docker(一)基础概念及使用命令

一、什么是docker

Docker是一个操作系统级别的虚拟机引擎，它运行在操作系统之上，可以为任何应用创建一个轻量级、可移植的容器，而每个容器的进程是独立的，就像手机上的APP一样。所有的容器都共用一个操作系统内核。

二、docker和虚拟主机的对比

• Docker与虚拟机在几个方面有所不同。首先，磁盘空间使用方面，Docker的镜像层一般很小，只有几十M，几百M，而虚拟机则通常以GB为单位。

• 在性能方面，Docker依附于宿主机，所以性能接近宿主机，而虚拟机相对于原主机来说性能较差。[1]再者，资源利用率方面，Docker的资源利用率较高，而虚拟机对硬件资源消耗大，利用率较低。

• 隔离性方面，Docker和虚拟机都具有安全隔离的特性。

• Docker直接在宿主机内核上运行，而虚拟机运行在隔离层Hypervisor上。

• Docker可以同时运行上千个容器，而虚拟机相对较厚重，最多只能启动几十个。

• 在运行速度方面，Docker优于虚拟机，Docker容器的启动和停止可以在秒级实现，而传统的虚拟机方式要慢得多。
  下面是虚拟机和docker的底层原理图：
  vmware虚拟机
  
  docker虚拟机：
  

三、docker的三大要素：

1. 镜像：

镜像是一个只读的应用模板，它保存了容器需要的环境和应用的执行程序，可以将镜像看作是容器的代码，当代码执行起来的时候，就成了容器，镜像和容器的关系就类似于程序和进场之间的关系。
我们可以通过dockerfile文件，定义需要安装的程序，然后创建出镜像文件。

2. 容器：

容器是一个运行环境，是镜像的一个运行状态，他是镜像执行的动态表现。它里面的内容是可读可写的，容器是完全隔离的，我们不用担心容器之间会相互干扰。

3. 仓库：

仓库就是用来保存镜像的地方，像docker hub就是全世界最大的镜像库，用户可以将自己做好的镜像发布上去。

常用命令

以下图是镜像，容器，仓库的常用命令

一、镜像

1. 搜索镜像：

docker search [镜像名]

docker search nginx

2. 拉取镜像：

docker pull [镜像名]

docker pull nginx

如果报如下错误
Error response from daemon: Head "https://registry-1.docker.io/v2/library/nginx/manifests/latest": dial tcp: lookup registry-1.docker.io on 192.168.1.1:53: no such host
修改/etc/resolv.conf，改成如下DNS值

(宿主机是centos7,其他的操作系统可能不一样)

nameserver 114.114.114.114
nameserver 8.8.8.8

3. 查看镜像列表

docker images
或
docker image ls

4. 给镜像设置标签

docker tag SOURCE_IMAGE[:TAG] TARGET_IMAGE[:TAG]

# 这其实是给nginx镜像重新克隆了一个出来并打上标签
docker tag nginx:latest nginx:v1

5. 通过dockerfile构建镜像

docker build [OPTIONS] PATH
OPTIONS表示构建镜像时的参数配置，PATH表示指定的构建上下文路径，Dockerfile入股就在当前项目下，那么就是.表示
如果不指定Dockerfile，则默认使用当前目录下名为Dockerfile的文件
参数-t指定要构建的镜像名称和版本，-f指定要使用的Dockerfile文件
myapp, 表示上下文目录

例子1：app应用路径

myapp/
├── Dockerfile-dev
├── Dockerfile-prod
├── app.py
└── requirements.txt

此场景，就是当前应用下有开发环境，生成环境的不同的dockerfile,那么需要指定具体dockerfile的路径。

docker build -t myapp:dev -f Dockerfile-dev myapp/

如果要使用Dockerfile-prod文件进行构建，则可以使用如下命令：

docker build -t myapp:prod -f Dockerfile-prod myapp/

例子2：自定义的nginx

docker build -t nginx:v1 -f ./Dockerfile-test ../nginx-v1/

6. 镜像的导出

docker save -o [导出的文件名] [镜像名]

docker save -o nginx-img.tar.gz nginx:latest

7. 镜像的导入

docker load -i [导入的文件名]

docker load -i nginx-img.tar.gz

8. 删除镜像

镜像删除的时候，其关联的容器要先删除干净才行。

docker rmi [镜像名称]:[tag]

docker rmi nginx

若有标签的

docker rmi nginx:1.21

9. 构建镜像的过程

如果想要查看dockerfile构建镜像的过程，通过history命令来查看

格式 docker image history [镜像名]:[tab]

docker image history nginx:latest

二、容器

标注：为了更好的区分容器和镜像的命令，我们初学者一开始在docker后面加上container来表示容器，这样子比较直观
docker container [arg…]

1. 查看容器

我们在操作容器时，可以取容器id的前面四位，这个标识这个容器，前四位是唯一的。

# 当前正在运行的
docer ps

# 查看所有的容器
docker ps -a

# 查看最近的容器
docker ps -l

2. 创建并启动容器

docker run [选项] 镜像名 命令 [参数]
选项说明：
-d: 后台运行容器(守护进程) 并返回容器ID
-i: 以交互模式运行容器，通常与-t同时使用
-t: 为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用
-p: 指定端口映射，格式：主机(宿主)端口:容器端口
-P: 随机端口映射，容器内部端口随机映射到主机的端口
-v：绑定一个数据卷
-h “mars”: 指定容器的hostname；
-e username=“ritchie”: 设置环境变量；
–rm: 使用场景：默认情况下，如果你想要Docker自动清理容器,就在容器退出(docker stop)时，你可以添加–rm标志。这样子方便来调试用。
–env-file=[]: 从指定文件读入环境变量；
–cpuset=“0-2” or --cpuset=“0,1,2”: 绑定容器到指定CPU运行；
–volume: 和-v一样，绑定一个数据卷
–name=mongo-lb: 为容器指定一个名称
–privileged=true 容器具有root权限，可以读写宿主目录
–restart=always 开机自启动

启动nginx容器为例子：

# 表示以后台启动一个名为nginx容器，并且支持交互模式，并且宿主机和容器端口都是80
docker run -itd --name nginx  -p 80:80 nginx:latest

访问成功了

3. 容器启动

第一次可以通过docker run启动，之后都是通过docker start启动，并且如果镜像不存在会自动去拉取。

docker start [容器id或名称]

# 通过容器id启动
docker start 051c85d85e4a

# 通过容器名启动
docker start nginx

4. 容器重启

docker restart [容器id或名称]

docker restart nginx

5. 容器停止

docker stop [容器id或名称]

docker stop 051c85d85e4a

6. 容器暂停

docker pause [容器id或名称]

docker pause 051c85d85e4a

7. 恢复暂停

docker unpause [容器id或名称]

docker unpause 051c85d85e4a

• 暂停和停止的差别在于操作系统的处理方式，如果容器进入暂停状态，操作系统会将容器内的进程挂起，容器关联的内存暂存下来。CPU不再执行这个进程。但是如何把它恢复了呢？内存空间恢复，程序接着运行。
• 但是停止不同，停止直接把这个进程杀死，容器所占的内存回收。那保留下来的仅剩容器的文件系统了，也就是一些静态的东西，这就是暂停和停止的差别了，因此一旦停止，暂存在内存的数据没有办法恢复的。

8. 容器的删除

容器删除前，要先停掉容器，如果容器中存在重要数据，需要迁移到数据卷或宿主目录下

docker rm [容器id或容器名称]

docker rm 051c85d85e4a

9. 容器内执行命令

docker exec -it [容器名或id] -it

# 进入nginx容器内部
docker exec -it nginx /bin/bash

# 退出
exit

10. 查看容器详情

容器创建成功后，可以通过docker inspect命令查看容器的详细信息，这些容器的信息包括容器的名称，id，环境变量，运行命令，主机配置，网络配置，数据卷配置等等，

docker inspect -f{{格式化状态值}} [容器id或容器名]

# 筛选出数据卷信息
docker inspect -f='{{.Mounts}}' nginx

# 查看运行状态
docker inspect -f='{{.State.Running}}' niginx

也可以用grep来搜索内容，比如要查看容器的ip信息

docker inspect nginx-v1 | grep -i "ip"

11. 查看容器进程

docker top [容器id或容器名]

docker top nginx

12. 查看容器日志

docker logs [options] 容器id或容器名
-f: 实时看日志
–tail: 表示看默认的几行
-t: 表示显示时间

# 查看容器所有的日志
docker logs nginx

# 实时看日志,并显示最后5行，并显示日期时间
docker logs -f --tail=5 -t nginx

13. 容器导出

docker export [容器名或容器id] > [目标路径]

本地修改好的index.html文件上传到容器中，然后访问页面

vim ~/index.html

docker cp ~/index.html nginx:/usr/share/nginx/html/

重新刷新下nginx页面，就可以看到页面变了

导出操作

docker export nginx > ~/nginx.tar.gz

14. 容器导入

可以将前面的nginx容器删除，然后再导入，需要注意的是导入的容器，需要以命令行模式启动

docker run -itd --name=nginx -p 80:80 import-nginx bash

15. 容器的配置更新

可以更新一个或多个容器的配置，比如容器忘记设置开机重启，没读写权限

docker update [OPTIONS] 容器id1 [容器id2…]

以hyperf容器例子为例子：

docker update --restart=always hyperf

在portainer中的效果

16. 查看容器日志

docker logs [-f] 容器名|容器id
-f参数表示动态的去加载日志

比如查看nginx的容器执行日志
先找到所有的容器

docker ps -a

再根据容器id的前四位来查看日志

docker container logs 5237

动态加载日志：
我们在访问web站点时候，日志就会进nginx。这个时候就能实时看到日志了。

docker container logs -f 5237

17. 查看容器的进程

格式：docker [container] top 容器id|容器名称
容器其实就是一个进程，当进程退出时，容器也就关闭了。

比如查看nginx的容器进程：

docker container top 

同时可以通过pstree来查看nginx的父子进程的关系

pstree -halps 2528

18. 容器的插件安装

格式：docker plugin install [OPTIONS] PLUGIN [KEY=VALUE…]

安装vieux/sshfs插件并将其DEBUG环境变量设置为1。安装时，需要从Docker Hub中拉出插件，并提示用户接受插件所需的权限列表，设置插件的参数并启用插件。

docker plugin install vieux/sshfs DEBUG=1

插件安装完成后，会出现在插件列表中:

docker plugin ls

ID             NAME                 DESCRIPTION               ENABLED
1eba3fdfd738   vieux/sshfs:latest   sshFS plugin for Docker   true

文章参考：https://www.cjavapy.com/mip/2985/

三、容器运行背后原理？

举例：docker container run -d -P --name=nginx nginx:latest

按以下顺序执行：

• 1. 在本地查找是否有nginx这个image镜像，如果没有发现
• 2. 去远程的image registry查找nginx镜像，(默认的registry是Docker Hub上)
• 3. 下载最新版的nginx镜像（默认是nginx:latest）
• 4. 基于nginx镜像来创建一个新容器，并且准备运行
• 5. docker engine分配给这个容器一个虚拟IP地址
• 6. 在宿主机上打开80端口，并把容器的端口映射到宿主机上
• 7. 启动容器，运行指定的命令，(这里是一个shell脚本去启动nginx)