第30周Java分布式入门 docker

Docker课程笔记

Docker是什么

Docker是一种容器技术，它能够将软件及其所有依赖项打包到一个轻量级、可移植的容器中，从而实现在任何环境中的快速部署和运行。

为什么需要Docker

• 安装软件的挑战：软件安装过程中可能遇到下载困难、安装失败或运行出错等问题。
• 环境差异：软件在不同电脑上运行可能因为环境差异而出现问题。
• 虚拟机的开销：虚拟机技术虽然可以解决环境问题，但是资源开销大，成本高。

Docker的用途

• 构建：Docker可以将本地程序打包到固定环境中，避免重复配置工作。
• 共享：Docker通过中央仓库实现程序的方便共享和部署。
• 运行：Docker保证程序在相同环境中以相同方式运行，降低环境不一致导致的错误。

Docker的特点

• 标准化：Docker具有标准化的特点。
• 轻量级：Docker是轻量级的。
• 安全：Docker保证了安全性。

Docker的核心概念

• 镜像：程序和环境的统一打包体，包含核心程序和所需环境。
• 容器：镜像实例化后的具体对象，程序实际运行在容器内部。
• 仓库：集中存储镜像的地方，类似于maven的中央仓库或git HUB。

知识小结

Docker介绍

• Docker定义：Docker是一个容器技术，官网更新快，有新版公告、合作企业、应用广泛程度介绍。
• Docker与容器的关系：Docker是一种容器技术，性能更好，特性更丰富，应用更广泛。

容器概念

• 容器定义：容器是标准的软件单元，打包代码及所有依赖项，轻量级、独立、可执行。
• 容器作用：容器帮助解决环境问题，提高开发效率。

为什么需要Docker

• 安装软件困难：安装软件的风险与环境不一致问题。
• 虚拟机解决方案：虚拟机解决了环境问题，但成本高。

Docker的用途

• 构建时：使用Docker方便地将本地程序打包到固定环境中，避免重复配置工作。
• 共享时：Docker有统一的管理中心，方便程序共享与传输，提高整体效率。
• 运行时：Docker保证程序在相同环境以相同方式运行，降低环境冲突风险。

Docker架构

• 镜像：镜像是程序和环境的统一打包体，包含核心程序及所需环境。
• 容器：容器是镜像运行起来的产物，程序实际运行在容器内部。
• 仓库：仓库用于集中存储镜像，类似于maven中央仓库或git HUB。

实操部分

• 安装：介绍Docker在macOS、Windows和Linux下的安装方式。
• 容器操作：包括Docker容器的生成、运行、配置和连接。
• 使用Docker运行Redis：通过Docker运行Redis实例，连接与验证。
• 使用Dockerfile创建容器：Dockerfile的编写，创建自定义容器。

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重点知识举例解释：

• Docker与虚拟机：想象你有一个装满各种食材的冰箱（虚拟机），每次做饭（部署应用）都需要整个冰箱。而Docker就像是将食材提前分装成小包装，每次只需要拿一小包（容器），这样既节省空间（资源占用小），又方便取用（部署快速）。

Docker 安装笔记

一、Docker的安装

1. Docker在MacOS上的安装

• 安装方式：Docker Desktop
• 安装步骤：
  1. 访问官网，点击Get Started。
  2. 下载Docker Desktop并安装。
• 系统要求：macOS High Sierra (10.13)及以上，2010年或更新Mac硬件。
• 版本选择：社区版免费，商业版含额外服务。

2. Docker在Linux下的安装

• 配置国内yum源：
  • 使用wget从阿里云获取配置文件，替换默认yum源。
• 卸载旧版本：
  • 使用yum remove命令卸载Docker及其相关组件。
• 更新yum：
  • 使用yum check-update和yum update命令更新系统软件包。
• 安装所需软件包：
  • 使用yum install命令安装依赖软件包。
• 设置稳定的存储库：
  • 使用yum-config-manager命令添加阿里云Docker CE稳定版存储库。
• 查看docker版本：
  • 使用yum list命令查看所有可安装的Docker版本。
• 安装指定的版本：
  • 使用yum install命令安装指定版本的Docker CE。
• 启动服务：
  • 使用systemctl start docker命令启动Docker服务。
• 验证是否安装成功：
  • 使用docker version或docker info命令查看Docker版本和信息。

二、知识小结

• 查看CentOS版本：使用命令cat /etc/redhat-release。
• Docker安装用户权限：必须使用root用户或具备管理员权限的用户。
• 安装命令与教辅资料：提供教辅资料供参考，无需背诵命令。
• 配置国内Yum源：替换为阿里云等国内源以加速下载。
• 清理与更新Yum源：执行yum clean all和make cache命令清理旧源。
• 卸载旧Docker版本：确保无残留避免版本冲突。
• 更新Yum：使用yum update命令更新系统。
• 安装Docker所需软件包：安装依赖软件包。
• 指定Docker仓库地址：使用阿里云Docker仓库地址。
• 查看可安装Docker版本：
  • 使用命令yum list docker-ce --showduplicates | sort -r选择稳定版(stable)安装。
• 指定Docker版本安装：确保安装版本与教程一致。
• 启动Docker服务：使用systemctl start docker命令启动。
• 验证Docker安装：使用docker version和docker info命令验证确认Docker安装成功。
• 安装注意事项：遵循步骤，避免版本不同、未配置国内源等导致的失败。

Docker 课程笔记

一、生成并运行 Docker 容器

1. 查看 Docker 命令

• 命令概览：Docker 提供了丰富的命令，包括管理容器、镜像、网络等。
• 常用命令：help、search、run 等，用于查看帮助、搜索镜像、运行容器等。

2. 拉取 Ubuntu 镜像

• 命令：docker pull ubuntu
• 默认标签：如果不指定版本，默认拉取最新版本（latest）。
• 下载过程：连接中央仓库进行下载，可能会因网络问题导致下载失败。

3. 镜像换源

• 原因：国内访问 Docker 中央仓库可能因网络问题导致下载缓慢或失败。
• 换源方法：
  • macOS：在 Docker Engine 配置中添加 registry-mirrors，指向国内镜像源（如网易、中科大）。
  • Windows：类似 macOS，找到配置中心添加镜像源。
  • Linux：编辑 /etc/docker/daemon.json 文件，添加镜像源后重启 Docker。
• 镜像源地址：
  • 网易：http://hub-mirror.c.163.com
  • 中科大：http://docker.mirrors.ustc.edu.cn

4. 运行容器

• 命令：docker run -i -t ubuntu /bin/bash
• 参数解释：
  • -i：交互式操作。
  • -t：分配一个伪终端。
  • ubuntu：镜像名。
  • /bin/bash：在容器内执行的命令。
• 效果：进入 Ubuntu 容器的命令行界面，可以执行 Ubuntu 系统内的命令。
• 退出容器：使用 exit 命令，容器会停止但不会被删除。

5. 搜索镜像

• 命令：docker search redis
• 结果：列出与 Redis 相关的镜像，包括镜像名、描述、星级、是否官方等。
• 广泛性：广泛流传的软件通常都有对应的 Docker 镜像。

6. 内容总结

• 主要工作：生成并运行 Docker 容器。
• 命令使用：
  • help：查看 Docker 命令帮助。
  • pull：拉取 Ubuntu 镜像。
  • run：运行容器并进入交互模式。
• 换源技巧：解决国内网络访问 Docker 中央仓库的问题。
• 搜索镜像：使用 search 命令查找相关镜像。
• 自动下载：如果运行容器时镜像未下载，Docker 会自动下载镜像。

二、知识小结

知识点	核心内容	考试重点/易混淆点	难度系数
Docker 基础命令使用	使用 docker --help 查看命令帮助	区分不同命令的功能和用法
镜像管理	search、pull（下载）、build（构建）等命令	pull 和 build 的区别和用法
容器管理	run（运行）、start/stop（启停）、rm（删除）等命令	run 命令的参数含义，如 -i、-t、-b、-bash
换源操作	macOS、Windows、Linux 下的换源方法	不同系统下的配置文件位置和内容
实操演示	拉取并运行 Ubuntu 镜像，进入容器内部操作	换源后下载镜像，使用 run 命令启动容器
搜索镜像	使用 docker search 命令搜索镜像	搜索结果的解读和选择
小技巧	docker run 时自动下载镜像，无需提前手动下载镜像

三、后台运行容器

1. 启动 Redis 容器

• 命令：docker run -i -t redis /bin/bash。这个命令用于启动 Redis 容器，并进入其内部命令行界面。
• 解释：-i 表示以交互模式运行容器，-t 为容器重新分配一个伪输入终端，redis 是要运行的镜像名称，/bin/bash 是进入容器后要执行的命令。

2. 访问正在运行的容器

• 步骤：
  1. 使用 docker containers ls 命令查询正在运行的容器情况，获取容器 ID。
  2. 使用 docker exec -it 容器ID /bin/bash 命令进入正在运行的容器内部。
• 解释：docker containers ls 列出所有正在运行的容器，docker exec 允许用户在运行中的容器内执行命令，-it 参数使得用户能够以交互方式进入容器内部。

3. 后台启动 Redis 容器

• 命令：docker run -d redis。这个命令用于在后台启动 Redis 容器。
• 解释：-d 参数表示在后台运行容器，这样即使关闭终端，容器也会继续运行。
• 效果：使用此命令启动的 Redis 容器不会在终端中显示运行过程，但会返回一个容器 ID，表示容器已在后台成功启动。

4. 内容小结

• 总结：
  • 学会了如何启动 Redis 容器，并进入其内部命令行界面。
  • 掌握了访问正在运行的容器的方法，能够进入容器内部进行操作。
  • 了解了如何在后台启动 Redis 容器，使得容器能够在关闭终端后继续运行。
• 重点：
  • -d 参数的使用是后台运行容器的关键。
  • 通过 docker containers ls 和 docker exec 命令可以管理和访问正在运行的容器。

四、知识小结

知识点	核心内容	考试重点/易混淆点	难度系数
Docker 容器后台启动	使用 docker run -d 命令在后台启动容器	区分 -d 与 -it 参数的使用场景 理解后台运行的意义
Redis 容器启动	使用 docker run -d redis 启动 Redis 容器	Redis 容器启动后的持续运行问题 如何确认 Redis 服务已启动
进入正在运行的容器	使用 docker exec -it bash 进入容器	container_id 的获取方法 exec 与 run 命令的区别
后台运行的优势	后台运行容器，无需保持终端开启	后台运行与前台运行的区别 后台运行的应用场景
Redis 服务连接	使用 redis-cli 连接 Redis 服务	如何确认 Redis 服务已准备好接受连接 连接命令的正确使用
容器状态查看	使用 docker containers ls 查看容器状态	如何解读 docker containers ls 的输出 容器 ID 的获取与应用

五、访问自定义容器

1. 停止已运行的 Redis

• 操作：使用 docker container 命令查看运行的容器，并使用 docker container stop 加上容器号来停止 Redis 容器。

2. 运行 Redis 容器

• 命令：docker run -d -p 8888:6379 redis
• 解释：该命令启动 Redis 容器，并在后台运行。-d 表示后台运行，-p 表示端口映射，将本机的 8888 端口映射到容器的 6379 端口（Redis 默认端口）。

3. 连接 Redis 服务

• 操作：使用 redis-cli -p 8888 命令尝试连接本机的 8888 端口上的 Redis 服务。
• 结果：连接成功，说明通过端口映射成功连接到了 Docker 内部的 Redis 服务。

4. 验证 Redis 服务

• 操作：
  1. 在连接到的 Redis 服务中，使用 keys * 命令查看所有 key，确认服务为空。
  2. 使用 set a b 命令设置一个 key-value 对。
  3. 再次使用 keys * 命令查看，确认 key-value 对已成功保存。
• 验证：
  1. 另开一个终端，直接连接本机 6379 端口的 Redis 服务，使用 keys * 命令查看，确认该服务为空。
  2. 回到之前的终端，查看 8888 端口的 Redis 服务中的 key，确认与之前设置的相同。
• 结论：通过对比两个 Redis 服务中的数据，证明了 8888 端口的 Redis 服务是 Docker 内部的，而非本机自身的。

5. 作用

• 端口映射（-p）建立了一个桥梁，让 Docker 外部和 Docker 内部进行连接，无需在本机安装 Redis 环境，只需下载 Docker 中已配置好的 Redis 环境即可使用。

六、知识小结

知识点	核心内容	考试重点/易混淆点	难度系数
Docker 与 Redis 连接	使用端口映射方式连接本机与 Docker 中的 Redis 服务	端口映射命令的理解与应用	★★★☆☆
停止已运行的 Redis 容器	停止容器的命令操作	★★☆☆☆
尝试连接未启动服务的端口（失败）	确认服务未启动的提示信息	★★☆☆☆
端口映射命令	docker run -d -p 888:6379 redis -d：后台运行 -p：端口映射 888：本机端口 6379：Redis 默认端口	★★★★☆
执行命令后，本机 888 端口访问的是 Docker 中 Redis 的 6379 端口	端口映射效果的理解	★★★☆☆
验证连接	1. 使用 redis-cli -p 888 连接 Redis 2. 在 Redis 中生成并查看数据	确认连接成功与数据一致性的方法	★★★☆☆
对比本机 Redis 与 Docker 中 Redis 的数据差异	区分不同 Redis 实例的数据	★★★★☆
端口映射的作用	- 无需在本机安装 Redis 环境 - 快速搭建和使用 Redis 环境	端口映射在环境搭建中的优势	★★★☆☆
通过下载已配置好的 Docker 镜像，使用端口映射快速启动服务	Docker 镜像与端口映射的结合应用	★★★★☆

七、Dockerfile

1. 创建文件夹并编写 Dockerfile

• 目的：制作自己的 Docker 镜像，方便推广和节省使用者配置环境的工作量。
• 步骤：
  1. 在本机创建一个专门用于制作镜像的文件夹，命名为 “dockerfile”。
  2. 进入该文件夹，使用 vim 创建一个 Dockerfile。
  3. 在 Dockerfile 中编写内容，第一行使用 “FROM” 指定基础镜像，如 “FROM ubuntu”。
  4. 使用 “CMD” 指令指定镜像启动后执行的命令，如 “CMD echo ‘imook-java’”。

2. 利用文件制作镜像

• 命令：使用 “docker build -t myimage .” 命令来制作镜像。
  • docker build：制作镜像的命令。
  • -t myimage：给镜像取名为 “myimage”。
  • .：指定 Dockerfile 所在的当前路径。
• 效果：执行命令后，Docker 会读取 Dockerfile 并制作镜像，最后显示镜像制作成功的画面。

3. 运行镜像并验证效果

• 命令：使用 “docker run myimage” 命令来运行镜像。
• 效果：运行镜像后，可以在终端看到 “imook-java” 的输出，验证镜像制作成功且能够正常运行。
• 验证：使用 “docker images” 命令可以查看当前所有的镜像，确认 “myimage” 镜像已经存在。

4. 后续

• 可以在 Dockerfile 中添加更多的命令和配置，以制作更复杂、功能更丰富的镜像。

八、知识小结

知识点	核心内容	考试重点/易混淆点	难度系数
Dockerfile 作用	帮助开发者制作自己的镜像	镜像的作用与意义
制作镜像的原因	方便推广，节省对方工作量，有利于自己推广	镜像的推广价值
实战操作：创建文件夹	在 user/apple 下创建名为 dockerfile 的文件夹	文件夹命名及位置
编写 Dockerfile	使用 vim 创建 dockerfile，写入 from 和 cmd 命令	from 和 cmd 命令的写法与意义
from 命令解释	指定基础镜像，如乌邦图	基础镜像的选择
cmd 命令解释	容器启动时执行的命令，如 echo “im ook-JAVA”	cmd 与 run 命令的区别
制作镜像命令	docker build -t myimage .	-t 参数的含义，点的含义
查看镜像命令	docker images	验证镜像是否生成成功
运行镜像命令	docker run myimage	运行镜像并查看效果
后续扩展	在镜像中做更多事情，如复制文件、配置环境	镜像的进一步定制