初步认识Docker

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初识Docker

Docker是如何解决开发中遇到的问题的

大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：

• 依赖关系复杂，容易出现兼容性问题
• 开发、测试、生产环境有差异
  例如一个项目中，部署时需要依赖于node.js、Redis、RabbitMQ、MySQL等，这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同，甚至会有冲突。给部署带来了极大的困难。

Docker如何解决依赖的兼容问题的？

• 将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包
• 将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰
  

Docker如何解决不同系统环境的问题？

• Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包
• Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的库函数，借助于操作系统的Linux内核来运行

Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

• Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
• Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题？

• Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

总的来说，就是Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术：

• 可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意Linux操作系统
• 运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰
• 启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷

Docker与虚拟机的关系

虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

两者的区别：

Docker和虚拟机的差异：

• docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统
• docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

镜像和容器以及DockerHub

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器做隔离，对外不可见。【一个镜像可以运行多个容器】
DockerHub：DockerHub是一个Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。
国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、阿里云镜像库等。

docker架构

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

• 服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等【简单说就是接收命令或远程请求，操作镜像或容器】
• 客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。【简单说就是发送命令或者请求到Docker服务端】
  

安装Docker

企业部署一般都是采用Linux操作系统，而其中又数CentOS发行版占比最多，因此我们在CentOS下安装Docker。
具体的安装流程可以参考：

Ubuntu上安装：
ContOS上安装：

Docker基本操作

镜像操作

镜像相关命令

• 镜像名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。
• 在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像
  
  镜像操作命令
  镜像操作有docker images 、docker rmi、docker pull、docker push、docker save、docker load。
  导出一个镜像：
  

从DockerHub中拉取一个nginx镜像并查看

1. 首先去镜像仓库搜索nginx镜像，比如DockerHub:
   

2. 根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令：docker pull nginx
   

3. 通过命令：docker images 查看拉取到的镜像
   

利用docker save将nginx镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来

1. 利用docker xx --help命令查看docker save和docker load的语法
2. 使用docker save导出镜像到磁盘
3. 使用docker load加载镜像

拉取一个Redis镜像

1. 去DockerHub搜索Redis镜像
2. 查看Redis镜像的名称和版本
3. 利用docker pull命令拉取镜像
4. 利用docker save命令将 redis:latest打包为一个redis.tar包
5. 利用docker rmi 删除本地的redis:latest
6. 利用docker load 重新加载 redis.tar文件

容器相关命令

容器操作

创建运行一个Nginx容器
步骤一：去docker hub查看Nginx的容器运行命令

docker run --name containerName -p 80:80 -d nginx

命令解读：

• docker run ：创建并运行一个容器
• --name : 给容器起一个名字，比如叫做mn
• -p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口
  *-d：后台运行容器
• nginx：镜像名称，例如nginx
  
  docker run命令的常见参数有:
• --name：指定容器名称
• -p：指定端口映射
• -d：让容器后台运行
• 查看容器日志的命令：
  docker logs
  添加 -f 参数可以持续查看日志
• 查看容器状态：
  docker ps

进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加“Hello,Docke.随机内容”
步骤一：进入容器。进入我们刚刚创建的nginx容器的命令为：

docker exec -it mn bash 

命令解读：

• docker exec ：进入容器内部，执行一个命令
• -it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互
• mn ：要进入的容器的名称
• bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

步骤二：进入nginx的HTML所在目录 /usr/share/nginx/html

cd /usr/share/nginx/html

步骤三：修改index.html的内容

sed -i 's#Welcome to nginx#Hello,Docke.随机内容#g' index.html
sed -i 's###g' index.html

查看容器状态：

• docker ps
• 添加-a参数查看所有状态的容器

删除容器：

• docker rm
• 不能删除运行中的容器，除非添加 -f 参数

进入容器：

• 命令是docker exec -it [容器名] [要执行的命令]
• exec命令可以进入容器修改文件，但是在容器内修改文件是不推荐的

创建并运行一个redis容器，并且支持数据持久化
步骤一：到DockerHub搜索Redis镜像
步骤二：查看Redis镜像文档中的帮助信息
步骤三：利用docker run 命令运行一个Redis容器

docker run --name redis -p 6379:6379 -d redis redis-server --appendonly yes

进入redis容器，并执行redis-cli客户端命令，存入num=666
步骤一：进入redis容器
docker exec -it redis bash

步骤二：执行redis-cli客户端命令
redis-cli
步骤三：设置数据num=666
set num 666

数据卷（容器数据管理）

容器与数据耦合的问题

• 不便于修改 : 当我们要修改Nginx的html内容时，需要进入容器内部修改，很不方便。
• 数据不可复用 : 在容器内的修改对外是不可见的。所有修改对新创建的容器是不可复用的。
• 升级维护困难 : 数据在容器内，如果要升级容器必然删除旧容器，所有数据都跟着删除了

数据卷（volume）是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

操作数据卷

数据卷操作的基本语法如下：

docker volume [COMMAND]

docker volume命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：

• create 创建一个volume
• inspect 显示一个或多个volume的信息
• ls 列出所有的volume
• prune 删除未使用的volume
• rm 删除一个或多个指定的volume

创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

1. 创建数据卷
   docker volume create html

2. 查看所有数据
   docker volume ls

3. 查看数据卷详细信息卷
   docker volume inspect html
   

数据卷的作用：
将容器与数据分离，解耦合，方便操作容器内数据，保证数据安全
数据卷操作：

• docker volume create
• docker volume ls
• docker volume inspect
• docker volume rm
• docker volume prune

挂载数据卷

我们在创建容器时，可以通过 -v 参数来挂载一个数据卷到某个容器目录

docker run \
  --name mn \
  -v html:/root/html \
  -p 8080:80
  nginx \

• docker run ：就是创建并运行容器
  -- name mn ：给容器起个名字叫mn
  -v html:/root/htm ：把html数据卷挂载到容器内的/root/html这个目录中
  -p 8080:80 ：把宿主机的8080端口映射到容器内的80端口
  nginx ：镜像名称

创建一个nginx容器，修改容器内的html目录内的index.html内容
上个案例中，我们进入nginx容器内部，已经知道nginx的html目录所在位置/usr/share/nginx/html ，我们需要把这个目录挂载到html这个数据卷上，方便操作其中的内容。
提示：运行容器时使用 -v 参数挂载数据卷
步骤：
创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录
docker run --name mn -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx
进入html数据卷所在位置，并修改HTML内容

# 查看html数据卷的位置
docker volume inspect html
# 进入该目录
cd /var/lib/docker/volumes/html/_data
# 修改文件
vi index.html

数据卷挂载方式：

• -v volumeName: /targetContainerPath
• 如果容器运行时volume不存在，会自动被创建出来
• 目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：
  -v [宿主机目录]:[容器内目录]
  -v [宿主机文件]:[容器内文件]

数据卷挂载的方式对比

1. docker run的命令中通过 -v参数挂载文件或目录到容器中：
   -v volume名称:容器内目录
-v 宿主机文件:容器内文件
-v 宿主机目录:容器内目录
2. 数据卷挂载与目录直接挂载的
   数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
   目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

Dockerfile自定义镜像

镜像结构

镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。

镜像是分层结构，每一层称为一个Layer

• BaseImage层：包含基本的系统函数库、环境变量、文件系统
• Entrypoint：入口，是镜像中应用启动的命令
• 其它：在BaseImage基础上添加依赖、安装程序、完成整个应用的安装和配置

自定义镜像

什么是Dockerfile
Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层Layer。

更新详细语法说明，请参考官网文档： https://docs.docker.com/engine/reference/builder

案例

基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个java项目
步骤1：新建一个空文件夹docker-demo
步骤2：拷贝docker-demo.jar文件到docker-demo这个目录
步骤3：拷贝jdk8.tar.gz文件到docker-demo这个目录
步骤4：拷贝Dockerfile到docker-demo这个目录
步骤5：进入docker-demo
步骤6：运行命令：

docker build -t javaweb:1.0 .

最后访问 http://192.168.150.101:8090/hello/count，其中的ip改成你的虚拟机ip

基于java:8-alpine镜像，将一个Java项目构建为镜像
实现思路如下：

1. 新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile
2. 拷贝课前资料提供的docker-demo.jar到这个目录中
3. 编写Dockerfile文件：
   • 基于java:8-alpine作为基础镜像
   • 将app.jar拷贝到镜像中
   • 暴露端口
   • 编写入口ENTRYPOINT
4. 使用docker build命令构建镜像
5. 使用docker run创建容器并运行

小结

• Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程
• Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建
• 基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如：java:8-alpine

DockerCompose

什么是DockerCompose

• Docker Compose可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！
• Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。

version: "3.8"
services:
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
     MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123 
    volumes:
     - "/tmp/mysql/data:/var/lib/mysql"
     -  "/tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf"
  web:
    build: .
    ports:
     - "8090:8090"

• DockerCompose的详细语法参考官网：https://docs.docker.com/compose/compose-file/

安装DockerCompose

DockerCompose有什么作用？
帮助我们快速部署分布式应用，无需一个个微服务去构建镜像和部署。

Docker镜像仓库

常见镜像仓库服务

镜像仓库（ Docker Registry ）有公共的和私有的两种形式：

• 公共仓库：例如Docker官方的 Docker Hub，国内也有一些云服务商提供类似于 Docker Hub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、DaoCloud 镜像服务、阿里云镜像服务等。
• 除了使用公开仓库外，用户还可以在本地搭建私有 Docker Registry。企业自己的镜像最好是采用私有Docker Registry来实现。

在私有镜像仓库推送或拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下：

• 重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：192.168.150.101:8080/
  docker tag nginx:latest 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

• 推送镜像
  docker push 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

• 拉取镜像

• docker pull 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

小结

• 推送本地镜像到仓库前都必须重命名(docker tag)镜像，以镜像仓库地址为前缀
• 镜像仓库推送前需要把仓库地址配置到docker服务的daemon.json文件中，被docker信任
• 推送使用docker push命令
• 拉取使用docker pull命令