Docker
Docker
(1）从VM与Docker框架中，直观上VM多了一层Guest OS，同时Hypervisor会对硬件资源进行虚拟化，docker直接使用硬件资源，所以资源利用率相对docker低。
（2）openstack能够以10台/min的速度创建虚拟机，在docker面前就弱爆了，因为docker是利用宿主机的系统内核，所以可以做到在几秒钟之内创建大量容器，它们的启动速度是在数量级上的差距。Docker的每个隔离环境是进程级的，每个守护进程共用操作系统内核，在隔离环境中打包运行服务必要的依赖。因此每个容器启动非常快，且占用的资源非常少，非常适合用在服务器上部署后台服务。
（3）Docker有着小巧、迁移部署快速、运行高效等特点，但隔离性比服务器虚拟化差；
（4）虚拟机更擅长于彻底隔离整个运行环境。例如，云服务提供商通常采用虚拟机技术隔离不同的用户。而Docker通常用于隔离不同的应用，例如前端，后端以及数据库。
服务器虚拟化解决的核心问题是资源调配，而容器解决的核心问题是应用开发、测试和部署。
（5）VM在宿主机器、宿主机器操作系统的基础上创建虚拟层、虚拟化的操作系统、虚拟化的仓库，再安装应用；Docker容器在宿主机器的操作系统上创建Docker引擎，直接在宿主主机的操作系统上调用硬件资源。
（6）虚拟机虽然可以隔离出很多「子电脑」，但占用空间更大，启动更慢。虚拟机软件可能还要花钱，例如 VMWare。容器技术不需要虚拟出整个操作系统，只需要虚拟一个小规模的环境，类似「沙箱」。运行空间，虚拟机一般要几 GB 到 几十 GB 的空间，而容器只需要 MB 级甚至 KB 级。
（7）虚拟机的 Hypervisor 创建了一个非常牢固的边界，以防止应用程序突破它，而容器的边界不那么强大。
1.初识 Docker
1.1 docker概念
1、Docker 是一个开源的应用容器引擎
2、诞生于 2013 年初，基于 Go 语言实现， dotCloud 公司出品（后改名为Docker Inc）
3、Docker 是一个可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器引擎（好比汽车发动机），然后发布到任何流行的 Linux 机器上。
4、容器是完全使用沙箱机制，相互隔离
5、容器性能开销极低。
6、Docker 从 17.03 版本之后分为 CE（Community Edition: 社区版） 和 EE（Enterprise Edition: 企业版）
docker扮演的是图中鲸鱼的角色，而鲸鱼之上的集装箱就是一个个容器，容器中是我们开发的应用程序（不仅限于web应用），每个容器都有自己独立的环境（环境设置、网络、文件系统…），互不干扰。而每个箱子，又可以打包成一个新的镜像，放到其它服务器的docker环境中直接运行，不再需要重复安装程序运行环境
1.2 docker应用场景
案例一：
前几天，公司一批服务器就要到期了，由于服务器是15年购买的，硬件的性能远比现在新出的云主机低，因此决定把所有服务器都换成新一代服务器，但是张三正准备动手迁移服务器时，内心一阵阵崩溃感涌上心头，仔细一算，每台服务器都要做同样的事情。
1、装jdk、Tomcat、nginx
2、配置jdk环境变量和系统变量
3、配置Tomcat
4、配置nginx
5、安装项目所需的视频解码组件
6、导入项目所需的一些特殊字体
后来决定用docker部署的办法，在每台服务器都把docker安装之后，只需要在其中一台服务器中把Tomcat镜像从镜像仓库拉取下来，把这些配置都设置好，做成一个自己的镜像上传到镜像仓库中，之后在其他几台服务器都下载自己做的镜像，运行于docker中，把代码上传，就万事大吉了。
案例二
前不久的圣诞活动中，公司临时的活动方案在程序员的加班加点中终于上线，但是一上线之后发现推广海报中的中文名字乱码，领导问责测试人员怎么没做好测试，测试很委屈的说我已经测试无数遍并且测试报告都提交了，解决了所有问题才上线的；没办法只能让服务器同事查看正式服务器中的tomcat配置，发现原来 tomcat用了默认编码方式：iso8859-1，而测试环境中是UTF-8。针对这个问题，项目组决定把开发环境迁移到docker中，在测试环境中测试无误后，把镜像打包发布到正式环境中，解决了环境不同导致的问题
1.3 安装docker
Docker可以运行在MAC、Windows、CentOS、UBUNTU等操作系统上，本课程基于CentOS 7 安装Docker。
官网：https://www.docker.com
#yum 包更新到最新
yum update -y
#安装需要的软件包
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
#设置yum源
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
# 安装docker
yum install -y docker-ce
#查看docker版本，验证是否验证成功
docker -v
考虑到从 docker 官方的仓库下载 docker-ce 有时会比较慢，可以使用下述命令将下载网址改为华为的镜像服务器：
sudo sed -i ‘s+download.docker.com+repo.huaweicloud.com/docker-ce+’ /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
1.4 docker相关概念
- 镜像（Image）：Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。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（Container）：镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和对象一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。
- 仓库（Repository）：仓库可看成一个代码控制中心，用来保存镜像。
1.5 配置 Docker 镜像加速器
默认情况下，将来从docker hub（https://hub.docker.com/）上下载docker镜像，太慢。一般都会配置镜像加速器：
- USTC：中科大镜像加速器（https://docker.mirrors.ustc.edu.cn）
- 阿里云
- 网易云
- 腾讯云
阿里云镜像加速器配置
首先登陆阿里云，点击控制台，然后再点击左边的像三字一样的图标，再点击产品与服务，在输入关键字地方搜索“镜像”，会显示容器镜像服务，点击“容器镜像服务”，在左侧的最下方有镜像中心（镜像加速器），点击镜像加速器，复制如下代码到linux执行即可
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors": ["https://88y9upwp.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
2.Docker命令
2.1 进程相关命令
systemctl start docker #启动docker服务
systemctl stop docker #停止docker服务
systemctl restart docker #重启docker服务
systemctl status docker #查看docker服务状态
systemctl enable docker #开机启动docker服务
2.2 镜像相关命令
1、查看镜像: 查看本地所有的镜像
docker images
# 查看所有镜像的id
docker images –q
2、搜索镜像:从网络中查找需要的镜像
#docker search 镜像名称
docker search redis
3、拉取镜像:从Docker仓库下载镜像到本地，镜像名称格式为 名称:版本号，如果版本号不指定则是最新的版本，如果不知道镜像版本，可以去docker hub 搜索对应镜像查看。 https://hub.docker.com/_/docker
#docker pull 镜像名称:版本号
docker pull redis:5.0
docker pull centos:7
docker pull mysql:5.6 | docker pull mysql:8.0.25
docker pull tomcat:8
docker pull nginx
4、删除镜像: 删除本地镜像
#docker rmi 镜像id
docker rmi `docker images -q`
2.3 容器相关命令
1、查看容器
docker ps # 查看正在运行的容器
docker ps –a # 查看所有容器 （包括没有运行的容器）
2、创建并启动容器
#docker run -it | -id --name=容器名称 镜像名称:版本 /bin/bash
docker run -it --name=c1 centos:7 /bin/bash #创建并自动进入容器,当输入exit 退出容器并回到宿主机
docker -id --name=c2 centos:7 #创建容器 但不进入容器
参数说明：
-i：保持容器运行。通常与 -t 同时使用。加入it这两个参数后，容器创建后自动进入容器中，退出容器后（执行命令exit），容器自动关闭
-t：为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用
-d：以守护（后台）模式运行容器。创建一个容器在后台运行，需要使用docker exec 进入容器。退出后，容器不会关闭
/bin/bash 这是表示载入容器后运行bash ,docker中必须要保持一个进程的运行，要不然整个容器就会退出。这个就表示启动容器后启动bash。默认会启动一个bash，可以忽略不写
3、进入容器
#docker exec 参数 /bin/bash #进入容器 注意 此处的/bin/bash不能省略
docker -id --name=c2 centos:7
docker exec -it c2 /bin/bash
exit #此时容器还是在运行着的
4、启动容器
#docker start 容器名称
docker start c1
5、停止容器运行
docker stop 容器名
6、删除容器
#docker rm 容器名称 #如果容器是运行状态则删除失败，需要停止容器才能删除
docker rm c1
7、查看容器信息
#docker inspect 容器名称
docker inspect c1
8、查看docker日志
#docker logs --tail 行数 -f 容器名 #查看某个容器末尾300行的日志内容
docker logs --tail 300 -f app-jar
9、docker容器安装命令
apt-get update
apt-get -y install net-tools | yum .....
10、用于容器与主机之间的数据拷贝
#将主机/root/123.war文件拷贝到容器96f7f14e99ab的/root目录下
docker cp /root/123.war 96f7f14e99ab:/root/
#将容器96f7f14e99ab的/www目录拷贝到主机的/tmp目录中
docker cp 96f7f14e99ab:/root /tmp/
4.Docker应用部署
Nginx部署
1、搜索nginx镜像
docker search nginx
2、拉取nginx镜像
docker pull nginx
3、创建目录
mkdir nginx
cd nginx
mkdir conf
cd conf
vim nginx.conf
4、编写nginx.conf配置文件
user nginx;
worker_processes 1;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
pid /var/run/nginx.pid;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include /etc/nginx/mime.types;
default_type application/octet-stream;
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
access_log /var/log/nginx/access.log main;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}
说明：
第四步其实可以省略，默认创建一个nginx容器，会在/etc/nginx/目录下生成一个叫nginx.conf的配置文件，nginx容器启动会去加载该文件，该文件的内容和第四步配置文件的内容相同。这个文件的末尾有include /etc/nginx/conf.d/*.conf;这句话，也就说在conf.d目录下并且以conf结尾的文件都会被加载，而这个目录下只有一个配置文件就是default.conf，default.conf文件的内容配置了一个server节点，以及默认访问nginx的目录和首页（/html/index.html）
5、创建nginx容器、端口映射、目录挂载
docker run -id --name=c_nginx \
-p 80:80 \ #左边是对外开放的端口，右边是JAR端口
-v /root/nginx/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \ #不挂载这个配置文件也是可以的
-v /root/nginx/logs:/var/log/nginx \ #nginx容器默认的日志文件保存到/var/log/nginx目录下
-v /root/nginx/html:/usr/share/nginx/html \ #nginx默认会去访问/usr/share/nginx/html下的index.html
nginx
docker run -id --name=c_nginx -p 80:80 nginx
如果你不想挂载，所有的都可以不挂载，如果所有的都不挂载，默认情况，当创建nginx容器时，在/etc/nginx/目录下有nginx.conf这个文件，这个文件是nginx的配置文件，nginx容器启动的时候会去读这个配置文件
在宿主机的/root/nginx/html目录下新建 index.html，让其同步到/usr/share/nginx/html目录下
测试访问：http://192.168.128.130/
5.Docker镜像制作
5.1 Linux文件系统组成
Linux文件系统组成由bootfs和rootfs两部分
- bootfs：包含bootloader（引导加载程序）和 kernel（内核）
- rootfs： root文件系统，包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件不同的linux发行版，bootfs基本一样，而rootfs不同，如ubuntu，centos等
思考：
- Docker 镜像本质是什么？
- Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？
- Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？
5.2 Docker 镜像原理
- Docker镜像是由一层一层的文件系统叠加而成，最底端是 bootfs，并使用宿主机的bootfs ，第二层是 root文件系统rootfs，称为base image，然后再往上可以叠加其他的镜像文件，这种层级的文件系统被称之为UnionFS，统一文件系统（Union File System）技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统
- 一个镜像可以放在另一个镜像的上面。位于下面的镜像称为父镜像，最底部的镜像成为基础镜像，当从一个镜像启动容器时，Docker会在最顶层加载一个读写文件系统作为容器
1.Docker 镜像本质是一个分层文件系统
2.我们下载tomcat镜像大小是600+MB，是因为里面还包含了jdk和centos这两个镜像层，所以很大，另外需要注意一点的是，这个tomcat镜像里面包含了jdk镜像和centos基础镜像，为什么基础镜像是centos而不是ubuntu呢？这是有做这个tomcat镜像的发行商决定的。
3.我们下载centos镜像很小，是因为而centos镜像层复用了宿主机的bootfs，下载的只有rootfs，所以centos是很小的
说明：docker内核和宿主机共内核，也就是bootfs，至于rootfs发行版本，可以使和宿主机一样是centos、也可以是ubuntu或者其他的，如：docker pull centos，然后做一个容器，那么docker的发行版本是centos，进入docker容器，通过输入命令： cat /etc/redhat-release 可以查看； docker pull ubuntu，然后做一个容器，则发行版本是ubuntu，进入docker容器
5.3 Docker镜像制作
5.3.1 普通方式
我们可以在容器去部署应用，然后把容器转为镜像给测试人员用，由于镜像是不能直接传输的，所以我们将新的镜像转成压缩文件，给测试人员。测试人员把我们的压缩文件还原成一个新的镜像
docker commit 容器id 镜像名称:版本号 #把容器做成镜像
docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号 #把镜像做成压缩包，放到宿主机的某个位置
docker load –i 压缩文件名称 #别人（测试人员）加载镜像（压缩包）
注意事项：容器转为镜像，如果容器有挂载的内容，做成新镜像的时候，挂载的内容是不会载入到镜像里面的
案例一：制作centos-java镜像
1、首先创建一个centos容器
docker pull centos:7.9.2009
docker run -it --name=centos centos:7.9.2009 /bin/bash
2、安装JDK
2.1下载jdk-8u151-linux-x64.tar.gz到容器的home目录里面
wget http://192.168.0.222:9000/%e5%b7%a5%e5%85%b7/CentOS%e5%b8%b8%e7%94%a8%e8%bd%af%e4%bb%b6/jdk-8u151-linux-x64.tar.gz
2.2配置JDK环境变量
tar -xzvf jdk-8u151-linux-x64.tar.gz
2.3配置profile：
vi /etc/profile
2.4在最下面加上：
export JAVA_HOME=/home/jdk1.8.0_151
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
2.5使配置生效：
source /etc/profile
2.6检查jdk：
java -version
2.7重启后环境变量仍生效在/etc/bashrc最下面加上：
export JAVA_HOME=/home/jdk1.8.0_151
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
由于每次启动终端的时候，都会执行 /etc/bashrc ，所以可以把source /etc/profile 命令** 写入到 /etc/bashrc 文件中，实现环境变量立刻全面生效的效果。
2.8退出容器
[root@cce867bb4e32 /]# exit
2.9重启容器
docker start cce867bb4e32
2.10进行容器验证JDK是否有效
docker exec -it cce867bb4e32 /bin/bash
2.11检查jdk：
java -version
3、把centos7容器做成镜像
docker commit 6598a89db5f6 centos7-java8:1.0
docker images #可以查看到centos7-java8:1.0镜像
4、把镜像做成压缩包 放到宿主机的某个位置
docker save -o woniu_tomcat.tar centos7-java8:1.0 #-o:output 压缩文件保存到/root目录下
5、把压缩文件载入镜像（第三方载入该压缩包）
docker load -i centos7-java8.tar #镜像加载 -i （input）
docker images
6、用centos7-java8:1.0镜像做容器
docker run -id --name=centos7-java8 centos7-java8:1.0
docker exec -it centos7-java8 /bin/bash #进入容器
#或者启动并进入容器
docker run -it --name=centos7-java8 centos7-java8:1.0 /bin/bash
5.3.2 dockerfile方式
它是用来制作docker镜像的一个文本文件,文件包含了一条条的指令，每一条指令构建一层，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像，对于开发人员：可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境，对于测试人员：可以直接拿开发时所构建的镜像或者用Dockerfile文件构建一个新的镜像开始工作了，对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝移植
Dochub网址：https://hub.docker.com
Dockerfile关键字
| 关键字 | 作用 | 备注 |
|---|---|---|
| FROM | 指定父镜像 | 指定dockerfile基于那个image构建 |
| MAINTAINER | 作者信息 | 用来标明这个dockerfile谁写的 |
| LABEL | 标签 | 用来标明dockerfile的标签 可以使用Label代替Maintainer 最终都是在docker image基本信息中可以查看 |
| RUN | 执行命令 | 执行一段命令 默认是/bin/sh 格式: RUN command 或者 RUN [“command” , “param1”,“param2”] |
| CMD | 容器启动命令 | 提供启动容器时候的默认命令 和ENTRYPOINT配合使用.格式 CMD command param1 param2 或者 CMD [“command” , “param1”,“param2”] |
| ENTRYPOINT | 入口 | 一般在制作一些执行就关闭的容器中会使用 |
| COPY | 复制文件 | build的时候复制文件到image中 |
| ADD | 添加文件 | build的时候添加文件到image中 不仅仅局限于当前build上下文 可以来源于远程服务, ADD 源路径 目标路径 |
| ENV | 环境变量 | 指定build时候的环境变量 可以在启动的容器的时候 通过-e覆盖 格式ENV name=value |
| ARG | 构建参数 | 构建参数 只在构建的时候使用的参数 如果有ENV 那么ENV的相同名字的值始终覆盖arg的参数 |
| VOLUME | 定义外部可以挂载的数据卷 | 指定build的image那些目录可以启动的时候挂载到文件系统中 启动容器的时候使用 -v 绑定 格式 VOLUME [“目录”] |
| EXPOSE | 暴露端口 | 定义容器运行的时候监听的端口 启动容器的使用-p来绑定暴露端口 格式: EXPOSE 8080 或者 EXPOSE 8080/udp |
| WORKDIR | 工作目录 | 指定容器内部的工作目录 如果没有创建则自动创建 如果指定/ 使用的是绝对地址 如果不是/开头那么是在上一条workdir的路径的相对路径 |
| USER | 指定执行用户 | 指定build或者启动的时候 用户 在RUN CMD ENTRYPONT执行的时候的用户 |
| HEALTHCHECK | 健康检查 | 指定监测当前容器的健康监测的命令 基本上没用 因为很多时候 应用本身有健康监测机制 |
| ONBUILD | 触发器 | 当存在ONBUILD关键字的镜像作为基础镜像的时候 当执行FROM完成之后 会执行 ONBUILD的命令 但是不影响当前镜像 用处也不怎么大 |
| STOPSIGNAL | 发送信号量到宿主机 | 该STOPSIGNAL指令设置将发送到容器的系统调用信号以退出。 |
| SHELL | 指定执行脚本的shell | 指定RUN CMD ENTRYPOINT 执行命令的时候 使用的shell |
案例1：需求自定义centos7镜像。要求如下：
1、默认登录路径为 /usr
2、可以使用vim
步骤1：创建centos-dockerfile文件
mkdir docker-file
cd docker-file
[root@localhost docker-file]# vim centos-dockerfile
步骤2：文件内容如下
FROM centos:7 #原镜像
MAINTAINER woniu .cn>
RUN yum install -y vim
WORKDIR /usr
CMD /bin/bash
说明：
定义父镜像：FROM centos:7
定义作者信息：MAINTAINER woniu [email protected]
执行安装vim命令： RUN yum install -y vim
定义默认的工作目录：WORKDIR /usr
定义容器启动执行的命令：CMD /bin/bash
步骤3：通过dockerfile文件构建镜像
语法：docker build –f dockerfile的文件路径 –t 镜像名称:版本 .
[root@localhost docker-file]# docker build -f ./centos-dockerfile -t woniu_centos:1 .
[root@localhost docker-file]# docker images
注意事项：
利用当前centos-dockerfile文件构建镜像 -t woniu_centos:1 指定新镜像的名称和版本, 后面的 . 不能省略
参数：-f 表示dockerfile -t 表示tag
案例2：定义dockerfile文件构建镜像，发布springboot项目
步骤1：创建dockerfile文件并编写内容
[root@localhost docker-file]#vim springboot-dockerfile
编写内容如下：
FROM java:8
MAINTAINER woniu.cn>
ADD springboot.jar app.jar
CMD java -jar /app.jar
说明：
ADD springboot.jar app.jar 表示把宿主机的springboot.jar复制到镜像里并更名为app.jar,当用镜像做容器时，app.jar默认在容器的根目录
步骤2：通过dockerfile构建镜像
[root@localhost docker-file]# docker build -f ./springboot-dockerfile -t springboot-app:1.0 .
[root@localhost docker-file]# docker images
步骤3：通过springboot-app:1.0镜像创建容器
[root@localhost docker-file]# docker run -it --name=app -p 8080:8080 springboot-app:1.0
[root@localhost docker-file]#docker logs --tail 100 -f app #查看app容器的日志 末尾100行
[email protected]
ADD springboot.jar app.jar
CMD java -jar /app.jar
> 说明：
>
> ADD springboot.jar app.jar 表示把宿主机的springboot.jar复制到镜像里并更名为app.jar,当用镜像做容器时，app.jar默认在容器的根目录
步骤2：通过dockerfile构建镜像
~~~powershell
[root@localhost docker-file]# docker build -f ./springboot-dockerfile -t springboot-app:1.0 .
[root@localhost docker-file]# docker images
步骤3：通过springboot-app:1.0镜像创建容器
[root@localhost docker-file]# docker run -it --name=app -p 8080:8080 springboot-app:1.0
[root@localhost docker-file]#docker logs --tail 100 -f app #查看app容器的日志 末尾100行