云原生之docker

前言：

  第一次接触docker是在两年前，那时候感觉云里雾里，只知道有很多类似于linux的命令，做着和linux操作系统类似的事情。最近在工作中又重新接触到了docker，前一段时间也看了一些教学视频，本来是看过就过了，现在觉得还是要留下点什么，才能印象深刻。

官网地址：

https://docs.docker.com/

（最全以及最权威的信息往往在官网中，其他地方的信息都是围绕官网而衍生~）

 

一、简介：

  首先对docker进行一个简单的介绍，docker是基于Go语言实现的开源项目，主要是为了是实现轻量级的操作系统虚拟化解决方案（虚拟化的本质：复用主机的原有内核+自己定制的文件系统），相当于一个mini版本的Linux（只包含Linux中最基础的命令）。

1、背景：

  云计算和微服务的兴起，服务器硬件扩展便利，软件服务部署成为瓶颈。

2、相关组件：

  (1）镜像（Image）：类似于一个只读的模板文件，可以用来创建docker容器。

（2）容器（container）：从镜像创建的运行实例，用来运行应用。可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是互相隔离的，以保证容器中应用的安全。可以看作是一个简易版的Linux环境和运行在其中的应用程序。

（3）仓库：存放镜像文件的地方。分为私有仓库和共有仓库（最大公共仓库：Docker Hub），可以使用push命令将镜像上传到仓库，使用pull命令将镜像从仓库中下载到本地。另外，仓库注册服务器上往往存放多个仓库，每个仓库包含多个镜像，每个镜像有不同的标签。

3、Docker架构

   Docker使用客户端-服务器架构。Docker 客户端与Docker 守护进程进行对话，该守护进程完成了构建，运行和分发Docker容器的繁重工作。Docker客户端和守护程序可以 在同一系统上运行，也可以将Docker客户端连接到远程Docker守护程序。Docker客户端和守护程序在UNIX套接字或网络接口上使用REST API进行通信。

（1）Docker守护程序

   Docker守护程序（dockerd）侦听Docker API请求并管理Docker对象，例如图像，容器，网络和卷。守护程序还可以与其他守护程序通信以管理Docker服务。

（2）Docker客户端

   Docker客户端（docker）是许多Docker用户与Docker交互的主要方式。当您使用诸如之类的命令时docker run，客户端会将这些命令发送到dockerd，以执行这些命令。该docker命令使用Docker API。Docker客户端可以与多个守护程序通信。

（3）Docker注册表（仓库）

  Docker 注册表存储Docker镜像。Docker Hub是任何人都可以使用的公共注册表，并且Docker配置为默认在Docker Hub上查找镜像。您甚至可以运行自己的私人注册表。 使用docker pull或docker run命令时，所需的镜像将从配置的注册表中提取。使用该docker push命令时，会将镜像推送到配置的注册表。

（4）Docker对象

  使用Docker时，您正在创建和使用映像，容器，网络，卷，插件和其他对象。本节是其中一些对象的简要概述。

4、容器 vs 虚拟机：

容器在Linux上本机运行，并与其他容器共享主机的内核。它运行一个独立的进程，不占用比任何其他可执行文件更多的内存，这使得它是轻量级的。相比之下，虚拟机(VM)运行成熟的“第三方”操作系统，通过管理程序虚拟访问主机资源。通常，虚拟机会产生比应用程序逻辑所消耗的更多的开销。

 

二、基础命令:

1、容器

• run/create[镜像名]： 创建一个新的容器并运行一个命令
• start/stop/restart[容器名]：启动/停止/重启一个容器
• kill [容器名]： 直接杀掉容器，不给进程响应时间
• rm[容器名]：删除已经停止的容器
• pause/unpause[容器名]：暂停/恢复容器中的进程
• ps：查看容器列表（默认查看正在运行的容器，-a 查看所有容器）
• inspect[容器名]：查看容器配置元数据
• exec -it [容器名] /bin/bash：进入容器环境中交互操作
• logs --since="2019-02-01" -f --tail=10 [容器名]:查看容器日志
• cp path1 [容器名]:path 容器与主机之间的数据拷贝
• export -o test.tar [容器名] / docker export [容器名]>test.tar : 文件系统作为一个tar 归档文件
• import test.tar [镜像名:版本号]:导入归档文件，成为一个镜像

2、镜像

• images：列出本地镜像列表
• rmi [镜像名：版本]：删除镜像
• tag [镜像名：版本] [仓库]/[镜像名：版本]：标记本地镜像，将其归入某一仓库
• build -t [镜像名：版本] [path]：Dockerfile 创建镜像
• history [镜像名：版本]: 查看指定镜像的创建历史
• save -o xxx.tar [镜像名：版本] / save [镜像名：版本]>xxx.tar : 将镜像保存成tar 归档文件
• load --input xx.tar / docker load

三、基本操作

1、容器创建

（1）交互式创建容器并进入（前台进程）：

         docker run -it --name (容器名) （镜像名） /bin/bash

         使用exit退出也关闭容器；Ctrl+P+Q退出不关闭容器。

（2）后台启动容器（后台进程）：

         docker run -d --name (容器名) （镜像名）

（3）进入已运行的容器：

        docker exec -it ( 容器名) /bin/bash

（4）查看容器元数据：

        docker inspect nginx

（5）绑定容器端口到主机：

        docker run -d -p 主机ip：容器ip --name (容器名) （镜像名）

（6）挂载主机文件目录到容器内：

        docker run -dit -v 主机目录：容器目录 --name (容器名) （镜像名）

（7）复制主机文件到容器内：

        docker cp （主机文件目录）（容器名):(容器目录）

2、镜像的创建

（1）由容器commit镜像

  镜像与容器由一层层的layer 文件组装而成。

  a、当用镜像模板创建容器时，是直接在镜像的文件层级上，加一层容器读写层。
  b、反过来，如果想要创建一个新的镜像，直接把容器对应的所有文件层，转为只读层即可（commit）。

（2）dockerfile方式创建

dockerfile的基本要素：

• FROM：

    FROM {base 镜像}必须放在Dockerfile 的第一行，表示从哪个baseimage 开始构建

• MAINTAINER：

    可选的，用来标识image 作者的地方

• RUN：

    RUN 都是启动一个容器、执行命令、然后提交存储层文件变更。第一层RUN command1 的执行仅仅是当前进程，一个内存上的变化而已，其结果不会造成任何文件。而到第二层的时候，启动的是一个全新的容器，跟第一层的容器更完全没关系，自然不可能继承前一层构建过程中的内存变化。而如果需要将两条命令或者多条命令联合起来执行需要加上&&。如：cd /usr/local/src && wget xxxxxxx

• CMD：

    CMD 的作用是作为执行container 时候的默认行为（容器默认的启动命令）当运行container 的时候声明了command，则不用image 中的CMD 默认所定义的命令一个Dockerfile 中只能有一个有效的CMD，当定义多个CMD 的时候，只有最后一个才会起作用

• EXPOSE

    EXPOSE 指令是声明运行时容器提供服务端口，这只是一个声明，在运行时并不会因为这个声明应用就会开启这个端口的服务。在Dockerfile 中写入这样的声明有两个好处，一个是帮助镜像使用者理解这个镜像服务的守护端口，以方便配置映射；另一个用处则是在运行时使用随机端口映射时，也就是docker run -P 时，会自动随机映射EXPOSE 的端口。

• entrypoint：

    entrypoint 的作用是，把整个container 变成可执行的文件，且不能够通过替换CMD 的方法来改变创建container 的方式。但是可以通过参数传递的方法影响到container 内部每个Dockerfile 只能够包含一个entrypoint，多个entrypoint 只有最后一个有效当定义了entrypoint 以后，CMD 只能够作为参数进行传递

• ADD & COPY：

    把host 上的文件或者目录复制到image 中（能够进行自动解压压缩包）

• ENV：

   用来设置环境变量，后续的RUN 可以使用它所创建的环境变量

• WORKDIR：

    用来指定当前工作目录（或者称为当前目录）

• USER：

    运行RUN 指令的用户

• VOLUME：

    用来创建一个在image 之外的mount point

3、数据管理

   docker 容器运行，产生一些数据/文件/等等持久化的东西，不应该放在容器内部。应当以挂载的形式存在主机文件系统中。
（1）docker 的文件系统

•  镜像与容器读写层，通过联合文件系统，组成系统文件视角
•  容器服务运行中，一定会生成数据
•  容器只是运行态的服务器，是瞬时的，不承载数据的持久功能

（2）volume 参数创建容器数据卷

   eg：docker run --name （容器名） -v （主机目录） -it （镜像名）/bin/bash

（3）volumes-from 引用数据卷

   新启一容器，引入上一步的容器目录。得到同一个目录，内容于原有容器的挂载一样。

   eg：docker run -it --rm --volumes-form (原有容器名) --name （新容器名）（镜像名） /bin/bash

（4）删除数据卷

  docker rm -v data