了解和使用Docker

前提

本文对 Docker 进行全面阐述，详细介绍 Docker 的作用、其基本使用，如常用命令、Dockerfile 的作用及使用、Docker Compose 的作用及使用。常用的基本上都会涉及，其他可以在 Docker 官网进行查漏补缺。

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Docker 的作用

这里以容器化发展历程加上应用部署为例子，对 Docker 的作用进行说明。

在只有物理机的时候，大多数开发者或运维人员在部署一个应用时要做以下操作（以 java 应用为例）：搭建 java 环境、maven 环境、配置环境变量、打包、运行。这样有几个问题：

1. 部署慢：以上的过程都是需要手动操作，中间但凡那个环节出问题都需要花费时间排查，而且每次部署都需要重复做同样的操作。
2. 成本高：一个外网的服务器费用最起码以万为单位进行采购，成本相对高。
3. 资源浪费：如果应用是计算密集型，那么对 cpu 要求会很高，对内存、磁盘要求就不高，这样一来，闲置的资源就会浪费掉。
4. 难于扩展迁移：如果要将 windows 服务器的应用迁移到 linux 服务器，一定会出现各种问题。

在虚拟化技术出现后，可以在物理机上开辟多个虚拟机，对物理机的资源进行了充分的使用，且虚拟机之间的资源是隔离的，可以部署多个应用，也降低了成本。 但是虚拟机需要安装操作系统，同样会造成资源浪费。

为了解决虚拟机安装操作系统带来的资源浪费，容器化技术就诞生了，容器化可以理解成不用安装操作系统的虚拟机，如下图，

这里的 Docker 就是容器化技术最典型的代表，其通过沙箱机制依赖主操作系统，大大的节省了资源、降低成本。除此之外，在应用部署上，Docker 容器本质是包含了部署应用所需的一切资源，包括操作系统依赖的其他组件或应用、数据库、配置等，这样在任何的环境下进行部署时将容器里的资源展开即可部署成功。

比如：我们现在使用 redis 服务，我们不需要去下载redis安装包、gcc等依赖组件等操作，只需要拉取 redis 镜像运行即可。

所以 Docker 的作用不仅仅是节省资源、降低成本，在应用方面也做到了自动部署、应用监控的作用，更简化了开发与运维的沟通，让软件协作方式发生巨大变化。

Docker 安装

这里基于 CentOS 7 进行 Docker 安装，Windows 和 MAC 安装参考 Docker 官网。

执行以下命令进行安装

yum install -y yum-utils
#设置仓库地址
yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

systemctl start docker

Docker 常用命令

拉取镜像：

docker pull 镜像名:<tag>

。 可以通过配置镜像加速器加快拉取镜像的速度，可以参考阿里云 容器镜像服务中的镜像加速器 。

查看镜像：

docker images 

启动容器：

docker run 镜像名:<tag>

查看容器：

docker ps 

删除容器：

docker rm <-f> 容器id

删除镜像：

docker rmi 镜像名:<tag>

与容器交互：

docker exec <-it> 容器id /bin/bash

容期间通信

一个宿主机上的容器默认是可以互相通信的，但是每次启动容器后ip会修改，避免因ip变动而修改配置，启动容器时可以给容器命名，通过容器名称通信。命令如下

docker run --name 容器名称 镜像名称 --link 要通信的容器名称 要通信的镜像名称

如果多个容器都需要互相通信，这种方式就会比较繁琐了，此时可以通过创建一个网桥，需要通信的容器都绑定这个网桥即可。命令如下：

#创建网桥
docker network create -d bridge 网桥名称
#绑定网桥
docker network connect 网桥名称 容器名称

Docker 数据卷

为避免容器中产生的数据丢失或者多个容器共享一份数据，Docker 提供了2种数据挂载的方式：

• 挂载到宿主机：宿主机开辟空间，容器内部文件存储在宿主机上，并访问同一份文件。命令如下：docker run --name 容器名称 -v 宿主机目录:容器目录 镜像名称
• 挂载到共享容器：新建一个容器专门提供其他容器来存储或共享数据，命令如下：#创建共享容器docker create --name 容器名称 -v 宿主机目录:容器目录 镜像名称 /bin/true#挂载到共享容器docker run --name 容器名称 --volumes-from 共享容器名称 镜像名称

Dockerfile 构建镜像

当需要自己创建一个镜像时可以通过 Dockerfile 来构建镜像，然后上传到镜像仓库（可以自建 Harbor 或者使用公网的），需要使用的直接拉取下来即可。构建命令如下

docker build -t 机构/镜像名:<tag> dockerfile目录

docker 会基于 Dockerfile 文件中的指令来构建，具体指令如下：

FROM 镜像名  #基准镜像，基于该镜像构建
MAINTAINER xxxxx #用来描述的
WORKDIR 工作目录 #进入容后设置工作目录，相当于cd /xxx/
ADD ooo /xxx  #复制本地文件ooo到容器中的工作目录 /xxx
ADD ooo.tar.gz /xxx # 复制并解压 ooo.tar.gz 到容器中的工作目录 /xxx
ENV XXX #设置环境常量，文件中可以以${XXX}方式进行使用

运行指令有 RUN、CMD、ENTRYPOINT，其区别为：

• RUN：Build 构建容器时执行
• CMD：容器启动时执行的默认命令和参数，如果容器启动时有其他命令，则CMD不生效
• ENTRYPOINT：容器启动时执行的命令,只有最后一个ENTRYPOINT执行

运行指令有两种声明方式：

• Shell脚本方式：RUN yum install xxx
• Exec函数方式（推荐此方式）: ["yum","install","xxx"]

两者的区别在于一个会创建子进程执行，一个会用新的进程替换主进程执行。

Docker Compose 容器编排

在多个容器存在依赖，比如运行应用的容器依赖数据库、Redis等多个容器都需要部署的情况下，为了减少部署时间，可以通过 Docker Compose 将这个应用及其依赖的容器统一定义，达到一键部署效果，这个我们叫做容器编排。

在进行容器编排时需要声明

docker-compose.yml

文件定义各个容器以及依赖关系，然后执行

 docker-compose up -d

命令进行容器启动。下面提供一个

docker-compose.yml

示例：

version:'1.0'services:service1:# 容器名、可通过此进行通信build: service1 dockerfile目录
    restart: always # 容错机制，当容器宕机后自动重启environment:# 启动容器时添加环境变量
      环境变量： xxxx 
  service1:build: service2 dockerfile目录
    depends_on:# 依赖某个容器，并可进行通信- service1
    ports:# 端口映射-'宿主机端口:容器端口'restart: always # 容错机制，当容器宕机后自动重启

需要注意的是 Docker Compose只能单机，能力有限。集群或者其他复杂场景k8s可以更好的满足。