docker

转载自：黑马程序员java课程

一、系统发展趋势：实体机——>虚拟机-——>容器

实体机.png

虚拟机.png

容器.png

二、Docker简介

1. Docker概念

问：为什么要用docker？
答：我们写的代码会接触到好几个环境：开发环境、测试环境以及生产环境————水土不服！

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问：docker是什么？
答：

1. Docker 是一个开源的应用容器引擎， 诞生于 2013 年初，基于 Go 语言实现， dotCloud 公司出品（后改名为Docker Inc）
2. Docker 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。
3. 容器是完全使用沙箱机制，相互隔离
4. 容器性能开销极低。
5. Docker 从 17.03 版本之后分为 CE（Community Edition: 社区版） 和 EE（Enterprise Edition: 企业版）

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docker 架构.png

docker 架构.png

Docker Daemon

Daemon是Docker的守护进程，Docker Client通过命令行与Docker Damon通信，完成Docker相关操作。

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。

特性	容器	虚拟机
启动	秒级	分钟级
硬盘使用	一般为MB	一般为GB
性能	接近原生	弱于
系统支持量	单机支持上千个容器	一般几十个

容器.png

虚拟机.png

三、Docker重要命令

1. 服务相关命令

启动docker服务

systemctl start docker

查看docker服务状态

**systemctl status docker**

停止docker服务

systemctl stop docker

重启docker服务

systemctl restart docker

开机启动docker服务

systemctl enable docker

2. 镜像相关命令

查看本地镜像

docker images

搜索镜像(这里以redis为示范)

docker search (redis)

拉取镜像（不加版本号默认latest版本）在https://hub.docker.com/中可进行相应版本镜像的查找

docker pull (redis) # 默认latest版本镜像

docker pull redis:5.0 # 指定镜像版本

删除镜像

docker rmi (IMAGE ID)

docker rmi redis:latest

docker rmi redis:5.0

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获取所有镜像id

docker images -q

删除所有镜像

docker rmi  `docker images -q`

3. 容器相关命令

查看容器

docker ps                       # 查看正在运行的容器

docker ps -a                   # 查看历史的容器

创建容器

docker run -i -t --name=c1 centos:7 /bin/bash     # -i表示容器持续运行 -t给容器分配一个伪终端 --name给容器起名 /bin/bash初始化指令 

docker run -it --name=c1 centos:7 /bin/bash     # -i表示容器持续运行 -t给容器分配一个伪终端 --name给容器起名 /bin/bash初始化指令

-it = -i -t 表示容器一旦创建完成，就进入容器

docker run -id --name=c2 centos:7

-id:表示容器创建完成并不直接进入容器，容器后台运行
更具体地：
-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，退出容器后，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。
-it: 创建的容器一般称为交互式容器，-id创建的容器一般称为守护式容器
--name: 为创建的容器命名。
-v:设置数据卷
进入容器

docker exec -it c2 /bin/bash  

退出容器

exit

启动容器

docker start c2    

停止容器

docker stop c2

删除容器

docker rm c1

docker rm `docker ps -aq` 

查看容器信息

docker inspect c2

四、Docker容器的数据卷

1. 几个问题

问题：Docker容器删除后，在容器中的数据还在吗？
回答：No

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问题：Docker容器和外部机器可以直接交换文件吗？
回答：No

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Docker容器之间如何进行数据交互？
回答：数据卷

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数据卷定义：
数据卷是宿主机中的一个目录或文件
当容器目录和数据卷目录绑定后，对方的修改会立即同步
一个数据卷可以被多个容器同时挂载
一个容器也可以被挂载多个数据卷
数据卷作用：
容器数据持久化
外部机器和容器间接通信
容器之间数据交换

2. 配置数据卷

创建启动容器时，使用-v设置数据卷

docker run ... -v 宿主机目录（文件）:容器内目录（文件）

注：
目录必须为绝对路径
如果目录不存在，会自动创建
可以挂载多个数据卷

docker run -it --name=c2 -v ~/data2:/root/data2 -v ~/data3:/root/data3 centos:7                        # 一个容器挂载两个数据卷示例

# 容器c3 c4共同挂载一个数据卷
docker run -it --name=c3 -v ~/data:/root/data centos:7
docker run -it --name=c4 -v ~/data:/root/data centos:7

3. 数据卷容器

多容器的数据交换

1. 多个容器挂载同一个数据卷
2. 数据卷容器

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注：此时即便是c3删除，c1 c2也能访问数据卷
配置数据卷容器

1. 创建启动c3数据卷容器，使用-v参数设置数据卷

docker run -it --name=c3 -v /volume centos:7 /bin/bash

2. 创建启动c1 c2容器，使用--volumes-from 参数设置数据卷

docker run -it --name=c1 --volume-from c3 centos:7 /bin/bash
docker run -it --name=c2 --volume-from c3 centos:7 /bin/bash

五、Docker的应用部署

1. MySQL部署

需求：
在Docker容器中部署MySQL，并通过外部mysqk客户端操作MySQL Server

实现步骤：

1. 搜索mysql镜像
2. 拉取mysql镜像
3. 创建容器
4. 操作容器中的mysql

存在问题：

1. 容器内的网络服务和外部机器不能直接通信
2. 外部机器可以和宿主机直接通信
3. 宿主机可以和容器直接通信

解决方法：
端口映射：当容器中的网络服务需要被外界访问时，可以将容器中提供服务的端口映射到宿主机的端口上。外部机器访问宿主机的该端口，从而间接访问容器的服务。

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具体步骤

1. 搜索mysql镜像

docker search mysql

2. 拉取mysql镜像

docker pull mysql:5.6

3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

# 在/root目录下创建mysql目录用于存储mysql数据信息
mkdir ~/mysql
cd ~/mysql

docker run -id \
-p 3307:3306 \
--name=c_mysql \
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d \
-v $PWD/logs:/logs \
-v $PWD/data:/var/lib/mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql:5.6

-p 3307:3306将容器3306端口映射到宿主机的3307 端口
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d 将主机当前目录下的 conf/my.conf挂载到容器的/etc/mysql/conf.d配置目录
-v $PWD/logs:/logs将主机当前目录下的data目录挂载到容器的/var/lib/mysql数据目录
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456初始化root用户密码

4. 进入容器，操作mysql

docker exec -it c_mysql /bin/bash

5. 使用外部机器连接容器中的mysql

2. Tomcat部署

1. 搜索Tomcat镜像

docker search tomcat

2. 拉取Tomcat镜像

docker pull tomcat

3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

# 在/root目录下创建tomcat目录用于存储tomcat数据信息
mkdir ~/tomcat
cd ~/tomcat

docker run -id --name=c_tomcat \
-p 8080:8080 \
-v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps \
tomcat 

-p 8080:8080：将容器的8080端口映射到主机的8080端口

-v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps：将主机中当前目录挂载到容器的webapps

4. 使用外部机访问tomcat

3. Nginx的部署

1. 搜索nginx镜像

docker search nginx

2. 拉取nginx镜像

docker pull nginx

3. 创建容器，设置端口映射、目录映射

# 在/root目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息
mkdir ~/nginx
cd ~/nginx
mkdir conf
cd conf
# 在~/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容
vim nginx.conf

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;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

docker run -id --name=c_nginx \
-p 80:80 \
-v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
-v $PWD/logs:/var/log/nginx \
-v $PWD/html:/usr/share/nginx/html \
nginx

4. Redis部署

1. 搜索redis镜像

docker search redis

2. 拉取redis镜像

docker pull redis:5.0

3. 创建容器，设置映射端口

docker run -id --name=c_redis -p 6379:6379 redis:5.0

4. 使用外部机器连接redis

./redis-cli.exe -h 192.168.149.135 -p 6379

六、Dockerfile

1. Docker镜像原理

Linux文件系统由bootfs和rootfs两部分组成

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，/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

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Docker镜像是由特殊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
再往上 可以叠加其他的镜像文件
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

统一文件系统.png

问题:
1. Docker镜像的本质是什么？
一个分层文件系统

2. 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？
Centos的iso镜像文件包含bootfs和rootfs，而docker的centos镜像复用操作系统的bootfs，只有rootfs和其他镜像层

3. Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？
由于docker中镜像是分层的，tomcat虽然只有70多MB，但他需要依赖于父镜像和基础镜像，所有整个对外暴露的tomcat镜像大小500多MB

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2. Docker镜像制作

1. 容器转为镜像

docker commit 容器id 镜像名称:版本号

docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号

docker load -i 压缩文件名称

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2. Dockerfile

Dockerfile 是一个文本文件，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通过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

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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
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：需求
定义dockerfile，发布springboot项目

案例：实现步骤

1. 定义父镜像：FROM java:8
2. 定义作者信息：MAINTAINER maintainer
3. 将jar包添加到容器： ADD springboot.jar app.jar
4. 定义容器启动执行的命令：CMD java–jar app.jar
5. 通过dockerfile构建镜像：docker bulid –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本

七、Docker服务编排

1. 服务编排的概念

微服务架构的应用系统中一般包含若干个微服务，每个微服务一般都会部署多个实例，如果每个微服务都要手动启停，维护的工作量会很大。
要从Dockerfile build image 或者去dockerhub拉取image
要创建多个container
要管理这些container（启动停止删除）

服务编排：
按照一定的业务规则批量管理容器

2. Docker Compose

Docker Compose是一个编排多容器分布式部署的工具，提供命令集管理容器化应用的完整开发周期，包括服务构建，启动和停止。使用步骤：

1. 利用 Dockerfile 定义运行环境镜像
2. 使用 docker-compose.yml 定义组成应用的各服务
3. 运行 docker-compose up 启动应用

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安装与卸载：

1. 安装

# Compose目前已经完全支持Linux、Mac OS和Windows，在我们安装Compose之前，需要先安装Docker。下面我 们以编译好的二进制包方式安装在Linux系统中。 
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.22.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
# 设置文件可执行权限 
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
# 查看版本信息 
docker-compose -version

2. 卸载

# 二进制包方式安装的，删除二进制文件即可
rm /usr/local/bin/docker-compose

使用docker compose编排nginx+springboot项目：

1. 创建docker-compose目录

mkdir ~/docker-compose
cd ~/docker-compose

2. 编写docker-compose.yml文件

version: '3'
services:
  nginx:
   image: nginx
   ports:
    - 80:80
   links:
    - app
   volumes:
    - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
  app:
    image: app
    expose:
      - "8080"

3. 创建./nginx/conf.d目录

mkdir -p ./nginx/conf.d

4. 在./nginx/conf.d目录下 编写itheima.conf文件

server {
    listen 80;
    access_log off;

    location / {
        proxy_pass http://app:8080;
    }
   
}

5. 在~/docker-compose 目录下 使用docker-compose 启动容器

docker-compose up

6. 测试访问

http://192.168.149.135/hello

八、Docker私有仓库

1. 私有仓库搭建

# 1、拉取私有仓库镜像 
docker pull registry
# 2、启动私有仓库容器 
docker run -id --name=registry -p 5000:5000 registry
# 3、打开浏览器 输入地址http://私有仓库服务器ip:5000/v2/_catalog，看到{"repositories":[]} 表示私有仓库 搭建成功
# 4、修改daemon.json   
vim /etc/docker/daemon.json    
# 在上述文件中添加一个key，保存退出。此步用于让 docker 信任私有仓库地址；注意将私有仓库服务器ip修改为自己私有仓库服务器真实ip 
{"insecure-registries":["私有仓库服务器ip:5000"]} 
# 5、重启docker 服务 
systemctl restart docker
docker start registry

2. 将镜像上传至私有仓库

# 1、标记镜像为私有仓库的镜像     
docker tag centos:7 私有仓库服务器IP:5000/centos:7
 
# 2、上传标记的镜像     
docker push 私有仓库服务器IP:5000/centos:7

3. 从私有仓库拉取镜像

#拉取镜像 
docker pull 私有仓库服务器ip:5000/centos:7