Docker 快速上手学习入门教程

1、docker 的基础概念

什么是容器？

    官方解释是，docker 容器是机器上的沙盒进程，它与主机上的所有其他进程隔离。所以容器只是操作系统中被隔离开来的一个进程，所谓的容器化，其实也只是对操作系统进行欺骗的一种语法糖。

什么是容器镜像？

    容器运行的依赖文件就是镜像，通过镜像可以创建多个容器。

2、怎样打包和运行一个应用程序？

（1）获取程序源文件

    准备：需要安装 git，使用 git 拉取远程代码到本地。 下边程序是一个 docker 官方的示例：

git clone https://github.com/docker/getting-started.git

（2）创建容器镜像

    创建容器镜像，需要用到 Dockerfile 文件。Dockerfile 只是一个基于文本的文件，没有文件扩展名。Dockerfile 中包含 Docker 用来创建容器映像的指令脚本。

    创建 Dockerfile 文件：在下载的 getting-started 项目中创建空的 Dockerfile 文件（注意该文件没有任何文件格式）

    填充 Dockerfile 文件内容如下（关于 Dockerfile 文件的编写后续会有专门的介绍，这里只需要知道创建容器镜像需要使用到 Dockerfile 文件即可）：

# syntax=docker/dockerfile:1
FROM node:18-alpine
WORKDIR /app
COPY . .
RUN yarn install --production
CMD ["node", "src/index.js"]
EXPOSE 3000

    在 Dockerfile 文件的当前目录下（app 目录下），通过 docker build 命令创建容器镜像：

docker build -t getting-started .

• -t 表示镜像的 tags，这里的标签名称为 getting-started
• . 表示 docker build 命令从当前文件夹下寻找 Dockerfile 文件

**（3）启动运行容器 **

    创建镜像成功后，使用 docker images 命令就可以在系统中查看到创建的镜像了。查看镜像后使用 docker run 命令运行创建的镜像文件：

docker run -dp 3000:3000 getting-started

    -d 表示在后台运行容器，-p 表示创建容器和本机的端口映射，端口映射是必须的，不然无法对容器中的程序进行访问。// 有人也说容器是一个虚拟机，这样想似乎能更好的解释端口映射

    访问 http://localhost:3000/ 出现以下界面，说明容器启动成功：

3、如何对 docker 中的应用程序进行修改？

    如果我们修改了应用程序，要使修改生效，就需要重新创建镜像文件（重复文章第二节中的过程）。需要注意的是，为避免端口冲突，应该先停止正在运行的容器。以下是操作容器的一些命令：

docker ps 可以获取到容器的id
docker stop <the-container-id>  通过id停止一个容器
docker rm <the-container-id>    容器停止后，删除一个容器
docker rm -f <the-container-id> -f 即force，表示强制删除

4、如何对创建的镜像进行共享？

（1）创建一个远程仓库

    如果没有 Docker ID，可以在 Docker Hub 上注册用户，然后使用 Docker Hub 创建远程仓库。创建远程仓库的步骤在官方文档中有详细介绍（文档链接地址在文章最后），大致与 git 创建远程仓库，然后推送代码的过程相似。 

（2）把镜像推送到远程仓库

    把镜像推送到远程仓库后，其他人就可以下载到你的镜像了，常用的命令如下：

docker push YOUR-USER-NAME/getting-started:tagname // 推送镜像
docker tag getting-started YOUR-USER-NAME/getting-started  //给镜像打标签
docker push YOUR-USER-NAME/getting-started // 拉取镜像

5、如何使用 volumes 名称对容器中的数据进行存储？// 数据挂载

    每次启动容器时，之前容器更新的数据都会被清除。这是因为每个容器都有自己“独立的空间”来创建/更新/删除文件。这些更改都不会在另一个容器中看到，即使它们使用的是相同的镜像。// 容器是相互隔离的

    解决上述问题的思路：使用 volumes 对数据进行存储。

    通过 volumes 可以将容器中的具体文件系统路径挂载到主机。如果容器中的一个目录被挂载，那么在主机上也会看到该目录中的更改。如果我们在容器重新启动时挂载同一个目录，我们将看到相同的文件。// docker 提供了两种挂载方式：数据挂载和目录挂载

（1）使用 docker volume create 命令创建 volume，todo-db 为 volume 的名称

docker volume create todo-db

（2）使用 volume 名称进行挂载，/etc/todos 路径下的所有更改都会同步到 volume 中，使用同一个 volume 的其他容器也能够看到相同的信息

// 默认情况下，todo 应用程序将其数据存储在 SQLite 数据库中的 /etc/todos/todo.db 文件中，

docker run -dp 3000:3000 --mount type=volume,src=todo-db,target=/etc/todos getting-started

    那么，当我们创建容器卷（**volume**）后，容器中的文件具体保存在物理机的哪个地方呢？使用 docker volume inspect 命令，查看容器卷的详细信息：

$ docker volume inspect todo-db
[
    {
        "CreatedAt": "2023-02-07T01:34:40Z",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/todo-db/_data",
        "Name": "todo-db",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

    Mountpoint 就是文件在磁盘上的具体存储路径（自动生成的），但是，在大多数计算机上，这个路径需要具有根访问权限才能从主机访问此目录。// windows 系统也是这个路径，这个路径在 win 系统上不能直接访问，因此会比较麻烦

6、另一种挂载方式：目录挂载

    目录挂载：允许将主机文件系统中的一个目录共享到容器中。以下是目录挂载和容器卷挂载的区别：

命名卷（volume）绑定挂载（目录挂载）主机存储位置Docker 选择自定义绑定示例
type=volume,

src=my-volume,target=/usr/local/data

type=bind,

src=/path/to/data,target=/usr/local/data
用容器内容填充新卷是否支持volume驱动程序是否
示例：在目录 getting-started/app 输入如下命令（win），注意，使用的是 PowerShell 而不是 cmd 命令启用的黑窗口，如果仍然报错可以使用编辑工具把以下命令编辑成一行

docker run -dp 3000:3000 `
    -w /app --mount type=bind,src="$(pwd)",target=/app `
    node:18-alpine `
    sh -c "yarn install && yarn run dev"

• -dp 3000:3000 端口映射

• -w /app 设置工作目录或命令运行的当前目录

• --mount type=bind,src="$(pwd)",target=/app 把主机的当前目录绑定到容器中的 /app 目录

• node:18-alpine 程序运行需要依赖的基础镜像（在上文 DockerFile 中也有写）

• sh -c "yarn install && yarn run dev" 使用 sh 运行 shell，使用 yarn install 安装依赖包，使用 yarn run dev 启动一个服务（dev 脚本定义在 getting-started\app\package.json 文件中，它会启动 nodemon）

    nodemon 是一个工具，当程序有改动时，nodemon 程序用来自动重启容器。当然，我们也可以用第二节提到的步骤对程序进行打包然后重新启动。
  

    容器启动后，使用如下命令查看 docker 的运行日志：

docker logs -f <container-id>

7、实现容器之间的相互通信

    默认情况下，docker 之间是相互独立的，彼此之间相互隔离，那么怎么样让相互隔离的两个容器进行通信呢？// 比如部署应用程序的 docker 和部署数据库的 docker 之间进行通信

    答案是：在 docker 之间建立通信网络，在同一个通信网络的不同容器之间可以进行相互通信。一般将容器放到一个网络中有两种方法：1、在启动容器时进行分配，2、连接到已有的容器的网络。下边将分别使用到这两种方式。// 每一节的案例都需要关闭之前启动的容器，避免端口冲突

（1）创建一个通信网络

docker network create todo-app

（2）启动一个 mysql 容器，并连接到 todo-app 网络（win PowerShell 版）

docker run -d `
     --network todo-app --network-alias mysql `
     -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql `
     -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret `
     -e MYSQL_DATABASE=todos `
     mysql:8.0

• --network-alias 指定运行容器的别名，使用别名替换掉具体的 ip，更方便在网络中查找容器

• -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql 该命令会自动创建容器卷 todo-mysql-data，然后存储mysql中的数据库数据（/var/lib/mysql 为数据库存储数据的路径）

    为了查看数据库容器是否已经启动，可以尝试进入容器进行查看：// 密码是 secret，脚本中有指定
  

docker ps // 查看正在运行中的容器
docker exec -it <mysql-container-id> mysql -u root -p

    如果输入密码可进行登录，说明数据库已经启动了，尝试以下命令，验证 mysql 正常

mysql> SHOW DATABASES;
mysql> exit;

    **那么当 mysql 启动后，怎样找到这个容器呢？**答案是，使用一个  nicolaka/netshoot 的网络工具。首先我们通过 docker 来安装这个工具

docker run -it --network todo-app nicolaka/netshoot

    安装完后，就可以使用这个 DNS 工具了。//下边的 mysql 就是启动容器时指定的别名

dig mysql/容器id

    然后就能看到 mysql 容器的相关网络信息 ：

    我们看到 mysql 容器的 ip 为 172.19.0.2（**todo-app 网络中的地址**），一般来说，我们仅仅通过 mysql 别名就可以定位到这个地址了，而不需要显示去指定它。

（3）启动应用程序容器，并连接到 mysql 容器

    todo 应用程序支持设置一些环境变量来指定 MySQL 连接设置

• MYSQL_HOST - MySQL server 主机名称

• MYSQL_USER - 数据库连接用户

• MYSQL_PASSWORD - 数据库连接密码

• MYSQL_DB - 连接的 mysql 的具体数据库

    在 getting-started\app 目录下运行以下命令（win PowerShell 版）
  

docker run -dp 3000:3000 `
   -w /app -v "$(pwd):/app" `
   --network todo-app `
   -e MYSQL_HOST=mysql `
   -e MYSQL_USER=root `
   -e MYSQL_PASSWORD=secret `
   -e MYSQL_DB=todos `
   node:18-alpine `
   sh -c "yarn install && yarn run dev"

    运行成功后，就可以查看到 docker 的启动日志了

    此时，我们再打开程序http://localhost:3000/往项目中添加 items，然后进入到数据库容器就可以查看到刚才添加的数据了

docker exec -it <mysql-container-id> mysql -p todos  //进入数据库容器
select * from todo_items; // 查看表中数据

    至此，我们就实现了两个容器之间的相互通信。

8、使用 Docker Compose 简化多个容器之间的共享操作

    Docker Compose 用于帮助定义和共享多容器中的应用程序。通过 Compose，我们可以创建一个 YAML 文件来定义服务，并通过一个命令，就可以启动或停止所有服务。

（1）安装 Docker Compose

    如果在 win 环境安装了 Docker Desktop，那么默认情况下就已经安装了 **Docker Compose，**如果是 linux 环境那么需要单独进行安装，安装教程点击这里。安装完后可以查看该工具的版本：

docker compose version

（2）编写 Compose file 文件

    在 getting-started\app 目录下创建一个 docker-compose.yml 文件

    然后在 docker-compose.yml 文件中填充以下内容：// 文档的具体编写参照文末的文档，这里只介绍大致步骤

services:
  app:
    image: node:18-alpine
    command: sh -c "yarn install && yarn run dev"
    ports:
      - 3000:3000
    working_dir: /app
    volumes:
      - ./:/app
    environment:
      MYSQL_HOST: mysql
      MYSQL_USER: root
      MYSQL_PASSWORD: secret
      MYSQL_DB: todos

  mysql:
    image: mysql:8.0
    volumes:
      - todo-mysql-data:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
      MYSQL_DATABASE: todos

volumes:
  todo-mysql-data:

** （3）批量启动容器**

    在 getting-started\app 目录下执行以下命令，-d 表示后台启动

docker compose up -d

    然后你会看到如下输出信息：

     信息中显示容器卷和通信网络都被创建了，默认情况下，Docker Compose 会自动为应用程序堆栈创建一个网络（这就是为什么我们不需要在 Compose 文件中定义一个网络的原因）。

    至此，所有的容器就都成功启动了，如果你安装了 Docker Desktop，你将看到以下界面：

（4）批量关闭和移除容器

    使用以下命令可以批量关闭和移除容器

docker compose down

    需要注意的是，以上命令并不会删除创建的容器卷，删除容器卷需要使用单独的命令来操作。

参考文档：Overview | Docker Documentation