【菜菜的CV进阶之路-GPU服务器使用-Docker环境配置-四】Docker 使用入门（上）

第04课：Docker 使用入门（上）

• • • 从镜像到容器
    • 从容器到镜像
    • 更多容器操作
      • Docker run 做了什么？
      • 守护态运行
      • 进入容器和终止容器
      • 其它
      • 一些关于容器使用的总结和建议
    • 更多关于镜像的操作
    • 仓库
    • 接下来做什么？

本文主要讲解 Docker 的一些基本操作，包括如何从镜像运行一个容器，如何从容器提交一个镜像，以及 Docker仓库的知识。

准备工作

首先，确保你的电脑连接到了互联网；然后按照之前安装教程里介绍的，运行你的 Docker，然后在终端或者 powershell 里面运行：

sudo docker pull ubuntu:16.04

等待下载完成，你就获得了一个 Ubuntu 16.04 的官方镜像。

从镜像到容器

完成本文开头的准备工作之后，你可以使用如下命令查看当前你的电脑里有哪些镜像：

sudo docker images

你会得到类似下面的结果（你的结果可能和我有所不同，如果你是全新安装的 Docker，现在应该只有最后一个镜像：Ubuntu：16.04）：

可以看到，每个镜像都有5个属性：属于哪个仓库，标签，ID，创建时间和大小。

好了，现在我们已经有一个 Ubuntu 镜像了，下面我们从这个镜像运行一个容器，Docker run 命令可以从一个镜像运行一个包含一个主进程进程的容器：

现在，在你的终端里输入如下命令：

sudo docker run -ti --name first ubuntu:16.04 bash

命令解释：

• Docker run 是从一个镜像运行一个容器的指令。
• -ti 参数的含义是：terminal interactive，这个参数可以让我们进入容器的交互式终端。
• --name 指定容器的名字，后面的 first 就是我们给这个容器起的名字。
• ubuntu:16.04 是致命从哪个镜像运行容器，ubuntu是仓库名，16.04是标签。
• bash 指明我们使用 bash 终端。

运行完以上命令，你会得到下面的结果，你会发现我们已经进入了容器：

现在，你可以在容器里运行一些指令，就好像在一个全新的系统里一样，比如我们运行一个创建文件的指令：

touch test.py

然后你会发现你已经有了这个文件：

还记得吗？在“初遇 Docker”一文中，我们特别强调，镜像是一个静态的概念，这里我们就来看看这是什么意思：

现在我们从相同的镜像再运行一个新的容器：

sudo docker run -ti --name second ubuntu:16.04 bash

执行“ls”命令之后你会发现我们创建的文件“test.py”并不存在：

看到这里，你是否学会了怎么从一个镜像运行一个容器呢？你是否对“镜像是一个静态的概念”这句话有了自己的理解呢？

从容器到镜像

现在退出我们在上一步运行的容器：直接输入 exit，然后回车就可以退出。这其实是终止了我们的容器：

 

注意，并不是容器被删除了，而是容器被终止了，我们依旧可以看到我们的容器，运行以下指令可以查看我们当前的容器：

sudo docker ps -a

你会得到下面的输出：

我们刚刚在名字为 first 的容器里创建了一个文件“test.py”，如果这是很重要的文件，你以后还需要它，你希望每次运行一个新容器，这个文件都要存在于新的容器中，怎么办呢？Docker 早就想到了这一点，你可以把容器提交为一个新的镜像，这样你从新镜像运行容器的话，你在容器里创建的文件就都会存在：

使用如下指令可以把刚才名为 first 的容器提交为一个新的镜像：

sudo docker commit first my_image:v1.0 

其中，my_image:v1.0 就是“仓库名：版本号”。

现在，使用“sudo docker images”命令查看，你会发现我们多了一个名为“my_image”的镜像：

现在，从这个新的镜像创建容器，你会发现你之前在容器 first 里面创建的 test.py 文件已经存了：

注意

其实，用这种方式创建镜像是很不好的习惯，具体的原因以及更好的办法会在后面的教程说明。现在为了初学者理解方便，我们暂且使用这种方式帮助大家理解，但是希望读者牢记：真正使用 Docker 开发的时候需要避免这种从容器提交镜像的方法！

更多容器操作

Docker run 做了什么？

前面，我们一直在用“Docker run”命令来创建容器，那么“Docker run”到底做了什么呢？

具体来说，当你运行“Docker run”的时候：

• 检查本地是否存在指定的镜像，不存在就从公共仓库下载；
• 利用镜像创建并启动一个容器；
• 给容器包含一个主进程（Docker 原则之一：一个容器一个进程，只要这个进程还存在，容器就会继续运行）；
• 为容器分配文件系统，IP，从宿主主机配置的网桥接口中桥接一个虚拟接口等（会在之后的教程讲解）。

守护态运行

所谓“守护态运行”其实就是后台运行（background running），有时候，需要让 Docker 在后台运行而不是直接把执行的结果输出到当前的宿主主机下，这个时候需要在运行“docker run”命令的时候加上 “-d”参数（-d means detach）。

下面举个例子说明一下：

如果不使用“-d”参数：

sudo docker run --name withoutD ubuntu:16.04 bash -c "echo hello world"

容器会把输出结果打印到宿主主机上：

如果使用“-d”参数的话，容器启动后会返回容器 ID，但是不会将输出结果打印到宿主主机：

sudo docker run -d --name withD ubuntu:16.04 bash -c "echo hello world"

注意：

这里说的后台运行和容器长久运行不是一回事，后台运行只是说不会在宿主主机的终端打印输出，但是你给定的指令执行完成后，容器就会自动退出，所以，长久运行与否是与你给定的需要容器运行的命令有关，与“-d”参数没有关系。

进入容器和终止容器

进入容器一般有三种方法：

• ssh 登录
• attach 和 exec
• nesenter

本文只介绍 attach 和 exec 方法，因为这是 Docker 自带的命令，使用起来比较方便；而无论是 ssh 还是 nesenter 的使用都需要一些额外的配置，鉴于本课程是针对完全初学者的，所以就不作太多冗余的介绍了。不过，在后面讲解 Docker 网络的时候，可能还是需要使用一下 ssh。（对于我这种“前后矛盾”的做法希望大家可以理解……）

现在让我们来看一下怎么进入一个正在运行的容器吧，不过在此之前先让我们做一些清理工作，顺便借此学习一下如何删除容器：

sudo docker rm nameOfContainer

以上命令可以删除容器，把 nameOfContainer 替换成你的容器名，按下回车就可以删除对应的容器了。

然后，我们在后台运行一个新的容器：

sudo docker run -d -ti --name background ubuntu:16.04 bash

现在，使用如下命令进入我们的容器：

sudo docker exec -ti background bash

创建一个新文件：

touch test.java

然后在一个新的终端里再次使用我们刚才提到的指令进入容器，发现刚才建立的文件已经存在了：

现在来看一下如何使用 attach 方法吧：

sudo docker attach background

然后按两次回车就可以进入容器了。

疑点解惑：

你可能想问，这两种方法都能进入容器，为什么 Docker 会有两个完全一样功能的指令呢？其实，这两个指令还是有很多不同的，甚至可以说，他们根本就是完全不同的指令！

我这样说你可能更加疑惑了，不要担心，我们马上就来解释：

还记得我们在3.1小节提到的吗？——Docker run 指令会给容器分配一个进程，并且 Docker 的哲学之一就是：一个容器一个进程！所以 attach 实际就是进入容器的主进程，所以无论你同时 attach 多少，其实都是进入了主进程。比如下图，我使用两次 attach 进入同一个容器，然后我在一个 attach 里面运行的指令也会在另一个 attach 里面同步输出，因为它们两个 attach 进入的根本就是一个进程！

在 attach 进入的容器（前提是你退出了 exec）使用“ps -ef”指令可以看出，我们的容器只有一个 bash 进程和 ps 命令本身：

而 exec 就不一样了，exec 的过程其实是给容器新开了一个进程，比如我们使用 exec 进入容器后，使用 ps -ef 命令查看进程：

你会发现，我们除了 ps 命令本身，还有两个 bash 进程，究其原因，就是因为我们 exec 进入容器的时候实际是在容器里面新开了一个进程。

这就涉及到了另一个问题，如果你在 exec 里面执行 exit 命令，你只是关掉了 exec 命令新开的进程，而主进程依旧在运行，所以容器并不会停止；而在 attach 里面运行 exit 命令，你实际是终止了主进程，所以容器也就随之被停止了。总结一下，attach 的使用不会在容器开辟新的进程；exec 主要用在需要给容器开辟新进程的情况下。

现在来介绍一下如何终止一个运行的容器。我们的容器在后台运行，现在我们觉得这个容器已经完成了任务，可以把它终止了，怎么办呢？一种办法是 attach 进入容器之后运行“exit”结束容器主进程，这样容器也就随之被终止了。另一种比较推荐的方法是运行：

sudo docker kill nameOfContainer

其它

本小节主要介绍一些有关容器的其它操作，作为前面的补充。

• Docker 日志

比如你在后台运行一个容器，可是你把“echo”错误输入成了“eceo”：

sudo docker run -d --name logtest ubuntu:16.04 bash -c "eceo hello"

后来，你意识到你的容器没有正常运行，你可以使用“docker logs”指令查看哪里出了问题。

sudo docker logs logtest

你会看到，这条指令会告诉你 eceo 指令未找到。

• 限制容器资源

资源限制主要包含两个方面的内容——内存限制和 CPU 限制。

内存限制

执行“Docker run”命令时可以使用的和内存限制有关的参数如下：

参数	简介
-m, - -memory	内存限制，格式：数字+单位，单位可以是b, k, m, g，最小4M
-- -memory-swap	内存和交换空间总大小限制，注意：必须比-m参数大

CPU限制

Docker run 命令执行的时候可以使用的限制 CPU 的参数如下：

参数	简介
-- -cpuset-cpus=""	允许使用的CPU集
-c,- -cpu-shares=0	CPU共享权值
-- -cpu-quota=0	限制CPU CFS配额，必须不小于1ms，即>=1000
cpu-period=0	限制CPU CFS调度周期，范围是100ms～1s,即[1000， 1000000]

现在详细介绍一下 CPU 限制的这几个参数。

1、可以设置在哪些 CPU 核上运行，比如下面的指令指定容器进程可以在 CPU1 和 CPU3 上运行：

sudo docker run -ti --cpuset-cpus="1,3" --name cpuset ubuntu:16.04 bash

2、CPU 共享权值——CPU 资源相对限制

默认情况下，所有容器都得到同样比例的 CPU 周期，这个比例叫做 CPU 共享权值，通过“-c”或者“- -cpu-shares”设置。Docker 为每个容器设置的默认权值都是1024，不设置或者设置为0都会使用这个默认的共享权值。

比如你有2个同时运行的容器，第一个容器的 CPU 共享权值为3，第2个容器的 CPU 共享权值为1，那么第一个容器将得到75%的 CPU 时间，而第二个容器只能得到25%的 CPU 时间，如果这时你再添加一个 CPU 共享权值为4的容器，那么第三个容器将得到50%的 CPU 时间，原来的第一个和第二个容器分别得到37.5%和12.5的 CPU 时间。

但是需要注意，这个比例只有在 CPU 密集型任务执行的是有才有用，否则容器根本不会占用这么多 CPU 时间。

3、CPU 资源绝对限制

Linux 通过 CFS 来调度各个进程对 CPU 的使用，CFS 的默认调度周期是 100ms。在使用 Docker 的时候我们可以通过“- -cpu-period”参数设置容器进程的调度周期，以及通过“- -cpu-quota”参数设置每个调度周期内容器能使用的 CPU 时间。一般这两个参数是配合使用的。但是，需要注意的是这里的“绝对”指的是一个上限，并不是说容器一定会使用这么多 CPU 时间，如果容器的任务不是很繁重，可能使用的 CPU 时间不会达到这个上限。

注意：

这里我们仅仅是简单介绍了部分资源限制的参数，更多的参数大家可以随着学习的深入自己慢慢探索。关于资源限制的背后原理我们会在后面的教程里进一步探讨。

• 查看容器详细信息

sudo docker inspect [nameOfContainer]

• 查看容器最近一个进程

sudo docker top [nameOfContainer]

• 停止一个正在运行的容器

sudo docker stop [nameOfContainer]

• 继续运行一个被停止的容器

sudo docker restart [nameOfContainer]

• 暂停一个容器进程

sudo docker pause [nameOfContainer]

• 取消暂停

sudo docker unpause [nameOfContainer]

• 终止一个容器

sudo docker kill [nameOfContainer]

一些关于容器使用的总结和建议

首先，总结一下容器的生命周期吧：

接下来，根据我们学过的内容，列出一点使用容器的建议，更多的建议会随着阅读的深入进一步提出。

1. 要在容器里面保存重要文件，因为容器应该只是一个进程，数据需要使用数据卷保存，关于数据卷的内容在下一篇文章介绍；

2. 尽量坚持“一个容器，一个进程”的使用理念，当然，在调试阶段，可以使用exec命令为容器开启新进程。

更多关于镜像的操作

补充一下之前没有涉及到的镜像操作：

• 删除镜像

sudo docker rmi [nameOfImage]

• 查看镜像操作记录

sudo docker history [nameOfImage]

• 给镜像设置一个新的仓库：版本对

sudo docker tag my_image:v1.0 my:v0.1

  运行了上面的指令我们就得到了一个新的，和原来的镜像一模一样的镜像。

• 查看镜像详细信息

sudo docker inspect [nameOfImage]

仓库

所谓“仓库”，简单来说就是集中存放镜像的地方。

Docker 官方维护着一个公共仓库 Docker store，你可以方便的在 Docker store 寻找自己想要的镜像。Docker store 的链接在这里。

当然，你也可以在终端里面登录：

sudo docker login

输入你的用户名和密码就可以登陆了。

然后，可以使用“sudo docker search ubuntu”来搜索 Ubuntu 镜像：

如果你希望建立自己的私有仓库，也是可以的。但是本系列教程不对私有仓库做过多介绍。

接下来做什么？

本文主要介绍了容器和镜像的基本操作，下一篇教程会介绍一些关于网络和数据卷的内容。