Docker进阶篇

视频链接：https://www.bilibili.com/video/BV1og4y1q7M4（大名鼎鼎的B站狂神说）

1 Docker镜像详解

1.1 UnionFS（联合文件系统）

• 联合文件系统（UnionFS）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。联合文件系统是 Docker 镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像。
• 特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来只能看到一个文件系统。联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。

1.2 镜像加载原理

Docker的镜像实际由一层一层的文件系统组成：

• bootfs（boot file system）主要包含bootloader和kernel。bootloader主要是引导加载kernel，完成后整个内核就都在内存中了。此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，系统卸载bootfs。可以被不同的Linux发行版公用。
• rootfs（root file system），包含典型Linux系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同操作系统发行版（Ubuntu，Centos等）。因为底层直接用Host的kernel，rootfs只包含最基本的命令，工具和程序就可以了。
• 分层理解
  所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的容器层。
  容器在启动时会在镜像最外层上建立一层可读写的容器层（R/W），而镜像层是只读的（R/O）。

docker commit -m "描述信息" -a "作者" 容器名 目标镜像名:[tag]  # 编辑容器后提交容器成为一个新镜像

举例：

[root@iZ1608aqb7ntn9Z ~]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
tomcat                latest    46cfbf1293b1   13 days ago    668MB
.....
[root@iZ1608aqb7ntn9Z ~]# docker commit --help

Usage:  docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

Create a new image from a container's changes

Options:
  -a, --author string    Author (e.g., "John Hannibal Smith ")
  -c, --change list      Apply Dockerfile instruction to the created image
  -m, --message string   Commit message
  -p, --pause            Pause container during commit (default true)
[root@iZ1608aqb7ntn9Z ~]# docker commit -m "Ymx tomcat" -a "ymx" 46cfbf1293b1 ymxtomcat:1.0
Error response from daemon: No such container: 46cfbf1293b1
[root@iZ1608aqb7ntn9Z ~]# docker commit -m "Ymx tomcat" -a "ymx" tomcat  ymxtomcat:1.0
sha256:ee3100b86b4939d52415da7a62c91d987d91be3ea4776f0ae3d2024b94fed6b4
[root@iZ1608aqb7ntn9Z ~]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
ymxtomcat             1.0       ee3100b86b49   5 seconds ago   668MB
tomcat                latest    46cfbf1293b1   13 days ago     668MB
......

2 容器数据卷

2.1 什么是容器数据卷？

为了实现数据持久化，使容器之间可以共享数据。可以将容器内的目录，挂载到宿主机上或其他容器内，实现同步和共享的操作。即使将容器删除，挂载到本地的数据卷也不会丢失。

2.2 使用容器数据卷

2.2.1 直接使用命令

docker run -it -v 主机内目录:容器内目录 镜像名/id

将容器内目录挂载到主机内目录上，通过**docker inspect [容器名或ID]**命令查看该容器即可以看到挂载信息：

# 挂载命令
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker run -it -v /opt/Docker/20210806/:/opt centos /bin/bash

# 进入到容器内部
[root@e749444d0ee1 /]# cd opt/
[root@e749444d0ee1 opt]# ls -l
total 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug  6 03:35 ymx

# 查看本机
[root@iZ1608aqb7ntn9Z ~]# cd /opt/Docker/20210806/
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# ll
总用量 0
-rw-r--r-- 1 root root 0 8月   6 11:35 ymx 

# docker inspect [容器名或ID] 查看挂载
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker inspect e749444d0ee1 
......
     "Mounts": [
            {
                "Type": "bind",
                "Source": "/opt/Docker/20210806",  # 对应主机的源目录
                "Destination": "/opt",    # 容器中的目录
                "Mode": "",
                "RW": true,
                "Propagation": "rprivate"
            }
        ],
......

建立挂载关系后，只要使用命令在主机内新建一个文件：

touch /home/mountdir/test.txt

就会在容器内的挂载目录下发现相同的文件（test.txt），从而实现了容器和主机的文件同步和共享：

2.3 匿名挂载

docker run -d  -v 容器内目录  镜像名/id  # 匿名挂载

匿名挂载后，使用docker volume ls命令查看所有挂载的卷：

每一个VOLUME NAME对应一个挂载的卷，由于挂载时未指定主机目录，因此无法直接找到目录。

2.4 具名挂载

docker run -d  -v 卷名：容器内目录  镜像名/id  # 具名挂载

可以发现挂载的卷：volume01，并通过docker volume inspect 卷名 命令找到主机内目录：

所有docker容器内的卷，在未指定主机内目录时，都在：/var/lib/docker/volumes/卷名/_data 下，可通过具名挂载可以方便的找到卷，因此广泛使用这种方式进行挂载。

2.5 数据卷容器

docker run -it --name container02 --volumes from container01 镜像名/id  # 将两个容器进行挂载

3 DockerFile

Dockerfile是用来构建docker镜像的文件

3.1 构建步骤：

编写一个dockerfile文件,随后运行命令：

docker build -f 文件路径 -t 镜像名 .  # 文件名为Dockerfile时可省略且最后的.不要忽略
docker run     # 运行镜像
docker push    # 发布镜像

举例：

[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# vim Dockerfile 
# ----------写入内容-----------------
FROM centos      # 来自centos
CMD /bin/bash    # 进入到/bin/bash
CMD echo Hello Dockerfile   # 输出Hello Dockerfile
# ----------写入结束-----------------
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker build -f ./Dockerfile -t mydocker .
Sending build context to Docker daemon   2.56kB
Step 1/3 : FROM centos
 ---> 300e315adb2f
Step 2/3 : CMD /bin/bash
 ---> Running in 526f489adf0b
Removing intermediate container 526f489adf0b
 ---> 3c2af9c73098
Step 3/3 : CMD echo Hello Dockerfile
 ---> Running in 023af54a93e2
Removing intermediate container 023af54a93e2
 ---> 7753b44c9137
Successfully built 7753b44c9137
Successfully tagged mydocker:latest
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
mydocker              latest    7753b44c9137   6 seconds ago    209MB
......
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker run -it mydocker
Hello Dockerfile

3.2 Dockerfile命令

命令	效果
FROM	基础镜像：Centos/Ubuntu
MAINTAINER	镜像作者+邮箱
RUN	镜像构建的时候需要运行的命令
ADD	为镜像添加内容（压缩包）
WORKDIR	镜像工作目录（进入容器时的目录）
VOLUME	挂载的目录
EXPOSE	暴露端口配置
CMD/ENTRYPOINT	指定这个容器启动时要运行的命令（CMD替代先前命令，ENTRYPOINT在先前命令后追加）
COPY	类似于ADD，将文件拷贝到镜像中
ENV	构建时设置环境变量

3.3 构建过程

• 每个保留关键字（指令）都必须是大写字母
• 从上到下顺序执行
• “#” 表示注释
• 每一个指令都会创建提交一个新的镜像层并提交

3.4 构建实例(jdk+tomcat)

[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# vim DockerFile2
# -----------写入文件--------------

FROM centos
  
COPY ymx /opt/Docker/20210806/ymx

ADD jdk8.tar.gz /usr/local
ADD tomcat.tar.gz /usr/local

RUN yum -y install vim

ENV MYPATH /usr/local
WORKDIR $MYPATH

ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_141
ENV CLASSPATH $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin

EXPOSE 8080

# -----------写入文件完成--------------
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# ls
Dockerfile  DockerFile2  ymx
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# cp /tmp/jdk8.tar.gz jdk8.tar.gz
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# cp /tmp/tomcat.tar.gz tomcat.tar.gz
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# ls
Dockerfile  DockerFile2  jdk8.tar.gz  tomcat.tar.gz  ymx
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker build -f ./DockerFile2 -t mytomcat9 . 
Sending build context to Docker daemon    197MB
Step 1/11 : FROM centos
......
Successfully built 86a9a8dd939a
Successfully tagged mytomcat9:latest
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED             SIZE
mytomcat9             latest    86a9a8dd939a   26 seconds ago      667MB
......
[root@iZ1608aqb7ntn9Z 20210806]# docker run -it mytomcat9 /bin/bash
[root@ed5fd71834e2 local]# ls
apache-tomcat-9.0.44  bin  etc  games  include  jdk1.8.0_141  lib  lib64  libexec  sbin  share  src
[root@ed5fd71834e2 local]# java -version
java version "1.8.0_141"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_141-b15)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.141-b15, mixed mode)

4 Docker网络

4.1 理解Docker

通过命令ip addr查看本地ip地址，我们发现除了本机回环地址和埃里远的内网地址外，还多了一个网卡：Docker0，这是Docker服务启动后自动生成的。

而如果进入一个正在后台运行的tomcat容器，同样使用ip addr命令，发现容器得到了一个新的网络：12: eth@if13，ip地址：172.17.0.2。这是Docker在容器启动时为其分配的。

思考一个问题：此时我们的linux主机可以ping通容器内部（172.17.0.2）吗？（注意与容器暴露端口相区分）

• linux可以ping通docker容器内部，因为docker0的ip地址为172.17.0.1，容器为172.17.0.2。
• 原理：我们每启动一个docker容器，docker就会给容器分配一个默认的可用ip，我们只要安装了docker，就会有一个网卡docker0(bridge)。网卡采用桥接模式，并使用veth-pair技术（veth-pair就是一堆虚拟设备接口，成对出现，一段连着协议，一段彼此相连，充当一个桥梁。）。
• 这时我们退出容器，回到主机再次观察主机的ip地址：

• 我们惊奇地发现了一个新网络13: vethda1df4b@if12，对应容器内网络地址的12: eth@if13。
• 容器和容器之间是可以互相ping通的：容器1→Docker0→容器2

• docker中的所有网络接口都是虚拟的 ，转发效率高。删除容器后，对应的网桥也随之删除。

4.2 --link

若编写一个微服务并连接数据库，如果数据库ip改变，如何根据容器名而不是ip访问容器？显然，直接使用容器名是无法ping通容器内部的：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-TeeAoI3J-

这时我们可以在容器启动命令中加入一个选项：–link，使得我们可以根据容器名来访问容器。

docker run -d -P --link 容器名/id 镜像名/id

然而反向就不可以ping通，这是因为–link的本质是把需要连接的容器名/id写入启动容器的配置文件中，即增加了一个ip和容器名/id的映射：

目前已经不建议使用这种方式。

4.3 自定义网络

我们使用命令：

docker network ls    # 查看所有的docker网络

docker中的网络模式有：

• bridge：桥接（docker默认）/
• none：不配置网络 /
• host：和宿主机共享网络

docker run 命令默认带有一个参数–net bridge，此处的bridge指的就是docker0。如果我们不想使用docker0，那如何创建一个新的网络呢？

docker  network create --driver 网络模式 --subnet 子网ip --gateway 网关 网络名     

我们不仅在docker network ls命令下发现了这个新创建的网络newnet，还可以使用docker network inspect命令查看其详细信息，包括了我们创建时定义的子网ip和网关：

只要两个容器启动时都通过 –net，选用了同一个已创建的网络，不同容器间即可通过ip地址或容器名/id连通:

4.4 网络连通

对于建立在不同网络下(docker0, newnet)的两个容器tomcat01和tomcat02，他们的网段不同，因此是无法彼此ping通容器内部的：

这时我们需要通过docker network connect命令打通容器与网络之间的连接：

docker network connect 网络名 容器名/id

5 SpringBoot项目打包Docker镜像

1、构建SpringBoot项目

2、打包运行

mvn package

3、编写Dockerfile

FROM java:8
COPY *.jar /app.jar
CMD ["--server.port=8080"]
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java","-jar","app.jar"]

4、构建镜像

# 1.复制jar和DockerFIle到服务器
# 2.构建镜像
$ docker build -t xxxxx:xx  .

5、发布运行

以后我们使用了Docker之后，给别人交付就是一个镜像即可！