程来说，它接触到的各种资源都是虚拟的，从而实现与底层系统的隔离。

由于容器是进程级别的，相比虚拟机有很多优势:

• 启动快，容器里面的应用，直接就是底层系统的一个进程，而不是虚拟机内部的进程。所以，启动容器相当于启动本机的一个进程，而不是启动一个操作系统，速度就快很多。
• 资源占用少，容器只占用需要的资源，不占用那些没有用到的资源；虚拟机由于是完整的操作系统，不可避免要占用所有资源。另外，多个容器可以共享资源，虚拟机都是独享资源。
• 体积小，容器只要包含用到的组件即可，而虚拟机是整个操作系统的打包，所以容器文件比虚拟机文件要小很多。

1. 总之，容器有点像轻量级的虚拟机，能够提供虚拟化的环境，但是成本开销小得多。

Docker 是什么？

• Docker 属于 Linux 容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口。它是目前最流行的 Linux 容器解决方案。

• Docker 将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里面。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。
• 程序在这个虚拟容器里运行，就好像在真实的物理机上运行一样。有了 Docker，就不用担心环境问题。

1. 总体来说，Docker 的接口相当简单，用户可以方便地创建和使用容器，把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改，就像管理普通的代码一样。

4. Docker 的用途

Docker 的主要用途，目前有三大类。

1. 提供一次性的环境。比如，本地测试他人的软件、持续集成的时候提供单元测试和构建的环境。
2. 提供弹性的云服务。因为 Docker 容器可以随开随关，很适合动态扩容和缩容。
3. 组建微服务架构。通过多个容器，一台机器可以跑多个服务，因此在本机就可以模拟出微服务架构。

5. Docker Desktop 的安装

Docker on Windows的安装请参考官方文档。

官网：
https://docs.docker.com/desktop/install/windows-install/

安装完成后，运行下面的命令，验证是否安装成功。

docker version

6. image 文件

• Docker 把应用程序及其依赖，打包在 image 文件里面。只有通过这个文件，才能生成 Docker 容器。image文件可以看作是容器的模板。Docker 根据 image 文件生成容器的实例。同一个 image 文件，可以生成多个同时运行的容器实例。
• image 是二进制文件。实际开发中，一个 image 文件往往通过继承另一个 image文件，加上一些个性化设置而生成。举例来说，你可以在 Ubuntu 的 image 基础上，往里面加入 Apache 服务器，形成你的image。

列出本机的所有 image 文件。

docker image ls

删除 image 文件

docker image rm [imageName]//[imageName]是镜像名称

image 文件是通用的，一台机器的 image 文件拷贝到另一台机器，照样可以使用。一般来说，为了节省时间，我们应该尽量使用别人制作好的 image 文件，而不是自己制作。即使要定制，也应该基于别人的 image 文件进行加工，而不是从零开始制作。为了方便共享，image 文件制作完成后，可以上传到网上的仓库。

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Docker 的官方仓库

Docker Hub是最重要、最常用的 image 仓库。**

7. 实例：hello world

下面，我们通过最简单的 image 文件“hello world”，感受一下 Docker。

首先，运行下面的命令，将 image 文件从仓库抓取到本地。

docker image pull library/hello-world

//上面代码中，docker image pull 是抓取 image 文件的命令。//library/hello-world 是 image 文件在仓库里面的位置，//其中 library 是 image 文件所在的组，hello-world 是 image 文件的名字。

由于 Docker 官方提供的 image 文件，都放在 library组里面，所以它的是默认组，可以省略。
因此，上面的命令可以写成下面这样。

 docker image pull hello-world  //抓取成功以后，就可以在本机看到这个 image 文件了。
 docker image ls  //查看
 docker container run hello-worlddocker container run   //现在，运行这个 image 文件。命令会从 image 文件，生成一个正在运行的容器实例。

注意，docker container run 命令具有自动抓取 image 文件的功能。如果发现本地没有指定的 image 文件，就会从仓库自动抓取。因此，前面的 docker image pull 命令并不是必需的步骤。

如果运行成功，你会在屏幕上读到下面的输出。

docker container run hello-world

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

输出这段提示以后，hello world 就会停止运行，容器自动终止。

有些容器不会自动终止，因为提供的是服务。比如，安装运行 Ubuntu 的 image，就可以在命令行体验 Ubuntu 系统。

docker container run -it ubuntu bash  //对于那些不会自动终止的容器，必须使用
docker container kill  //命令手动终止。docker container kill [containID]

8. 容器文件

image 文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为容器文件。也就是说，一旦容器生成，就会同时存在两个文件：image 文件和容器文件。而且关闭容器并不会删除容器文件，只是容器停止运行而已。

列出本机正在运行的容器:
docker container ls

9. 列出本机所有容器，包括终止运行的容器

docker container ls --all
上面命令的输出结果之中，包括容器的 ID。很多地方都需要提供这个 ID，比如上一节终止容器运行的 
docker container kill 命令。

终止运行的容器文件，依然会占据硬盘空间，可以使用 docker container rm命令删除。

docker container rm [containerID]
运行上面的命令之后，再使用
docker container ls --all 命令，就会发现被删除的容器文件已经消失了。

示例WordPress软件

接下来我选择的示例软件是 WordPress。它是一个常用软件，全世界用户据说超过几千万。同时它又非常简单，只要两个容器就够了（业务容器 + 数据库容器），很适合教学。而且，这种"业务 + 数据库"的容器架构，具有通用性，许多应用程序都可以复用。

为了加深读者理解，本文采用三种方法，演示如何架设 WordPress 网站。

• 方法 A：自建 WordPress 容器
• 方法 B：采用官方的 WordPress 容器
• 方法 C：采用 Docker Compose 工具

预备工作：image 仓库的镜像网址

本教程需要从仓库下载 image 文件，但是国内访问 Docker 的官方仓库很慢，还经常断线，所以要把仓库网址改成国内的镜像站。这里推荐使用官方镜像** http://registry.docker-cn.com **。
Docker 已经提供了官方 WordPress image，直接用那个就可以了。

待续！查看下篇文章