【云原生】三、详细易懂的Docker 容器管理

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前言

 容器是 Docker 的一个基本概念，每个容器中都运行一个应用并为该应用提供完整的运行环境。
 本文将详细学习 Docker 容器的创建，运行管理操作。

一、Docker 命令

 除了之前学习过的查看 Docker 版本信息之外，在 Docker 的命令组中还有一个较为常用的命令，查看系统的一些相关信息：

docker system info

# 或者使用命令
docker info

运行截图如下所示：

二、Docker 帮助

 我们可以直接通过 help 或者使用 man 手册的方式查看相关命令的详细说明，例如我们直接使用如下命令：

docker --help

 我们可以看到运行结果如下图所示。如果之前有学习过 Docker 相关知识的读者，可能会发现一些不一样的地方。即下图中标出的 Management Commands 和 Commands。在 1.13 版本之前，Docker 并没有 Mangement Commands。

三、Management Commands

 在 Docker 1.12 之前，大约有四十个左右的顶级命令，这些命令没有经过任何组织，显得十分混乱，对于新手来说，学习它们并不轻松。Docker 1.13 之后，将命令进行分组，就得到如上图中所示的 Management Commands。例如经常使用的容器的一些相关命令：

# 使用 Commands 分组中的命令创建一个新的容器
docker create
# 使用 Management Commands 分组中的命令创建一个新的容器
docker container create

# 显示容器列表
docker ps
docker container ls

# 在一个新的容器中运行一个命令
docker run
docker container run

 如上所示，对于新的命令而言相比于旧命令明显更具有可读性。在这里我们将一些常用的命令，及其对应的 Management Commands 命令都列举出来，方便大家在后续的学习过程中可以进行参考。

四、命令选项

 命令的选项有以下几种：长选项、短选项、复合选项、无选项。

 我们以 docker container ls，即 docker ps，它的作用是查看容器。

 可以先输入以下命令，获得提示信息：

docker container ls --help

命令执行后的结果如下：

 可以看到图中的-a和 --all 选项，他们的作用都是显示所有容器（包括未运行的容器）。短选项是以一个 - 开头，其后紧跟上一个字母或数字，比如-a。长选项是以两个 - 开头，其后跟一串单词，比如--all。

# 使用短选项
docker container ls -a
# 使用长选项
docker container ls --all

 那什么是复合选项呢？

 当我们要使用多个短选项时，比如使用-a和 -q。从图中可以看到，这个选项只会显示容器的 ID，原本命令应该是docker container ls -a -q，这时我们可以简写为 docker container ls -aq，这里的选项 -aq 就是复合选项，它是 -a和 -q 的复合。

 对于 docker container ls 这个命令，我们还可以不使用选项。没有选项时，输出正在运行的容器。关于 docker container ls 在本文后面的内容中还会详细介绍，我们只需要记住它的简单功能就可以了。

五、容器生命周期管理

 首先，我们回顾在上一文使用到的 docker container run hello-world 命令，该命令的格式为：

# Management Commands
docker container run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND [ARGS...]]

# 旧命令格式如下：
docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND [ARGS...]]

 上述两个命令的作用相同，docker container run命令会在指定的镜像 IMAGE 上创建一个可写的容器，因为镜像是只读的。然后，开始运行指定的命令 [COMMAND [ARGS...]]。

一些常用的配置项为：

--i或 --interactive， 交互模式。

• -t 或 --tty， 分配一个pseudo-TTY，即伪终端。
• -d 或--detach，在后台运行容器并输出容器的 ID 到终端。
• --rm 在容器退出后自动移除。
• -p 将容器的端口映射到主机。
• -v或 --volume， 指定数据卷。

 这些配置项对于上述的两个命令（Management Commands 和旧命令）都是有效的，在后面的内容不会再特殊说明。关于该命令的详细参数较多，并且大多数参数在很多命令中的意义是相同的，将在后面的内容中使用到时进行相应的介绍。

 我们指定 busybox 镜像，然后运行命令 echo "hello xiaoniuma"命令，如下所示：

 在上图中，我们可以看到该命令执行的过程：

• 对于指定镜像而言，首先会从本地查找，找不到时将会从镜像仓库中下载该镜像
• 镜像下载完成后，通过镜像启动容器，并运行 echo "hello xiaoniuma"命令，输出运行结果之后退出。

 在执行命令之后，容器就会退出，如果我们需要一个保持运行的容器，最简单的方法就是给这个容器一个可以保持运行的命令或者应用，比如 bash，例如我们在 ubuntu 容器中运行 /bin/bash 命令：

docker container run \
    -i -t \
    ubuntu /bin/bash

 对于交互式的进程而言（例如这里的 bash），必须将 -i和-t 参数一起使用，才能为容器进程分配一个伪终端，通常我们会直接使用 -it。

 如上所示，我们已经进入到分配的终端中了，这时如果我们需要退出 ·bash·，可以使用以下两种方式，它们的效果完全不同：

• 直接使用 exit 命令，这时候 bash 程序终止，容器进入到停止状态。
• 使用组合键退出，容器仍然保持运行的状态，可以再次连接到这个 bash 中，组合键是 ctrl + p和 ctrl + q。即先同时按下ctrl 和 p 键，再同时按 ctrl和 q 键，就可以让容器在后台运行。

 对于刚刚创建创建的容器，我们输入 exit退出容器，再使用 docker container ls -a 查看容器的状态，结果如下图所示：

 然后我们新建一个容器，使用第二种方式退出，创建的方式和刚刚相同。使用 docker container ls -a 命令查看容器的状态，可以看到该容器仍然处于运行中：

 实际使用中，我们不必创建容器之后使用组合键 ctrl + p 和 ctrl + q 来让容器进入后台运行，通常以 -d 参数指定容器以后台模式运行：

# 以后台模式创建并运行一个容器
docker container run \
    -i -t -d \
    ubuntu /bin/bash

 使用docker container ls -a命令查看容器的状态，可以看到这个容器已经在后台运行。

六、创建容器

 严格意义上来讲，docker run 命令的作用并不是创建一个容器，而是在一个新的容器中运行一个命令。而用于创建一个新容器的命令为

# Management Commands
docker container create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

# 旧的命令格式如下：
docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

 该命令会在指定的镜像 IMAGE 上创建一个可写容器层，并 准备 运行指定的命令。需要着重强调的是，这里是准备运行，并不是立即运行。即该命令只创建容器，并不会运行容器。

 一些常见的配置项如下所示：

• --name 指定一个容器名称，未指定时，会随机产生一个名字
• --hostname 设置容器的主机名
• --mac-address 设置 MAC 地址
• --ulimit 设置 ulimit 选项

 关于上述提到的ulimit，我们可以通过其对容器运行时的一些资源进行限制。ulimit 是一种 Linux 系统的内建功能，一些简单的描述，可以参考 通过 ulimit 改善系统性能 ，而对于在下面我们将要设置的部分值的含义，可以参考 How to set ulimit values。

 除此之外，关于创建容器，我们还可以设置有关存储和网络的详细内容，将会在下一节的内容中进行介绍。

 下面来看一个实例，我们指定容器的名字为 xiaoniuma01，主机名为xiaoniuma01，设置相应的 MAC 地址，并通过 ulimit 设置最大进程数（1024:2048 分别代表软硬资源限制，详细内容可以参考上面的链接），使用 ubuntu 的镜像，并运行 bash：

docker container create \
    --name xiaoniuma01 \
    --hostname xiaoniuma01 \
    --mac-address 00:01:02:03:04:05 \
    --ulimit nproc=1024:2048 \
    -it ubuntu /bin/bash

 此时，容器创建成功后，会打印该容器的 ID，这里需要简单说明一下，在 Docker 中，容器的标识有三种比较常见的标识方式：

• UUID长标识符，例如 1f6789f885029dbdd4a6426d7b950996a5bcc1ccec9f8185240313aa1badeaff。
• UUID 短标识符，从长标识符开始，只要不与其它标识符冲突，可以从头开始，任意选用位数，例如针对上面的长标识符，可以使用 1f，1f678 等。
• Name 最后一种方式即是使用容器的名字。
  在容器创建成功后，我们可以查看其运行状态，使用如下命令：

# 此时该容器并未运行，需要使用 -a 参数
docker container ls -a

 新创建的容器的状态 (STATUS) 为 Created，并且其容器名被设置为对应的值，而之前没有指定名字的容器都是随机生成的名字。

七、启动容器

 容器的启动命令为：

# Management Commands
docker container start [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下：
docker start [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

 对于上面我们创建的容器 xiaoniuma01 而言，此时处于 Created 状态，需要使用如下命令启动它：

docker container start xiaoniuma01

 此时，运行一个容器我们分成了两个步骤，即创建和启动，使用的命令如下：

# 创建
docker container create \
    --name xiaoniuma01 \
    --hostname xiaoniuma01 \
    --mac-address 00:01:02:03:04:05 \
    --ulimit nproc=1024:2048 \
    -it ubuntu /bin/bash

# 启动
docker container start shiyanlou01

 上述的两个命令如果我们使用 docker container run 只需要一步即可，即此时 run 命令同时完成了 create 及 start 操作：

docker container run \
    --name xiaoniuma01 \
    --hostname xiaoniuma01 \
    --mac-address 00:01:02:03:04:05 \
    --ulimit nproc=1024:2048 \
    -it ubuntu /bin/bash

 除此之外，上面的 run 命令还完成一些其它的操作，例如没有镜像时会 pull 镜像，使用 -it 参数时完成了 attach 操作（后面会讲解该操作），使用 --rm 参数在容器退出后还会完成 container rm 操作。run 命令是一个综合性的命令，如果能够熟练的使用它可以简化很多步骤。

八、停止容器

 停止容器可以使用如下命令：

# Management Commands
docker container stop CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下：
docker stop CONTAINER [CONTAINER...]

 刚刚我们启动了一个名为 xiaoniuma01 的容器，并且进入了交互式界面，这里我们先同时按下 ctrl 和 p 键，再同时按 ctrl 和 q 键，让这个容器进入到后台运行。

 此时我们使用 docker container ls -a 命令查看容器的状态，从下图可以看到，容器正在运行。输入 docker container stop xiaoniuma01，docker 返回了容器的 UUID，再次使用 docker container ls -a 命令查看容器的状态，发现容器已经停止运行了。

九、重启容器

 重启容器可以使用如下命令：

# Management Commands
docker container restart CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下：
docker restart CONTAINER [CONTAINER...]

 这里我们重启刚刚停止的容器 xiaoniuma01，然后再使用 docker container ls -a 命令查看容器，从下图中可以看到，容器又处于运行状态了。

十、暂停进程

 暂停容器中进程的命令格式如下：

# Management Commands
docker container pause CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下：
docker pause [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

 这里还是使用 xiaoniuma01 这个容器，执行下述命令。

docker container pause xiaoniuma01
docker container ls -a

 如下图所示，容器被暂停后，此时处于 Paused 状态。

十一、恢复进程

 恢复容器中进程的命令格式如下：

# Management Commands
docker container unpause CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下：
docker unpause [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

 使用 xiaoniuma01 这个容器，执行下述命令。

# 恢复容器中的进程
docker container unpause xiaoniuma01

# 查看容器列表
docker container ls -a

 如下图所示，容器恢复后，此时处于运行状态。

十二、查看容器列表

 查看容器列表可以使用如下命令：

# Management Commands
docker container ls [OPTIONS]

# 旧的命令格式如下：
docker ps [OPTIONS]

 在使用命令时，我们可以使用一些可选的配置项 [OPTIONS]。

• -a 显示所有的容器。
• -q 仅显示 ID。
• -s 显示总的文件大小。

 默认情况下，直接使用该命令仅显示正在运行的容器，如下所示：

docker container ls

 我们可以使用 -a 参数，来显示所有的容器，并加上 -s选项，显示大小，命令如下：

docker container ls -a -s

十三、连接到正在运行中的容器

 上述操作我们启动的容器运行于后台，所以，我们需要使用 attach 操作将本地标准输入输出流连接到一个运行中的容器，命令格式为：

# Management Commands
docker container attach [OPTIONS] CONTAINER

# 旧的命令格式如下：
docker attach [OPTIONS] CONTAINER

 如下示例，我们启动容器，并使用连接命令：

docker container start xiaoniuma01

docker container attach xiaoniuma01

 连接到容器后，查看相应的主机名（输入 hostname 命令）和 Mac 地址（输入 ifconfig 命令），可以判断我们连接到了刚刚创建的容器。

 如果提示无 ifconfig 命令，可以在容器中执行 apt update && apt install net-tools安装。

十四、查看容器的元数据

 查看容器的详细信息（即元数据）可以使用如下命令：

# Management Commands
docker container inspect [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下：
docker inspect [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

 例如我们查看刚刚创建的容器的详细信息就可以使用以下命令：

# 使用容器名
docker container inspect xiaoniuma01

# 使用 ID ，因生成的 ID 不同，需要修改为相应的 ID
docker container inspect 1f6789

docker container inspect 1f6

 例如，我们查看刚刚创建的名为 xiaoniuma01 的容器的 MAC 地址，就可以使用如下命令：

docker container inspect xiaoniuma01 | grep "MacAddress"

十五、容器日志管理

 获取容器的输出信息可以使用如下命令：

# Management Commands
docker container logs [OPTIONS] CONTAINER

# 旧的命令格式如下：
docker logs [OPTIONS] CONTAINER

 常用的配置项有：

• -t 或 --timestamps 显示时间戳
• -f实时输出，类似于 tail -f
  这里我们重新运行一个容器，让它在后台执行一个不断输出的脚本，命令如下：

docker container run \
    --name xiaoniuma02 \
    -i -t -d \
    ubuntu /bin/sh -c "while true; do echo hello xiaoniuma; sleep 2; done"

“while true; do echo hello world; sleep 2; done” 是一个脚本，它的功能是每 2 秒输出一次 “ hello shiyanlou ”，此处不讲解语法构成，感兴趣的读者可以自己了解相关知识。

 如下所示，我们查看刚刚创建的容器的日志，使用如下命令：

docker container logs -tf xiaoniuma02

 我们可以使用组合键 Ctrl + c 来结束日志跟踪，其结果如下图所示。

十六、显示容器中的进程信息

 除了获取日志之外，还可以显示运行中的容器的进程信息，命令格式如下：

# Management Commands
docker container top CONTAINER

# 旧的命令格式如下：
docker top CONTAINER

 例如查看刚刚创建的容器的进程信息：

docker container top xiaoniuma02

需要注意的是，该命令对于并未运行的容器是无效的。

十七、查看文件修改

 查看相对于镜像的文件系统来说，容器中做了哪些改变，可以使用如下命令：查看相对于镜像的文件系统来说，容器中做了哪些改变，可以使用如下命令：

# Management Commands
docker container diff CONTAINER

# 旧的命令格式如下：
docker diff CONTAINER

我们先在 xiaoniuma01 中创建一个文件，执行以下命令：

# 重启容器
docker container restart xiaoniuma01

# 连接到容器中
docker container attach xiaoniuma01

进入容器中后，创建一个文件，并退出：

# 创建一个文件
touch ~/a.txt

现在我们在 xiaoniuma01 容器中创建一个文件，Ctrl+p Ctrl+q 退出当前容器，使用 docker container diff xiaoniuma01 命令查看到相应的修改：

十八、容器中执行命令

除了使用 docker container run 执行命令之外，我们还可以在一个运行中的容器中执行命令，使用如下格式：

# Management Commands
docker container exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

# 旧的命令格式如下：
docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

例如，我们在 xiaoniuma01 容器中执行 echo "test_exec"命令，就可以使用如下命令：

# 重启容器
docker container restart xiaoniuma01

# 执行命令
docker container exec xiaoniuma01 echo "test_exec"

十九、删除容器

删除容器的命令：

# Management Commands
docker container rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下：
docker rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

需要注意的是，在删除容器后，在容器中进行的操作并不会持久化到镜像中。

如果想删除之前创建的所有容器，可以使用以下命令：

docker container rm -f $(docker container ls -aq)

docker container ls -aq 会输出所有容器的 UUID ，rm 命令可以根据 UUID 去删除容器。这里用来选项-f是因为还有在运行中的容器，所以需要强制删除。ls 列出的 UUID 传递给rm 进行删除。

如果 docker 版本为 1.13 及以上版本，还可以更方便的 prune。

docker container prune [OPTIONS]

常用的配置项有：

• -f 或 --force跳过警告提示
• --filter 执行过滤删除

如直接删除所有停止的容器：

docker container prune -f

总结

本文讲解了

• 容器命令基础
• 创建容器
• 容器的启动与停止
• 容器中进程的暂停与恢复
• 查看容器列表
• 连接容器
• 查看元数据
• 显示进程信息
• 查看文件修改
• 容器中执行命令
• 删除容器

下文讲解Docker 镜像管理