Docker安装、详解及使用

Docker详解及使用

前言：在日常开发中，我们都对容器这个概念多少有所了解，容器通俗来讲就是将许多我们所需要的东西集成于一起，方面后期使用，那么Docker呢？

1.关于Docker

Docker简介

Docker是一个开源的应用容器引擎，它可以让开发者打包他们的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 ; 而且容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，容器性能开销极低 ； 简言之可以把它理解为一个应用程序执行的容器

对以上的简述可能还是有些不解，所以在真正理解Docker之前，可以先弄清楚Docker和虚拟机，那么Docker和虚拟机有什么区别呢？

• 虚拟机性能依赖于硬件，而Docker是构件在操作系统中，开源轻量化
• Docker轻量化适用于部署少量应用，在Docker上我们可以部署Nginx，redis或者Mysql等
• Docker基于DockerFile进行容器的构建，可以手动编写DockerFile来指定相应的系统环境和依赖
  

Docker 将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里面，运行这个文件，就会生成一个虚拟容器，程序在这个虚拟容器里运行，类似于在真实的物理机上运行，而且也不需要担心环境问题

所以总体来说，Docker是属于Linux容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口，可以轻松的创建和使用容器，把自己的应用放入容器中，进行版本管理、复制、修改等

Docker优势

Docker容器的优势有很多，简单整理几条如下：

1. 文件系统隔离，每个不同的容器都存在不同的独立文件系统中
2. 资源隔离，每个容器都有自己独立的IP、网络和虚拟接口
3. Docker将会收集和记录每个进行容器的标准流（stdout/stderr/stdin）用于实时检索或批量检索

Docker应用

那么说了这么多，Docker的应用场景有哪些呢？列举如下：

• Web应用的自动化打包和发布
• 自动化测试和持续集成、发布
• 在服务型环境中部署和调整数据库或者其他应用后台

上面介绍了关于Docker的一些概念或者优势等，接下来分析Docker的几个概念及原理，在Docker中包含了三个概念：镜像、容器和仓库

镜像：Docker （Image）镜像可以看作是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数，比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系统的 root 文件系统

容器：镜像（Image）和容器（Container）基本上是一样的，可以比作面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体

仓库：仓库（Repository）可看着一个代码控制中心，用来保存镜像；一个 Docker Registry 中可以包含多个仓库 (Repository) ，每个仓库可以包含多个标签 (Tag)，每个标签对应着一个镜像

Docker 官方提供了 Docker Registry镜像，可以直接使用做为私有 Registry 服务,当用户创建了自己的镜像之后就可以使用 push 命令将它上传到公有或者私有仓库，这样下次在另外一台机器上使用这个镜像时候，只需要从仓库上 pull 下来就可以了,下图可以看到 Docker 的架构:

Docker 使用 C/S 结构，即客户端/服务器体系结构,Docker 客户端与 Docker 服务器进行交互，Docker服务端负责构建、运行和分发 Docker 镜像 ；而且Docker 客户端和服务端可以运行在一台机器上，可以通过 RESTful 、 stock 或网络接口与远程 Docker 服务端进行通信…下面将会具体介绍Docker架构

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2.Docker安装

Docker 分为 CE （社区版）和 EE （企业版，需要money）两大版本，安装前可以查看一下Docker的官方文档 https://docs.docker.com/install/，Docker CE 的安装文档如下：

• MacOS：https://docs.docker.com/docker-for-mac/install/
• Windows：https://docs.docker.com/docker-for-windows/install/
• Ubuntu：https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/ubuntu/
• Debian：https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/debian/
• CentOS：https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/centos/
• Fedora：https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/fedora/
• 其他 Linux 发行版：https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/binaries/

博主这里以 Ubuntu 系统为例：

卸载旧版本

Docker 的旧版本被称为 docker，docker.io 或 docker-engine ，如果已安装，先卸载原有Docker：

sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc

安装Docker

在此我们安装Docker社区版，也就是Docker Engine-Community ，有两种安装方式，分别是使用 Docker 仓库进行安装 和 Shell脚本进行安装，这里我们通过Docker仓库进行安装

首次安装 Docker Engine-Community 之前，需要设置 Docker 仓库，之后可以从仓库安装和更新 Docker

1.更新 apt 包索引：

sudo apt-get update

2.安装 apt 依赖包，用于通过HTTPS来获取仓库:

sudo apt-get install \
    apt-transport-https \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg-agent \
    software-properties-common

3.添加 Docker 的官方 GPG 密钥：

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

4.9DC8 5822 9FC7 DD38 854A E2D8 8D81 803C 0EBF CD88 通过搜索指纹的后8个字符，验证现在是否拥有带有指纹的密钥：

sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88

5.使用以下指令设置稳定版仓库

sudo add-apt-repository \
   "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
   $(lsb_release -cs) \
   stable"

安装 Docker Engine-Community

1.更新apt包索引

sudo apt-get update

2.安装最新版本的 Docker Engine-Community 和 containerd ，或者转到下一步安装特定版本：

sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

3.如果想自定义版本 Docker Engine-Community ，可列出可用版本，自己选择

4.测试 Docker 是否安装成功，输入以下指令验证

docker version

安装成功：

Version:           19.03.5
 API version:       1.40
 Go version:        go1.12.12
 Git commit:        633a0ea838
 Built:             Wed Nov 13 07:29:52 2019
 OS/Arch:           linux/amd64
 Experimental:      false

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3.Docker使用

输出 hello world
Docker 允许你在容器内运行应用程序， 使用 docker run 命令来在容器内运行一个应用程序，比如输出 hello world

docker run ubuntu:18.04 /bin/echo "hello world"

参数解析：

• docker: Docker 的二进制执行文件
• run: 与前面的 docker 组合来运行一个容器
• ubuntu:18.04 指定要运行的镜像，Docker 首先从本地主机上查找镜像是否存在，如果不存在，Docker 就会从镜像仓库 Docker Hub 下载公共镜像
• /bin/echo “Hello world”: 在启动的容器里执行的命令

运行交互式的容器

通过 docker 的两个参数 -i -t，让 docker 运行的容器实现"对话"的能力：

docker run -i -t ubuntu:18.04 /bin/bash

参数解析：

• -t: 在新容器内指定一个伪终端或终端
• -i: 允许你对容器内的标准输入 (STDIN) 进行交互

注意第二行 root@6c43359b8b15:/#，说明已经进入 ubuntu18.04 系统的容器，可以查看当前目录与系统版本信息

可以通过 exit 命令退出当前系统

exit

启动容器

使用以下命令创建一个以进程方式运行的容器

 docker run -d ubuntu:15.10 /bin/sh -c "while true; do echo hello world; sleep 1; done"

可以看到输出结果并没有之前的 “hello world”，而是一个长字符换；这个长字符串叫做容器 ID，对每个容器来说都是唯一的，我们可以通过容器 ID 来查看对应的容器情况

首先需要确认容器有在运行，可以通过 docker ps 命令来查看

docker ps

参数解析：

• CONTAINER ID: 容器 ID
• IMAGE: 使用的镜像
• COMMAND: 启动容器时运行的命令
• CREATED: 容器的创建时间
• STATUS: 容器状态
• PORTS: 容器的端口信息和使用的连接类型（tcp\udp）
• NAMES: 自动分配的容器名称

在宿主主机内使用 docker logs 命令，查看容器内的标准输出

docker logs 2b1b7a428627

关闭容器

通过docker ps 查看想要终止的容器ID，通过docker stop id 命令关闭容器

docker stop aa851391f865

可以看到终止正在运行的容器之后，通过 docker ps 查询没有正在运行的容器 ；如果想重新开启已关闭的容器，首先通过 docker ps -a 查看所有容器之后再通过命令 docker start “开启容器id”即可，如下：

后台运行

部分的场景下，我们希望 docker 的服务是在后台运行的，可以过 -d 指定容器的运行模式，-d 参数默认不会进入容器

docker run -itd --name ubuntu-test ubuntu /bin/bash

docker安装Ubuntu、nginx等

docker安装Ubuntu，redis或者mysql等基本原理都一样，这里不一一介绍，基本流程就是可以取官方查支持版本，然后通过 docker pull 命令拉取即可，列举如下：

• docker pull ubuntu 或 docker pull ubuntu:latest
• docker pull mysql:latest
• docker pull nginx:latest
• …

最后可以通过 docker images 命令查看本地所有镜像

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4.Docker架构

之前说到的docker的基本架构，了解到Docker 使用的是 C/S 结构，即客户端/服务器体系结构；Docker 客户端与 Docker 服务器进行交互时， Docker 服务端负责构建、运行和分发 Docker 镜像；Docker 客户端和服务端可以运行在一台机器上；可以通过 RESTful 、 stock 或网络接口与远程 Docker 服务端进行通信等

从上图也可以看出Docker的整体架构，包括了五个核心组件：Docker Client、Docker daemon、Docker Image、Docker Registry、Docker Container

1.Docker Client 就是 Docker 的客户端，客户端可以构建，运行和停止应用程序，还可以远程与Docker_Host进行交互，常用docker客户端就是docker命令，可以通过docker命令在host上构建和运行容器

2.Docker daemon是服务器组件，以Linux后台服务的方式运行，是Docker核心的后台进程，也称为守护进程，该进程会在后台启动一个 API Server 来负责docker client的请求，收到的请求将通过Docker daemon 内部的一个路由分发调度，由具体的函数来执行请求

3.Docker Image就是上面说的镜像，可以看作是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数，镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变

4.Docker registry 是存储 docker image 的仓库，运行docker push、docker pull、docker search时，其实是通过 docker daemon 与 docker registry 通信，如图所示：

5.Docker Container（容器）就是 Docker 镜像的运行实例，是真正运行项目程序、消耗系统资源、提供服务的地方，Docker Container 提供了系统硬件环境，可以使用 Docker Images 这些制作好的系统盘，加上项目代码通过 run 命令提供服务

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5.关于DockerFile

Dockerfile 是一个用来构建镜像的文本文件，文本内容包含了一条条构建镜像所需的指令和说明，换句话说就是DockerFile自定义镜像，然后通过Docker命令运行镜像，那么如何使用Dockerfile 自定义镜像呢？以定制Nginx镜像为例：

1.创建一个名为Dockerfile文件，并在文件内添加如下内容：

FROM nginx
RUN echo '这是一个本地构建的nginx镜像' > /usr/share/nginx/html/index.html

构建好的镜像内会有一个 /usr/share/nginx/html/index.html 文件

参数解释：

• FROM：定制的镜像都是基于 FROM 的镜像，这里的 nginx 就是定制需要的基础镜像
• RUN：用于执行 RUN 后面的命令

2.开始构建Nginx镜像，进到 Dockerfile 文件的存放目录下，通过目录下的Dockerfile 构建一个Nginx.test(镜像名称：镜像标签)

//test后面的 . 即为上下文路径，意思是指 docker 在构建镜像，如果需要使用到
//本机的文件（比如复制），docker build 命令得知这个路径后，会将路径下的
//所有内容打包；如果未说明最后一个参数，那么默认上下文路径就是
// Dockerfile 所在的位置
执行命令 ： docker build -t nginx:test .

构建完成之后通过 Docker images 查看下，说明已经成功了：

结语：本文主要介绍了关于Docker的安装、详解以及使用，包括Docker的架构分析等，下篇博客将主要针对于springboot项目如何整合到Docker容器上