Docker的一个简单例子（二）

环境

• RHEL 9.3
• Docker Community 24.0.7

示例

持久化数据

默认情况下，各个容器之间的文件系统是相互独立的。即使两个容器来自同一个image，对其中一个容器的修改，对另一个容器也是不可见的。

我们来实际操作一下。

首先启动一个容器，创建 /data.txt 文件，其内容是一个随机数：

docker run -d ubuntu bash -c "shuf -i 1-10000 -n 1 -o /data.txt && tail -f /dev/null"

该命令启动了一个 ubuntu image的容器，并运行了两条命令：

• shuf -i 1-10000 -n 1 -o /data.txt ：产生一个随机数，并写到 /data.txt 文件里
• tail -f /dev/null ：仅仅是为了运行一条“可持续运行”的命令，否则 docker run 命令就会立即结束

注： docker run 只能运行一条命令，本例为了运行两条命令，用 && 来连接，这是bash的语法。

查看容器：

➜  ~ docker ps
CONTAINER ID   IMAGE             COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                      NAMES
1216910a048e   ubuntu            "bash -c 'shuf -i 1-…"   13 seconds ago   Up 12 seconds                              gracious_pike
......

我们来看一下该容器里的 /data.txt 文件：

➜  ~ docker exec 1216910a048e cat /data.txt 
9458

可见，文件已经创建好了。

接下来，我们再启动一个 ubuntu image的容器，并查看 /data.txt 文件：

➜  ~ docker run -it ubuntu ls /data.txt
ls: cannot access '/data.txt': No such file or directory

可见，在第二个容器里，没有 /data.txt 文件。

最后，把两个容器都删除。

接下来，我们来实现数据的持久化。

回到我们之前的 getting-started 应用。该应用会把数据存储在SQLite数据库里，其位置为 /etc/todos/todo.db 。

通过创建一个volume，并将其mount到容器里的 /etc/todos 目录，我们就可以实现数据持久化。

首先通过 docker volume create 命令创建一个volume：

docker volume create todo-db

删除之前运行的容器，然后运行一个新的容器：

docker run -dp 0.0.0.0:3000:3000 --mount type=volume,src=todo-db,target=/etc/todos getting-started

打开浏览器，访问 http://localhost:3000 ，添加一些item：

删除容器：

docker rm -f 

重新启动一个容器：

docker run -dp 0.0.0.0:3000:3000 --mount type=volume,src=todo-db,target=/etc/todos getting-started

打开浏览器，访问 http://localhost:3000 ，可以看到之前添加的item仍然还在。

那么问题来了，持久化的数据保存到哪里了呢？

看一下volume：

➜  ~ docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     todo-db
......

➜  ~ docker volume inspect todo-db
[
    {
        "CreatedAt": "2024-01-01T10:00:38+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/todo-db/_data",
        "Name": "todo-db",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]

可见，mount point是 "/var/lib/docker/volumes/todo-db/_data" ，这就是宿主机上的路径。

在宿主机上查看该目录：

➜  ~ sudo ls -l "/var/lib/docker/volumes/todo-db/_data"
total 8
-rw-r--r--. 1 root root 8192 Jan  1 11:23 todo.db

同样，如果我们在宿主机上创建一个文件，比如 /var/lib/docker/volumes/todo-db/_data/test.txt ，然后在容器里也可以访问：

➜  ~ docker exec 885e3594b2e0 cat /etc/todos/test.txt
haha

bind mount

上一节使用了volume mount，这一节介绍bind mount。

使用bind mount，把宿主机上的指定目录mount到容器里。当宿主机上的文件有变化时，容器里的文件同样也立即变化。

volume mount和bind mount的对比：

	Volume mount	Bind mount
宿主机路径	Docker决定	个人决定
示例	type=volume,src=my-volume,target=/usr/local/data	type=bind,src=/path/to/data,target=/usr/local/data
向volume注入容器内容	Yes	No
是否支持volume驱动	Yes	No

在宿主机的 getting-started-app 根目录下，运行：

docker run -it --mount type=bind,src="$(pwd)",target=/src ubuntu bash

--mount 的参数如下：

• type=bind ：指定mount类型
• src="$(pwd)" ：指定宿主机路径
• target=/src ：指定容器路径

现在，我们已经进入了容器，查看 /src 目录：

root@9c90854addd6:/# ls -l /src
total 156
-rw-r--r--. 1 1000 1000    209 Dec 31 11:17 Dockerfile
-rw-r--r--. 1 1000 1000    269 Dec 31 09:19 README.md
-rw-r--r--. 1 1000 1000    648 Dec 31 09:19 package.json
drwxr-xr-x. 4 1000 1000     39 Dec 31 09:19 spec
drwxr-xr-x. 5 1000 1000     69 Dec 31 09:19 src
-rw-r--r--. 1 1000 1000 147266 Dec 31 09:19 yarn.lock

在容器里创建文件：

echo hello > /src/test.txt

在宿主机上也能访问：

➜  getting-started-app git:(main) ✗ cat test.txt
hello

反之，在宿主机上的文件修改，也会立即反映在容器里。

通过bind mount，我们可以把源代码mount到容器里，在容器里build和运行应用。

在宿主机的 getting-started-app 根目录下，运行：

docker run -dp 127.0.0.1:3000:3000 \
    -w /app --mount type=bind,src="$(pwd)",target=/app \
    node:18-alpine \
    sh -c "yarn install && yarn run dev"

可通过 docker logs 查看容器log。或者 docker logs -f ，持续更新log。

注意：在国内会非常慢，还经常失败，要多试几次。

➜  getting-started-app git:(main) ✗ docker logs -f 8fb9ce6b6953b4b9013db782eb483591a0df137f2f34c67174cb1cd04ac92250
yarn install v1.22.19
[1/4] Resolving packages...
[2/4] Fetching packages...
[3/4] Linking dependencies...
[4/4] Building fresh packages...
Done in 163.98s.
yarn run v1.22.19
$ nodemon -L src/index.js
[nodemon] 2.0.20
[nodemon] to restart at any time, enter `rs`
[nodemon] watching path(s): *.*
[nodemon] watching extensions: js,mjs,json
[nodemon] starting `node src/index.js`
Using sqlite database at /etc/todos/todo.db
Listening on port 3000

按“Ctrl + C” 退出。

打开浏览器，访问 http://localhost:3000 ，确保应用工作正常。

接下来，在宿主机上修改源代码，比如修改 src/static/js/app.js 文件，把按钮上的文字由 Add Item 改为 Add ，保存，然后刷新浏览器：

可见，在宿主机上修改源代码后，通过浏览器访问应用，会立即反映出来。

注：分两步走：

1. 在宿主机修改源代码 -> 修改同步到容器
2. nodemon 发现源代码有变化后，立即重启应用（这一步是自动的， nodemon 是在 package.json 里启动的）

调试完毕后，最后构建image：

docker build -t getting-started .

多容器应用

现在我们来将应用改为使用MySQL数据库。显然，基于“高内聚，低耦合”的原则，需要在另外一个容器里单独运行MySQL。也就是说，应用由两个容器组成。那么问题来了，容器之间如何通信？容器的运行都是相互隔离的，显然它们需要通过网络来互相通信。

有两种方式将容器与网络关联：

• 在启动容器时，分配网络
• 把已运行的容器连接到网络

首先创建网络：

docker network create todo-app

查看网络：

➜  ~ docker network ls
NETWORK ID     NAME       DRIVER    SCOPE
be48b324c533   todo-app   bridge    local
......

启动MySQL容器：

docker run -d \
    --network todo-app --network-alias mysql \
    -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql \
    -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret \
    -e MYSQL_DATABASE=todos \
    mysql:8.0

其中：

• --network todo-app --network-alias mysql ：设置要加入的网络，以及该容器在网络里的别名
• -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql ：指定volume（注：之前没有创建过 todo-mysql-data volume，此时会自动被创建）
• -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret ：设置环境变量
• -e MYSQL_DATABASE=todos ：设置环境变量

注： -v 选项比较复杂，既可以volume mount，也可以bind mount。本例中是mount一个volume。

下面是一些 -v 的源（即 : 左边）例子：

• $(pwd) ：正确，绝对路径
• . ：正确，宿主机相对路径
• ./src ：正确，宿主机相对路径
• ./src/static ：正确，宿主机相对路径
• src ：正确，表示一个volume名字
• src/static ：错误！Docker会把它当作volume的名字，但是包含了非法字符 /

接下来，我们先来测试一下MySQL数据库：

docker exec -it  mysql -u root -p

提示输入密码，输入 secret 。

登录成功后，查看数据库：

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
| todos              |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

可见，已经创建好 todos 数据库了。

最后，输入 exit 退出。

至此，MySQL数据库已经准备好了。

在把应用连接到MySQL之前，我们先来看一下 nicolaka/netshoot ，它包含了很多有用的网络调试工具。

启动 nicolaka/netshoot 容器，并连接到 todo-app 网络：

➜  ~ docker run -it --network todo-app nicolaka/netshoot
Unable to find image 'nicolaka/netshoot:latest' locally
latest: Pulling from nicolaka/netshoot
8a49fdb3b6a5: Pull complete 
f08cc7654b42: Pull complete 
bacdb080ad6d: Pull complete 
df75a2676b1d: Pull complete 
d30ac41fb6a9: Pull complete 
3f3eebe79603: Pull complete 
086410b5650d: Pull complete 
4f4fb700ef54: Pull complete 
5a7fe97d184f: Pull complete 
a6d1b2d7a50e: Pull complete 
599ae1c27c63: Pull complete 
dd5e50b27eb9: Pull complete 
2681a5bf3176: Pull complete 
2517e0a2f862: Pull complete 
7b5061a1528d: Pull complete 
Digest: sha256:a7c92e1a2fb9287576a16e107166fee7f9925e15d2c1a683dbb1f4370ba9bfe8
Status: Downloaded newer image for nicolaka/netshoot:latest
                    dP            dP                           dP   
                    88            88                           88   
88d888b. .d8888b. d8888P .d8888b. 88d888b. .d8888b. .d8888b. d8888P 
88'  `88 88ooood8   88   Y8ooooo. 88'  `88 88'  `88 88'  `88   88   
88    88 88.  ...   88         88 88    88 88.  .88 88.  .88   88   
dP    dP `88888P'   dP   `88888P' dP    dP `88888P' `88888P'   dP   
                                                                    
Welcome to Netshoot! (github.com/nicolaka/netshoot)
Version: 0.11

输入 dig mysql ，查看 mysql 的网络信息：

 1ae405a48c1c  ~  dig mysql

; <<>> DiG 9.18.13 <<>> mysql
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 61648
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 0

;; QUESTION SECTION:
;mysql.				IN	A

;; ANSWER SECTION:
mysql.			600	IN	A	172.18.0.2

;; Query time: 8 msec
;; SERVER: 127.0.0.11#53(127.0.0.11) (UDP)
;; WHEN: Mon Jan 01 10:17:08 UTC 2024
;; MSG SIZE  rcvd: 44

可见， mysql 的IP地址是 172.18.0.2 。尽管 mysql 不是一个有效的hostname，Docker可以将其解析为IP地址，因为我们之前给MySQL容器设置过 --network-alias 。也就是说，我们只需把应用连接到 mysql ，就能连接MySQL数据库了。

在应用端需要设置一些MySQL连接的环境变量：

• MYSQL_HOST
• MYSQL_USER
• MYSQL_PASSWORD
• MYSQL_DB

注：在源代码里判断这些环境变量并做相应处理，Docker只是传入环境变量。

注意：在开发环境里，通过设置环境变量来设置MySQL连接信息的做法是OK的，但在生产环境里不推荐这么做，更安全的做法是，把这些私密信息放在文件里，然后mount到容器。很多应用也支持带 _FILE 后缀的环境变量，指定包含这些变量的文件。

接下来，启动应用，在 getting-started-app 根目录下，运行：

docker run -dp 127.0.0.1:3000:3000 \
  -w /app -v "$(pwd):/app" \
  --network todo-app \
  -e MYSQL_HOST=mysql \
  -e MYSQL_USER=root \
  -e MYSQL_PASSWORD=secret \
  -e MYSQL_DB=todos \
  node:18-alpine \
  sh -c "yarn install && yarn run dev"

其中：

• -v "$(pwd):/app" ：bind mount宿主机当前目录
• --network todo-app ：指定了要加入的网络，本例没有指定别名，因为不需要别人连接它
• -e MYSQL_HOST=mysql ：和下面几个环境变量一起，指定了数据库的连接信息

注： -v 选项比较复杂，既可以volume mount，也可以bind mount。本例中是bind mount一个宿主机目录（最好用绝对路径，如果用相对路径，貌似必须从 . 开始）。

然后，通过 docker ps 查看容器ID，并查看其log：

docker logs -f 

如下：

➜  getting-started-app git:(main) ✗ docker logs -f edf21888a43a
yarn install v1.22.19
[1/4] Resolving packages...
success Already up-to-date.
Done in 0.35s.
yarn run v1.22.19
$ nodemon -L src/index.js
[nodemon] 2.0.20
[nodemon] to restart at any time, enter `rs`
[nodemon] watching path(s): *.*
[nodemon] watching extensions: js,mjs,json
[nodemon] starting `node src/index.js`
Waiting for mysql:3306.
Connected!
Connected to mysql db at host mysql
Listening on port 3000

可见，已经连接上mysql数据库。

打开浏览器，访问 http://localhost:3000 ，添加一些item。

接下来，在MySQL容器里，查看数据：

mysql> use todos;
Reading table information for completion of table and column names
You can turn off this feature to get a quicker startup with -A

Database changed
mysql> select * from todo_items;
+--------------------------------------+-------+-----------+
| id                                   | name  | completed |
+--------------------------------------+-------+-----------+
| 75900696-2daa-4e0e-91ef-07b8c4f532f0 | item1 |         0 |
| c4c9c814-22c4-4604-b145-c2380184e1b1 | item2 |         0 |
+--------------------------------------+-------+-----------+
2 rows in set (0.00 sec)

可见，刚刚添加的 item 和 item2 已经保存在数据库里了。

Docker Compose

Compose用来定义多容器应用。只需在一个YAML文件里定义各个service，然后只用一条命令就能启动所有东西（容器，网络，volume等）。

在 getting-started-app 根目录下，创建 compose.yaml 文件如下：

services:
  app:
    image: node:18-alpine
    command: sh -c "yarn install && yarn run dev"
    ports:
      - 127.0.0.1:3000:3000
    working_dir: /app
    volumes:
      - ./:/app
    environment:
      MYSQL_HOST: mysql
      MYSQL_USER: root
      MYSQL_PASSWORD: secret
      MYSQL_DB: todos

  mysql:
    image: mysql:8.0
    volumes:
      - todo-mysql-data:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
      MYSQL_DATABASE: todos

volumes:
  todo-mysql-data:

在该YAML文件中，定义了两个service，表示将会启动两个容器。

这两个容器会自动加到同一个网络里。service名字就是其网络别名：

• app
• mysql

我们可以把这两个service和前面对应的 docker run 命令对比一下，内容基本是一致的，只是语法不同而已。

注意：前面提到， docker run 命令里，若指定的volume不存在，则Docker会自动创建该volume。但对于Compose，必须显式创建volume。本例中，显式创建了volume todo-mysql-data 。

删除之前运行的容器，然后运行：

➜  getting-started-app git:(main) ✗ docker compose up -d
[+] Running 4/4
 ✔ Network getting-started-app_default           Created                                                                                                                                                                                0.2s 
 ✔ Volume "getting-started-app_todo-mysql-data"  Created                                                                                                                                                                                0.0s 
 ✔ Container getting-started-app-mysql-1         Started                                                                                                                                                                                0.0s 
 ✔ Container getting-started-app-app-1           Started 

可见，创建了一个网络，创建了一个volume，并且启动了两个容器。

查看compose的log：

➜  getting-started-app git:(main) ✗ docker compose logs -f 
......
app-1    | Connected to mysql db at host mysql
app-1    | Listening on port 3000
......
mysql-1  | 2024-01-01T14:11:24.084722Z 0 [System] [MY-010931] [Server] /usr/sbin/mysqld: ready for connections. Version: '8.0.35'  socket: '/var/run/mysqld/mysqld.sock'  port: 3306  MySQL Community Server - GPL.

可见，应用已经启动成功。按下“Ctrl + C”退出log。

打开浏览器，访问 http://localhost:3000 ，测试应用工作正常。

注：之前填过的item都不见了，这是因为和之前使用的不是同一个volume。之前用的是 todo-mysql-data ，现在用的是 getting-started-app_todo-mysql-data 。

查看网络：

➜  getting-started-app git:(main) ✗ docker network ls        
NETWORK ID     NAME                          DRIVER    SCOPE
1903ef27abaa   getting-started-app_default   bridge    local
......

➜  getting-started-app git:(main) ✗ docker network inspect 1903ef27abaa
......
        "Containers": {
            "2faf22f53ea7ee2bafbf5b817b27b8220f86af9a06ab7dad500bc7721bfac76a": {
                "Name": "getting-started-app-app-1",
                "EndpointID": "46bf8de5bb06982ae6ad121631d35b3fc9e20ed423978fdf0ecd7e29ede3ccaa",
                "MacAddress": "02:42:ac:16:00:02",
                "IPv4Address": "172.22.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "4d549752261d29c672484b9e6cb68d6746a32d8fe77fdd6459c5dde2e2da28e5": {
                "Name": "getting-started-app-mysql-1",
                "EndpointID": "d887f42ab3ed22f759e3f4bff45d83c6d2a162065a4237dd064f6c79585b7aa0",
                "MacAddress": "02:42:ac:16:00:03",
                "IPv4Address": "172.22.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            }
......

最后，删除所有东西：

➜  getting-started-app git:(main) ✗ docker compose down
[+] Running 3/3
 ✔ Container getting-started-app-app-1    Removed                                                                                                                                                                                       0.2s 
 ✔ Container getting-started-app-mysql-1  Removed                                                                                                                                                                                       3.2s 
 ✔ Network getting-started-app_default    Removed

注意：网络 getting-started-app_default 会和容器一起删除，但是volume getting-started-app_todo-mysql-data 不会删除。若想要删除volume，则需加上 --volumes 选项：

➜  getting-started-app git:(main) ✗ docker compose down --volumes                
[+] Running 4/4
 ✔ Container getting-started-app-mysql-1       Removed                                                                                                                                                                                  3.0s 
 ✔ Container getting-started-app-app-1         Removed                                                                                                                                                                                  0.2s 
 ✔ Volume getting-started-app_todo-mysql-data  Removed                                                                                                                                                                                  0.0s 
 ✔ Network getting-started-app_default         Removed

但是要慎用，一旦删除volume，持久化的数据就没了。下次再启动容器，之前的填过的item就不见了。

参考

• https://docs.docker.com/get-started/
• https://www.linuxidc.com/Linux/2015-09/123519.htm