Docker基础知识

1、什么是Docker？Docker解决了什么问题

一个项目中，部署时需要依赖于node.js、Redis、RabbitMQ、MySQL等，这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同，甚至会有冲突。给部署带来了极大的困难。

所以引入了Docker

Docker为了解决依赖的兼容问题的，采用了两个手段：

• 将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包

• 将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰

这样打包好的应用包中，既包含应用本身，也包含了应用所需要的Libs、Deps，无需在操作系统上安装这些，由此不再存在不同应用之间的兼容问题了。

Docker如何解决不同系统环境的问题？

• Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包
• Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的函数库，借助于操作系统的Linux内核来运行

这样就不用再关注运行的系统本身。

2、Docker有什么好处与优势

Docker和虚拟机的区别

Docker可以让一个应用在任何操作系统中非常方便的运行。而以前我们接触的虚拟机，也能在一个操作系统中，运行另外一个操作系统，保护系统中的任何应用。

两者有什么差异呢？

    虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。
        是在操作系统中的操作系统,体积大、启动速度慢、性能一般

    Docker仅仅是封装函数库，并模拟部分操作系统，
        是一个系统进程,体积小、启动速度快、性能好

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

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

Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术，具备下列优势：

    可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意Linux操作系统

    运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰

    启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷

Docker架构

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

• 服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等

• 客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

安装docker后docker操作命令

• systemctl start docker  # 启动docker服务

  systemctl stop docker  # 停止docker服务

  systemctl restart docker  # 重启docker服务

  systemctl enable docker  # 开启自动开启docker服务

  systemctl status docker # docker服务的状态

  docker -v 查看docker版本

3、Docker镜像与容器

镜像和容器

    镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
        即一个应用在硬盘上的文件、及其运行环境、部分系统函数库文件一起打包形成的文件包。这个文件包是只读的。
    容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。
        即将这些文件中编写的程序、函数加载到内存中运行，形成进程，只不过会对外隔离起来
    一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程

镜像命令

镜像名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]，不指定tag默认是最新版本

拉取镜像：docker pull  nginx

查看拉取到的镜像: docker images

使用docker save导出镜像到磁盘: docker save -o [保存的目标文件名称] [镜像名称] 

                                                docker save -o nginx.tar nginx:latest  将镜像保存成为nginx.tar

删除镜像 ：docker rmi nginx:latest

加载导出的镜像 ：docker load -i nginx.tar

容器命令

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

默认情况下，容器是隔离环境，其内部会模拟一个独立的Linux文件系统，看起来如同一个linux服务器一样，我们直接访问宿主机的端口，无法访问到容器内部署的应用。

我们需要将容器内的应用端口与宿主机的端口进行映射，才能直接通过宿主机访问容器内应用。

例如，当我们在容器内部署Nginx时,我们将容器的80端口与宿主机的80端口关联起来，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

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

• docker run ：创建并运行一个容器
• –name : 给容器起一个名字,例如myNginx
• -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(80:80)
• -d：后台运行容器
• nginx：镜像名称，例如nginx

docker exec -it myNginx bash

• 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
• myNginx：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

查看容器

• 查看容器运行日志：

  • docker logs

  • docker logs -f 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

容器转镜像

可以将修改后的容器转为镜像，再打包可供自己或他人继续使用

容器转换为镜像

docker commit 容器id 镜像名称:版本号

保存为镜像文件

docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号

加载镜像文件到docker

docker load -i 压缩文件名称

4、Docker数据卷挂载

为什么需要数据卷

在之前的nginx案例中，修改nginx的html页面时，需要进入nginx内部。并且因为没有编辑器，修改文件也很麻烦。而且删除容器后在容器内的所有修改都不会保留。

这就是因为容器与数据（容器内文件）耦合带来的后果。

而使用数据卷能将容器与数据分离，解耦合，方便操作和维护容器内数据，保证数据安全

什么是数据卷

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。一个数据卷可以同时被多个容器挂载。

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。

同时，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(双向绑定)

这样我们就可以不进入容器内部修改其数据文件了。

数据卷操作命令

 基本命令格式：docker volume [COMMAND]

docker 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   

docker volume create [数据卷名字]

docker volume create html

    inspect 显示一个或多个volume的信息

docker volume inspect [数据卷名字]
# 例
docker volume inspect html

    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

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 \

一旦完成数据卷挂载，在数据卷中的一切操作都会作用于容器中对应的目录中。

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

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]

特点：

    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

docker run \
--name mysql  \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
-p 3307:3306 \
-v /tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf  \
-v /tmp/mysql/data:/var/lib/mysql  \ 
-d \
mysql:5.7.25

5、Dockerfile自定义镜像

镜像一般可以从网上获取公共镜像，我们自己写的项目就必须自己构建镜像

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。

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

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，而第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建。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

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

docker build命令构建镜像    docker build -t javaweb:1.0 .

使用docker run创建容器并运行  docker run --name web -p 8090:8090 -d javaweb:1.0

6、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。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。

使用docker compose 需要先下载安装

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

一个列子

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

 dockerfile文件内容：

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

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。这里我们需要将order-service、user-service、gateway服务的mysql、nacos地址都修改为基于容器名的访问。

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

通过以下命令执行compose文件，部署微服务

docker-compose up -d