Docker学习笔记

一、初识Docker

1.Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

• Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
• Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

2.Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题

        Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行 

什么是Docker：

帮助我们快速构建应用镜像、交付应用、运行应用的技术

什么是镜像：

将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起就是镜像

什么是容器：

镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器

Docker工作流：

构建自定义镜像或者从 DockerRegistry 拉取镜像根据镜像创建容器，并运行

3.Docker和虚拟机的差异：

• docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统
• docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

二、 Docker基本操作

 (一)镜像操作命令

docker images        查看本地镜像

docker rmi                删除镜像

docker pull                拉去镜像

docker push           推送镜像 

     

docker save                保存镜像为tar包

docker load                将tar包转换为镜像

(二)容器操作

容器保护三个状态：

• 运行：进程正常运行

• 暂停：进程暂停，CPU不再运行，并不释放内存

• 停止：进程终止，回收进程占用的内存、CPU等资源

其中：

• docker run name：创建并运行一个容器，处于运行状态

• docker pause name：让一个运行的容器暂停

• docker unpause name：让一个容器从暂停状态恢复运行

• docker stop name：停止一个运行的容器

• docker start name：让一个停止的容器再次运行

• docker rm name：删除一个容器

 

 1).案例一：创建并运行一个容器

创建并运行nginx容器的命令：

docker run --name mn-p 80:80 -d nginx

命令解读：

• docker run ：创建并运行一个容器

• --name : 给容器起一个名字，比如叫做mn

• -p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口(这一般不改)

• -d：后台运行容器

• nginx：镜像名称，例如nginx

这里的-p参数，是将容器端口映射到宿主机端口。

默认情况下，容器是隔离环境，我们直接访问宿主机的80端口，肯定访问不到容器中的nginx。

现在，将容器的80与宿主机的80关联起来，当我们访问宿主机的80端口时，就会被映射到容器的80，这样就能访问到nginx了。

 2）案例二：进入容器，修改文件

1）进入容器。进入我们刚刚创建的nginx容器的命令为：

docker exec -it mn bash

命令解读：

• docker exec ：进入容器内部，执行一个命令

• -it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互

• mn ：要进入的容器的名称

• bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

小结

docker run命令的常见参数有哪些？

• --name：指定容器名称

• -p：指定端口映射

• -d：让容器后台运行

查看容器日志的命令：

• docker logs

• 添加 -f 参数可以持续查看日志

查看容器状态：

• docker ps

• docker ps -a 查看所有容器，包括已经停止的

 

 （三）数据卷（容器数据管理）

数据卷（volume）是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

一旦完成数据卷挂载，对容器的一切操作都会作用在数据卷对应的宿主机目录了。

这样，我们操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html目录，就等于操作容器内的/usr/share/nginx/html目录了 

（1） 数据集操作命令

①数据卷操作的基本语法如下：

docker volume [COMMAND] name

②docker volume命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：

• create 创建一个volume

• inspect 显示一个或多个volume的信息

• ls 列出所有的volume

• prune 删除未使用的volume

• rm 删除一个或多个指定的volume

 

（2）创建和查看数据卷

需求：创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

① 创建数据卷

docker volume create html

② 查看所有数据

docker volume ls

结果：

③ 查看数据卷详细信息卷

docker volume inspect html

结果：

 

可以看到，我们创建的html这个数据卷关联的宿主机目录为/var/lib/docker/volumes/html/_data目录。

 

小结：

数据卷的作用：

• 将容器与数据分离，解耦合，方便操作容器内数据，保证数据安全

数据卷操作：

• docker volume create name：创建数据卷

• docker volume ls name：查看所有数据卷

• docker volume inspect name：查看数据卷详细信息，包括关联的宿主机目录位置

• docker volume rm name：删除指定数据卷

• docker volume prune name：删除所有未使用的数据卷

 （3）挂载数据卷

我们在创建容器时，可以通过 -v 参数来挂载一个数据卷到某个容器内目录，命令格式如下：

docker run \
  --name mn \
  -v html:/root/html \
  -p 8080:80
  nginx \

这里的-v就是挂载数据卷的命令：

• -v html:/root/htm ：把html数据卷挂载到容器内的/root/html这个目录中

（4）案例一：给nginx挂载数据卷

需求：创建一个nginx容器，修改容器内的html目录内的index.html内容

分析：上个案例中，我们进入nginx容器内部，已经知道nginx的html目录所在位置/usr/share/nginx/html ，我们需要把这个目录挂载到html这个数据卷上，方便操作其中的内容。

提示：运行容器时使用 -v 参数挂载数据卷

步骤：

① 创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录

docker run --name mn -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx

② 进入html数据卷所在位置，并修改HTML内容

# 查看html数据卷的位置
docker volume inspect html
# 进入该目录
cd /var/lib/docker/volumes/html/_data
# 修改文件
vi index.html

（6）案例-给MySQL挂载本地目录

容器不仅仅可以挂载数据卷，也可以直接挂载到宿主机目录上。关联关系如下：

• 带数据卷模式：宿主机目录 --> 数据卷 ---> 容器内目录

• 直接挂载模式：宿主机目录 ---> 容器内目录

如图：

 

语法：

目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：

• -v [宿主机目录]:[容器内目录]

• -v [宿主机文件]:[容器内文件]

需求：创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器

实现思路如下：

1）导入mysql镜像

2）创建目录/tmp/mysql/data

3）创建目录/tmp/mysql/conf，将课前资料提供的hmy.cnf文件上传到/tmp/mysql/conf

4）去DockerHub查阅资料，创建并运行MySQL容器，要求：

① 挂载/tmp/mysql/data到mysql容器内数据存储目录

② 挂载/tmp/mysql/conf/hmy.cnf到mysql容器的配置文件

③ 设置MySQL密码

小结:

docker run的命令中通过 -v 参数挂载文件或目录到容器中：

• -v volume名称:容器内目录

• -v 宿主机文件:容器内文

• -v 宿主机目录:容器内目录

数据卷挂载与目录直接挂载的

• 数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找

• 目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

（4） Dockerfile自定义镜像

镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。

我们以MySQL为例，来看看镜像的组成结构：

简单来说，镜像就是在系统函数库、运行环境基础上，添加应用程序文件、配置文件、依赖文件等组合，然后编写好启动脚本打包在一起形成的文件。 

我们要构建镜像，其实就是实现上述打包的过程。

（1）Dockerfile语法

构建自定义的镜像时，并不需要一个个文件去拷贝，打包。

我们只需要告诉Docker，我们的镜像的组成，需要哪些BaseImage、需要拷贝什么文件、需要安装什么依赖、启动脚本是什么，将来Docker会帮助我们构建镜像。

而描述上述信息的文件就是Dockerfile文件。

Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层Layer。

 更新详细语法说明，请参考官网文档： Dockerfile reference | Docker DocumentationDockerfiles use a simple DSL which allows you to automate the steps you would normally manually take to create an image.https://docs.docker.com/engine/reference/builder

 

（2）基于java8构建Java项目

虽然我们可以基于Ubuntu基础镜像，添加任意自己需要的安装包，构建镜像，但是却比较麻烦。所以大多数情况下，我们都可以在一些安装了部分软件的基础镜像上做改造。

例如，构建java项目的镜像，可以在已经准备了JDK的基础镜像基础上构建。

需求：基于java:8-alpine镜像，将一个Java项目构建为镜像

实现思路如下：

• ① 新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile

• ② 拷贝课前资料提供的docker-demo.jar到这个目录中

• ③ 编写Dockerfile文件：

  • a ）基于java:8-alpine作为基础镜像

  • b ）将app.jar拷贝到镜像中

  • c ）暴露端口

  • d ）编写入口ENTRYPOINT

    内容如下：

    FROM java:8-alpine
    COPY ./app.jar /tmp/app.jar
    EXPOSE 8090
    ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar
    

• ④ 使用docker build命令构建镜像

• ⑤ 使用docker run创建容器并运行

 

小结

1. Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程

2. Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建

3. 基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如：java:8-alpine

 

（5）Docker-Compose

Docker Compose可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！

Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。格式如下：

version: "3.8"
 services:
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
     MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123 
    volumes:
     - "/tmp/mysql/data:/var/lib/mysql"
     - "/tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf"
  web:
    build: .
    ports:
     - "8090:8090"

上面的Compose文件就描述一个项目，其中包含两个容器：

• mysql：一个基于mysql:5.7.25镜像构建的容器，并且挂载了两个目录

• web：一个基于docker build临时构建的镜像容器，映射端口时8090

DockerCompose的详细语法参考官网：Compose specification | Docker DocumentationCompose file referencehttps://docs.docker.com/compose/compose-file/

其实DockerCompose文件可以看做是将多个docker run命令写到一个文件，只是语法稍有差异。

案例一：部署微服务集群

需求：将之前学习的cloud-demo微服务集群利用DockerCompose部署

4.3.1.compose文件

编写好docker-compose.yml文件，而且每个微服务都准备了一个独立的目录：

内容如下：

version: "3.2"
​
services:
  nacos:
    image: nacos/nacos-server
    environment:
      MODE: standalone
    ports:
      - "8848:8848"
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - "$PWD/mysql/data:/var/lib/mysql"
      - "$PWD/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d/"
  userservice:
    build: ./user-service
  orderservice:
    build: ./order-service
  gateway:
    build: ./gateway
    ports:
      - "10010:10010"

可以看到，其中包含5个service服务：

• nacos：作为注册中心和配置中心

  • image: nacos/nacos-server： 基于nacos/nacos-server镜像构建

  • environment：环境变量

    • MODE: standalone：单点模式启动

  • ports：端口映射，这里暴露了8848端口

• mysql：数据库

  • image: mysql:5.7.25：镜像版本是mysql:5.7.25

  • environment：环境变量

    • MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123：设置数据库root账户的密码为123

  • volumes：数据卷挂载，这里挂载了mysql的data、conf目录，其中有我提前准备好的数据

• userservice、orderservice、gateway：都是基于Dockerfile临时构建的

 查看微服务目录，可以看到都包含Dockerfile文件：

 

内容如下：

FROM java:8-alpine
COPY ./app.jar /tmp/app.jar
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

修改微服务配置

因为微服务将来要部署为docker容器，而容器之间互联不是通过IP地址，而是通过容器名。这里我们将order-service、user-service、gateway服务的mysql、nacos地址都修改为基于容器名的访问。

如下所示：

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://mysql:3306/cloud_order?useSSL=false
    username: root
    password: 123
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
  application:
    name: orderservice
  cloud:
    nacos:
      server-addr: nacos:8848 # nacos服务地址

 

打包

接下来需要将我们的每个微服务都打包。因为之前查看到Dockerfile中的jar包名称都是app.jar，因此我们的每个微服务都需要用这个名称。

可以通过修改pom.xml中的打包名称来实现，每个微服务都需要修改：

 
  app
 
   
      org.springframework.boot
      spring-boot-maven-plugin
   
 

 打包后：

 

部署

最后，我们需要将文件整个cloud-demo文件夹上传到虚拟机中，理由DockerCompose部署。

上传到任意目录：

部署：

进入cloud-demo目录，然后运行下面的命令：

docker-compose up -d

（6）搭建私有镜像仓库

参考文件

5.2.推送、拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下：

① 重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：192.168.150.101:8080/

docker tag nginx:latest 192.168.150.101:8080/nginx:1.0 

② 推送镜像

docker push 192.168.150.101:8080/nginx:1.0 

③ 拉取镜像 

docker pull 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

 

小结
 

• 推送本地镜像到仓库前都必须重命名(docker tag)镜像，以镜像仓库地址为前缀
• 镜像仓库推送前需要把仓库地址配置到docker服务的daemon.json文件中，被docker信任
• 推送使用docker push命令
• 拉取使用docker pull命令