Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第1张图片

《Docker》是微服务在企业落地的最后一块拼图。微服务项目由于拆分粒度细,服务部署环境复杂,部署实例很多,维护困难。而Docker则可以解决项目部署的各种环境问题,让开发、运维一体化,真正实现持续集成、持续部署。大大提高企业项目开发到部署的效率。

同学们,在前两天我们学习了Linux操作系统的常见命令以及如何在Linux上部署一个单体项目。大家想一想自己最大的感受是什么?

我相信,除了个别天赋异禀的同学以外,大多数同学都会有相同的感受,那就是麻烦。核心体现在三点:

  • 命令太多了,记不住
  • 软件安装包名字复杂,不知道去哪里找
  • 安装和部署步骤复杂,容易出错

其实上述问题不仅仅是新手,即便是运维在安装、部署的时候一样会觉得麻烦、容易出错。

特别是我们即将进入微服务阶段学习,微服务项目动辄就是几十台、上百台服务需要部署,有些大型项目甚至达到数万台服务。而由于每台服务器的运行环境不同,你写好的安装流程、部署脚本并不一定在每个服务器都能正常运行,经常会出错。这就给系统的部署运维带来了很多困难。

那么,有没有一种技术能够避免部署对服务器环境的依赖,减少复杂的部署流程呢?

答案是肯定的,这就是我们今天要学习的Docker技术。你会发现,有了Docker以后项目的部署如丝般顺滑,大大减少了运维工作量。

即便你对Linux不熟悉,你也能轻松部署各种常见软件、Java项目

通过今天的学习,希望大家能达成下面的学习目标:

  • 能利用Docker部署常见软件
  • 能利用Docker打包并部署Java应用
  • 理解Docker数据卷的基本作用
  • 能看懂DockerCompose文件

1.快速入门

要想让Docker帮我们安装和部署软件,肯定要保证你的机器上有Docker. 由于大家的操作系统各不相同,安装方式也不同。为了便于大家学习,我们统一在CentOS的虚拟机中安装Docker,统一学习环境。

注意:使用MacBook的同学也请利用 VMwareFusion来安装虚拟机,并在虚拟机中学习Docker使用。

安装方式参考文档:《安装Docker》

1.1.部署MySQL

首先,我们利用Docker来安装一个MySQL软件,大家可以对比一下之前传统的安装方式,看看哪个效率更高一些。

如果是利用传统方式部署MySQL,大概的步骤有:

  • 搜索并下载MySQL安装包
  • 上传至Linux环境
  • 编译和配置环境
  • 安装

而使用Docker安装,仅仅需要一步即可,在命令行输入下面的命令(建议采用CV大法):

docker run -d \
  --name mysql2 \
  -p 3306:3306 \
  -e TZ=Asia/Shanghai \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
  mysql

运行效果如图:

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第2张图片

MySQL安装完毕!通过任意客户端工具即可连接到MySQL.

大家可以发现,当我们执行命令后,Docker做的第一件事情,是去自动搜索并下载了MySQL,然后会自动运行MySQL,我们完全不用插手,是不是非常方便。

而且,这种安装方式你完全不用考虑运行的操作系统环境,它不仅仅在CentOS系统是这样,在Ubuntu系统、macOS系统、甚至是装了WSL的Windows下,都可以使用这条命令来安装MySQL。

要知道,不同操作系统下其安装包、运行环境是都不相同的!如果是手动安装,必须手动解决安装包不同、环境不同的、配置不同的问题

而使用Docker,这些完全不用考虑。就是因为Docker会自动搜索并下载MySQL。注意:这里下载的不是安装包,而是镜像。镜像中不仅包含了MySQL本身,还包含了其运行所需要的环境、配置、系统级函数库。因此它在运行时就有自己独立的环境,就可以跨系统运行,也不需要手动再次配置环境了。这套独立运行的隔离环境我们称为容器

说明:

  • 镜像:英文是image
  • 容器:英文是container
因此,Docker安装软件的过程,就是自动搜索下载镜像,然后创建并运行容器的过程。

Docker会根据命令中的镜像名称自动搜索并下载镜像,那么问题来了,它是去哪里搜索和下载镜像的呢?这些镜像又是谁制作的呢?

Docker官方提供了一个专门管理、存储镜像的网站,并对外开放了镜像上传、下载的权利。Docker官方提供了一些基础镜像,然后各大软件公司又在基础镜像基础上,制作了自家软件的镜像,全部都存放在这个网站。这个网站就成了Docker镜像交流的社区:

Docker

基本上我们常用的各种软件都能在这个网站上找到,我们甚至可以自己制作镜像上传上去。

像这种提供存储、管理Docker镜像的服务器,被称为DockerRegistry,可以翻译为镜像仓库。DockerHub网站是官方仓库,阿里云、华为云会提供一些第三方仓库,我们也可以自己搭建私有的镜像仓库。

官方仓库在国外,下载速度较慢,一般我们都会使用第三方仓库提供的镜像加速功能,提高下载速度。而企业内部的机密项目,往往会采用私有镜像仓库。

总之,镜像的来源有两种:

  • 基于官方基础镜像自己制作
  • 直接去DockerRegistry下载

总结一下

Docker本身包含一个后台服务,我们可以利用Docker命令告诉Docker服务,帮助我们快速部署指定的应用。Docker服务部署应用时,首先要去搜索并下载应用对应的镜像,然后根据镜像创建并运行容器,应用就部署完成了。

用一幅图标示如下:

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第3张图片

1.2.命令解读

利用Docker快速的安装了MySQL,非常的方便,不过我们执行的命令到底是什么意思呢?

docker run -d \
  --name mysql \
  -p 3306:3306 \
  -e TZ=Asia/Shanghai \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
  mysql

解读:

  • docker run -d :创建并运行一个容器,-d则是让容器以后台进程运行
  • --name mysql : 给容器起个名字叫mysql,你可以叫别的
  • -p 3306:3306 : 设置端口映射
    • 容器是隔离环境,外界不可访问。但是可以将宿主机端口映射容器内到端口,当访问宿主机指定端口时,就是在访问容器内的端口了。
    • 容器内端口往往是由容器内的进程决定,例如MySQL进程默认端口是3306,因此容器内端口一定是3306;而宿主机端口则可以任意指定,一般与容器内保持一致。
    • 格式: -p 宿主机端口:容器内端口,示例中就是将宿主机的3306映射到容器内的3306端口
  • -e TZ=Asia/Shanghai : 配置容器内进程运行时的一些参数
    • 格式:-e KEY=VALUE,KEY和VALUE都由容器内进程决定
    • 案例中,TZ=Asia/Shanghai设置时区;MYSQL_ROOT_PASSWORD=123是设置MySQL默认密码
  • mysql : 设置镜像名称,Docker会根据这个名字搜索并下载镜像
    • 格式:REPOSITORY:TAG,例如mysql:8.0,其中REPOSITORY可以理解为镜像名,TAG是版本号
    • 在未指定TAG的情况下,默认是最新版本,也就是mysql:latest

镜像的名称不是随意的,而是要到DockerRegistry中寻找,镜像运行时的配置也不是随意的,要参考镜像的帮助文档,这些在DockerHub网站或者软件的官方网站中都能找到。

如果我们要安装其它软件,也可以到DockerRegistry中寻找对应的镜像名称和版本,阅读相关配置即可。

2.Docker基础

接下来,我们一起来学习Docker使用的一些基础知识,为将来部署项目打下基础。具体用法可以参考Docker官方文档:

Docker Docs: How to build, share, and run applications

2.1.常见命令

首先我们来学习Docker中的常见命令,可以参考官方文档:

Use the Docker command line

2.1.1.命令介绍

其中,比较常见的命令有:

命令

说明

文档地址

docker pull

拉取镜像

docker pull

docker push

推送镜像到DockerRegistry

docker push

docker images

查看本地镜像

docker images

docker rmi

删除本地镜像

docker rmi

docker run

创建并运行容器(不能重复创建)

docker run

docker stop

停止指定容器

docker stop

docker start

启动指定容器

docker start

docker restart

重新启动容器

docker restart

docker rm

删除指定容器

docker rm

docker ps

查看容器

docker ps

docker logs

查看容器运行日志

docker logs

docker exec

进入容器

docker exec

docker save

保存镜像到本地压缩文件

docker save

docker load

加载本地压缩文件到镜像

docker load

docker inspect

查看容器详细信息

docker inspect

用一副图来表示这些命令的关系:

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第4张图片

补充:

默认情况下,每次重启虚拟机我们都需要手动启动Docker和Docker中的容器。通过命令可以实现开机自启:

# Docker开机自启
systemctl enable docker

# Docker容器开机自启
docker update --restart=always [容器名/容器id]

2.1.2.演示

教学环节说明:我们以Nginx为例给大家演示上述命令。

# 第1步,去DockerHub查看nginx镜像仓库及相关信息

# 第2步,拉取Nginx镜像
docker pull nginx

# 第3步,查看镜像
docker images
# 结果如下:
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
nginx        latest    605c77e624dd   16 months ago   141MB
mysql        latest    3218b38490ce   17 months ago   516MB

# 第4步,创建并运行Nginx容器
docker run -d --name nginx -p 80:80 nginx

# 第5步,查看运行中容器
docker ps
# 也可以加格式化方式访问,格式会更加清爽
docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"

# 第6步,访问网页,地址:http://虚拟机地址

# 第7步,停止容器
docker stop nginx

# 第8步,查看所有容器
docker ps -a --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"

# 第9步,再次启动nginx容器
docker start nginx

# 第10步,再次查看容器
docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"

# 第11步,查看容器详细信息
docker inspect nginx

# 第12步,进入容器,查看容器内目录
docker exec -it nginx bash
# 或者,可以进入MySQL
docker exec -it mysql mysql -uroot -p

# 第13步,删除容器
docker rm nginx
# 发现无法删除,因为容器运行中,强制删除容器
docker rm -f nginx

2.1.3.命令别名

常用Docker命令起别名,方便我们访问:

# 修改/root/.bashrc文件
vi /root/.bashrc

内容如下:

# .bashrc

# User specific aliases and functions

alias rm='rm -i'
alias cp='cp -i'
alias mv='mv -i'
alias dps='docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"'
alias dis='docker images'

# Source global definitions
if [ -f /etc/bashrc ]; then
        . /etc/bashrc
fi

然后,执行命令使别名生效

source /root/.bashrc

接下来,试试看新的命令吧。

2.2.数据卷

容器是隔离环境,容器内程序的文件、配置、运行时产生的数据都在容器内部,与容器绑定。但在某些情况下这回带来一些问题,大家思考一下:

如果要升级MySQL版本,需要销毁旧容器,那么数据岂不是跟着被销毁了?
MySQL、Nginx容器运行后,如果我要修改其中的某些配置该怎么办?
我想要让Nginx代理容器外部的静态资源怎么办?

可见,配置与数据存放在容器内是非常不方便的,而且容易出现问题。

因此,容器提供程序的运行环境,但是程序运行产生的数据、程序运行依赖的配置都应该与容器解耦

2.2.1.什么是数据卷

数据卷(volume)是一个虚拟目录,是容器内目录宿主机目录之间映射的桥梁。

以Nginx为例,我们知道Nginx中有两个关键的目录:

  • html:放置一些静态资源
  • conf:放置配置文件

如果我们要让Nginx代理我们的静态资源,最好是放到html目录;如果我们要修改Nginx的配置,最好是找到conf下的nginx.conf文件。

但遗憾的是,容器运行的Nginx所有的文件都在容器内部,读写都非常不方便。所以我们通常会利用数据卷将两个目录与宿主机目录关联,方便我们操作。如图:

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第5张图片

在上图中:

  • 我们创建了两个数据卷:confhtml
  • Nginx容器内部的conf目录和html目录分别与两个数据卷关联。
  • 而数据卷conf和html分别指向了宿主机的/var/lib/docker/volumes/conf/_data目录和/var/lib/docker/volumes/html/_data目录

这样以来,容器内的confhtml目录就 与宿主机的confhtml目录关联起来,我们称为挂载。此时,我们操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html/_data就是在操作容器内的/usr/share/nginx/html/_data目录。只要我们将静态资源放入宿主机对应目录,就可以被Nginx代理了。

小提示

/var/lib/docker/volumes这个目录就是默认的存放所有容器数据卷的目录,其下再根据数据卷名称创建新目录,格式为/数据卷名/_data

为什么不让容器目录直接指向宿主机目录呢

  • 因为直接指向宿主机目录就与宿主机强耦合了,如果切换了环境,宿主机目录就可能发生改变了。由于容器一旦创建,目录挂载就无法修改,这样容器就无法正常工作了。
  • 但是容器指向数据卷,一个逻辑名称,而数据卷再指向宿主机目录,就不存在强耦合。如果宿主机目录发生改变,只要改变数据卷与宿主机目录之间的映射关系即可。

不过,我们通过由于数据卷目录比较深,不好寻找,通常我们也允许让容器直接与宿主机目录挂载而不使用数据卷,具体参考2.2.3小节。

2.2.2.数据卷命令

数据卷的相关命令有:

命令

说明

文档地址

docker volume create

创建数据卷

docker volume create

docker volume ls

查看所有数据卷

docker volume ls

docker volume rm

删除指定数据卷

docker volume prune

docker volume inspect

查看某个数据卷的详情

docker volume inspect

docker volume prune

清除数据卷

docker volume prune

注意:容器与数据卷的挂载要在创建容器时配置,对于创建好的容器,是不能设置数据卷的。而且创建容器的过程中,数据卷会自动创建

教学演示环节:演示一下nginx的html目录挂载

# 1.首先创建容器并指定数据卷,注意通过 -v 参数来指定数据卷
docker run -d --name nginx -p 80:80 -v html:/usr/share/nginx/html nginx

# 2.然后查看数据卷
docker volume ls
# 结果
DRIVER    VOLUME NAME
local     29524ff09715d3688eae3f99803a2796558dbd00ca584a25a4bbc193ca82459f
local     html

# 3.查看数据卷详情
docker volume inspect html
# 结果
[
    {
        "CreatedAt": "2024-05-17T19:57:08+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/html/_data",
        "Name": "html",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]

# 4.查看/var/lib/docker/volumes/html/_data目录
ll /var/lib/docker/volumes/html/_data
# 可以看到与nginx的html目录内容一样,结果如下:
总用量 8
-rw-r--r--. 1 root root 497 12月 28 2021 50x.html
-rw-r--r--. 1 root root 615 12月 28 2021 index.html

# 5.进入该目录,并随意修改index.html内容
cd /var/lib/docker/volumes/html/_data
vi index.html

# 6.打开页面,查看效果

# 7.进入容器内部,查看/usr/share/nginx/html目录内的文件是否变化
docker exec -it nginx bash

教学演示环节:演示一下MySQL的匿名数据卷

# 1.查看MySQL容器详细信息
docker inspect mysql
# 关注其中.Config.Volumes部分和.Mounts部分

我们关注两部分内容,第一是.Config.Volumes部分:

{
  "Config": {
    // ... 略
    "Volumes": {
      "/var/lib/mysql": {}
    }
    // ... 略
  }
}

可以发现这个容器声明了一个本地目录,需要挂载数据卷,但是数据卷未定义。这就是匿名卷。

然后,我们再看结果中的.Mounts部分:

{
  "Mounts": [
    {
      "Type": "volume",
      "Name": "29524ff09715d3688eae3f99803a2796558dbd00ca584a25a4bbc193ca82459f",
      "Source": "/var/lib/docker/volumes/29524ff09715d3688eae3f99803a2796558dbd00ca584a25a4bbc193ca82459f/_data",
      "Destination": "/var/lib/mysql",
      "Driver": "local",
    }
  ]
}

可以发现,其中有几个关键属性:

  • Name:数据卷名称。由于定义容器未设置容器名,这里的就是匿名卷自动生成的名字,一串hash值。
  • Source:宿主机目录
  • Destination : 容器内的目录

上述配置是将容器内的/var/lib/mysql这个目录,与数据卷29524ff09715d3688eae3f99803a2796558dbd00ca584a25a4bbc193ca82459f挂载。于是在宿主机中就有了/var/lib/docker/volumes/29524ff09715d3688eae3f99803a2796558dbd00ca584a25a4bbc193ca82459f/_data这个目录。这就是匿名数据卷对应的目录,其使用方式与普通数据卷没有差别。

接下来,可以查看该目录下的MySQL的data文件:

ls -l /var/lib/docker/volumes/29524ff09715d3688eae3f99803a2796558dbd00ca584a25a4bbc193ca82459f/_data

注意:每一个不同的镜像,将来创建容器后内部有哪些目录可以挂载,可以参考DockerHub对应的页面

2.2.3.挂载本地目录或文件

可以发现,数据卷的目录结构较深,如果我们去操作数据卷目录会不太方便。在很多情况下,我们会直接将容器目录与宿主机指定目录挂载。挂载语法与数据卷类似:

# 挂载本地目录
-v 本地目录:容器内目录
# 挂载本地文件
-v 本地文件:容器内文件

注意:本地目录或文件必须以 /./开头,如果直接以名字开头,会被识别为数据卷名而非本地目录名。

例如:

-v mysql:/var/lib/mysql # 会被识别为一个数据卷叫mysql,运行时会自动创建这个数据卷
-v ./mysql:/var/lib/mysql # 会被识别为当前目录下的mysql目录,运行时如果不存在会创建目录

教学演示,删除并重新创建mysql容器,并完成本地目录挂载:

  • 挂载/root/mysql/data到容器内的/var/lib/mysql目录
  • 挂载/root/mysql/init到容器内的/docker-entrypoint-initdb.d目录(初始化的SQL脚本目录)
  • 挂载/root/mysql/conf到容器内的/etc/mysql/conf.d目录(这个是MySQL配置文件目录)

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第6张图片

在课前资料中已经准备好了mysql的init目录和conf目录:

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第7张图片

以及对应的初始化SQL脚本和配置文件:

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第8张图片

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第9张图片

其中,hm.cnf主要是配置了MySQL的默认编码,改为utf8mb4;而hmall.sql则是后面我们要用到的黑马商城项目的初始化SQL脚本。

我们直接将整个mysql目录上传至虚拟机的/root目录下:

Docker快速入门到项目部署,MySQL部署+Nginx部署_第10张图片

接下来,我们演示本地目录挂载:

# 1.删除原来的MySQL容器
docker rm -f mysql

# 2.进入root目录
cd ~

# 3.创建并运行新mysql容器,挂载本地目录
docker run -d \
  --name mysql \
  -p 3306:3306 \
  -e TZ=Asia/Shanghai \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
  -v ./mysql/data:/var/lib/mysql \
  -v ./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d \
  -v ./mysql/init:/docker-entrypoint-initdb.d \
  mysql

# 4.查看root目录,可以发现~/mysql/data目录已经自动创建好了
ls -l mysql
# 结果:
总用量 4
drwxr-xr-x. 2 root    root   20 5月  19 15:11 conf
drwxr-xr-x. 7 polkitd root 4096 5月  19 15:11 data
drwxr-xr-x. 2 root    root   23 5月  19 15:11 init

# 查看data目录,会发现里面有大量数据库数据,说明数据库完成了初始化
ls -l data

# 5.查看MySQL容器内数据
# 5.1.进入MySQL
docker exec -it mysql mysql -uroot -p123
# 5.2.查看编码表
show variables like "%char%";
# 5.3.结果,发现编码是utf8mb4没有问题
+--------------------------+--------------------------------+
| Variable_name            | Value                          |
+--------------------------+--------------------------------+
| character_set_client     | utf8mb4                        |
| character_set_connection | utf8mb4                        |
| character_set_database   | utf8mb4                        |
| character_set_filesystem | binary                         |
| character_set_results    | utf8mb4                        |
| character_set_server     | utf8mb4                        |
| character_set_system     | utf8mb3                        |
| character_sets_dir       | /usr/share/mysql-8.0/charsets/ |
+--------------------------+--------------------------------+

# 6.查看数据
# 6.1.查看数据库
show databases;
# 结果,hmall是黑马商城数据库
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| hmall              |
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)
# 6.2.切换到hmall数据库
use hmall;
# 6.3.查看表
show tables;
# 结果:
+-----------------+
| Tables_in_hmall |
+-----------------+
| address         |
| cart            |
| item            |
| order           |
| order_detail    |
| order_logistics |
| pay_order       |
| user            |
+-----------------+
# 6.4.查看address表数据
+----+---------+----------+--------+----------+-------------+---------------+-----------+------------+-------+
| id | user_id | province | city   | town     | mobile      | street        | contact   | is_default | notes |
+----+---------+----------+--------+----------+-------------+---------------+-----------+------------+-------+
| 59 |       1 | 北京     | 北京   | 朝阳区    | 13900112222 | 金燕龙办公楼   | 李佳诚    | 0          | NULL  |
| 60 |       1 | 北京     | 北京   | 朝阳区    | 13700221122 | 修正大厦       | 李佳红    | 0          | NULL  |
| 61 |       1 | 上海     | 上海   | 浦东新区  | 13301212233 | 航头镇航头路   | 李佳星    | 1          | NULL  |
| 63 |       1 | 广东     | 佛山   | 永春      | 13301212233 | 永春武馆       | 李晓龙    | 0          | NULL  |
+----+---------+----------+--------+----------+-------------+---------------+-----------+------------+-------+
4 rows in set (0.00 sec)

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