Docker是什么、有什么用的介绍

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1.背景

随着云原生、容器化、微服务、k8s 等技术的发展，容器 Docker 也火了一把，同时也逐渐被软件开发者在实践中进行运用。个人在目前接手的项目、参与的项目或技术交流中，发现 Docker 已经非常普及。

对于大多数开发者来说，Docker 之所以被广泛使用，最主要的原因可能就是方便，它提供了一套标准化的解决方案，极大地提升了部署、发布、运维的效率。因此，如果你的项目中目前还没有使用 Docker，或者想深入了解一下 Docker，这篇文章值得你一读。

2. Docker 是什么？

在聊 Docker 是什么之前，我们先来回顾一下传统的产品开发上线涉及到的难点。一款产品从开发到上线，经历了开发环境、测试环境、生产环境等不同的操作系统、运行环境和应用配置等环境。在项目管理中，还涉及到不同版本以及不同版本之间兼容性等问题。

这些问题对开发人员和运维人员都是极大的考验，同时对各方的协作也有一定的要求。不然就会出现”代码在我这里运行的好好的啊“，这种尴尬的局面。而 Docker 的出现就是提供了一套用来解决此类问题的标准解决方案。

Docker

Docker 的口号是**“一次创建或配置，可以在任意地方正常运行”。**如口号所说，Docker 的出现对于开发和运维人员是一大福音，基于 Docker 可以方便地搞定标准化的发布流程，再也不用纠结不同环境导致的问题了。

其实，Docker 的使用可以理解为：软件是带环境安装的，也就是说，安装的时候把原始环境一模一样的复制过来一份。这样也就消除了不同机器运行结果不同的问题。

那么，Docker 是什么呢？Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言，并遵从 Apache2.0 协议开源。它可以让开发者打包应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。Docker 可用于开发应用、交付应用、运行应用等场景。

容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，更重要的是容器性能开销极低。Docker 允许用户将基础设施中的应用单独分割出来，形成更小的部分容器，从而提高软件交付速度。

Docker 从 17.03 版本之后分为 CE（Community Edition: 社区版）和 EE（Enterprise Edition: 企业版），通常使用社区版就可以满足大多数业务场景。

3.Docker 容器与虚拟机的区别

Docker 容器与虚拟机很相似，但它们之间又有着很大的区别。

虚拟机是通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。创建虚拟机时，会将实体机的部分硬盘和内存容量作为虚拟机的硬盘和内存，每个虚拟机都有独立的硬盘和操作系统，可以像使用实体机一样对虚拟机进行操作。

虚拟机会消耗大量系统资源和开销，尤其是当多个虚拟机在同一物理服务器上运行时，每个虚拟机都有自己的子操作系统，大量精力以及资源被用于虚拟化的部署和运行上。

容器类似于虚拟机，只是容器不是完整的操作系统，容器通常只包含必要的操作系统包和应用程序，这就是它们轻量级的原因。

Docker 与虚拟机

可以出，传统的虚拟机是在宿主机之上，又添加了一个新的操作系统，这就导致了虚拟机的臃肿，不适合迁移。而 Docker 是直接寄存在宿主机上，完全就会避免大部分虚拟机带来的困扰。

Docker 是一个黑盒的进程，区别于传统的进程，Docker 可以独立出一个自己的空间，不会使得在 Docker 中的行为以及变量溢出到宿主机上。

容器与虚拟机的各项区别：

容器与虚拟机的区别

Docker 能做什么？

那么，当在开发中使用了 Docker 能为我们带来哪些便利呢？先来看一张图。

Docker 使用前后对比

在没有使用 Docker 时，我们开发完毕一个项目，需要打成 war 包或 jar 包。然后，在服务器上进行各种环境的安装、配置以及应用程序维护，比如：JDK、Tomcat、数据库等。

而且，上述的配置在开发环境、测试服务器、生产服务器（通常会有很多个），都需要进行一遍同样的操作，工作量相当繁重。在使用了 Docker 之后，我们可以自己创建一个空的镜像从头构建，也可以使用公共仓库中已经构建好的镜像，直接使用。当需要在不同环境中进行部署时，直接使用构建好的镜像即可，一次构建，多环境多次使用，方便快捷。

4.Docker 的 6 大优势

对比传统的运维发布方式，Docker 有以下 6 大优势：

1、更高效地利用系统资源

Docker 对系统资源的利用率更高。因为容器不用硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，无论是应用执行速度、内存损耗或者文件的存储速度，都要比传统虚拟机技术更高效。因此，相比虚拟机技术，相同配置的主机，往往可以运行更多数量的应用。

2、更快的启动时间

传统的虚拟机技术启动应用服务往往是分钟级别的，而 Docker 由于直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间，大大的节约了开发、测试、部署的时间。

3、一致的运行环境

开发中常见的问题是环境一致性问题，由于开发测试生产环境的不一致，导致有些 bug 没能在开发过程中被发现，而 Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现“代码在我机器上能跑，这不怪我啊”这类问题。

4、持续交付和部署

对开发和运维（DevOps）来说，最希望的就是一次创建或配置，可以在任意地方正常运行，使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。

5、更轻松迁移

Docker 确保了执行环境的一致性，使得应用的迁移更加容易，Docker 可以在很多平台上运行，无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云，甚至是笔记本，其运行结果是一致的。因此用户不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。

6、更轻松的维护和拓展

Docker 使用的分层存储以及镜像的技术，使得应用重复部分的复用更为容易，也使得应用的维护更新更加简单，基于基础镜像进一步扩展镜像也变得十分简单。此外，Docker 团队同各个开源项目团队一起维护了一大批高质量的官网镜像，既可以直接在生产环境使用，又可以作为基础进一步定制，大大的降低了应用服务的镜像制作成本。

Docker 的基础概念
在使用 Docker 时，我们要掌握 Docker 中的一些核心组件及概念。

来看一张 Docker 的架构图：

Docker 架构图

Docker 的基本组成是由镜像（image）、容器（container）、仓库（repository）构成。

镜像（image）
Docker 镜像就是一个只读的模板，是文件与 meta data 的集合。镜像是基于分层的实现的，每一层都可以添加删除文件，从而形成新的镜像。

镜像可以理解为是一个树状结构，每一个镜像都会依赖于另一个镜像，这个依赖关系体现在 Docker 镜像制作的 Dockerfile 中的 FROM 指令上的。关于 Dockerfile 及其中的 FROM 指令，需要注意的是：如果是树的根，那么就需要"FROM scratch"。

镜像可以用来创建 Docker 容器，一个镜像可以创建多个容器。

容器（container）
Docker 利用容器独立运行的一个或一组应用。容器是用镜像创建的运行实例，是在 image 的最后一层上面再添加一层。容器的定义和镜像几乎一模一样，也是一堆层的统一视角，唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的。

容器与镜像相对比：镜像负责存储和分发，容器负责运行，它们之间的关系可以类比 Java 中类和实例的关系。

容器可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境和运行在其中的应用程序。

仓库（repository）
仓库是集中存放镜像文件的场所，它有点类似于 Maven/Git 的仓库，当我们需要镜像文件时，可以从远程仓库中拉取。

仓库和仓库注册服务器（Registry）是有区别的。仓库注册服务器上存放着多个仓库，每个仓库中又包含了多个镜像，每个镜像有不同的标签（tag）。

仓库分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。目前最大的公开仓库是 Docker Hub。

小结

通过本篇给大家讲解了 Docker 的基本使用场景、相关概念、Docker 能为我们带来什么、Docker 的优势等，想必大家通过本篇文章已经能够从整体上了解了 Docker 的概况。