Docker实用篇

该博客主要是记录了docker快速上手的内容~

如果对于docker原理有更近一步的理解，可以移步下方文章~

核心原理：深入理解 Docker 核心原理：Namespace、Cgroups 和 Rootfs。
基于 namespace 的视图隔离：探索 Linux Namespace：Docker 隔离的神奇背后
基于 cgroups 的资源限制
基于 overlayfs 的文件系统：Docker 魔法解密：探索 UnionFS 与 OverlayFS
基于 veth pair、bridge、iptables 等等技术的 Docker 网络：揭秘 Docker 网络：手动实现 Docker 桥接网络

万字总结！Docker简介及底层关键技术剖析_

核心原理笔记

Namespace：“障眼法”【视图隔离】，但是隔离不完全
Cgroup：资源限制，粗暴的理解：一个子系统目录加上一组资源限制文件的组合

这句话的理解

Cgroups 允许你将一组进程分配到特定的控制组，并对这些进程组施加资源限制，如 CPU、内存、网络带宽等。

举例说明

假设你有两个应用程序 app1 和 app2，你希望限制它们的 CPU 使用率。

1. 创建 Cgroup 目录

在 Linux 系统中，Cgroups 通常挂载在 /sys/fs/cgroup 目录下。首先，我们在 CPU 子系统中创建两个 Cgroup 目录：
1
2
bashCopy codemkdir /sys/fs/cgroup/cpu/app1
mkdir /sys/fs/cgroup/cpu/app2
2. 设置资源限制

接下来，我们在各自的 Cgroup 目录下设置 CPU 使用限制。假设我们希望 app1 的 CPU 使用率不超过 20%，app2 不超过 50%。
1
2
bashCopy codeecho 20000 > /sys/fs/cgroup/cpu/app1/cpu.cfs_quota_us
echo 50000 > /sys/fs/cgroup/cpu/app2/cpu.cfs_quota_us
这里，cpu.cfs_quota_us 表示 CPU 时间配额，单位是微秒（us）。默认情况下，周期是 100000 微秒（100 毫秒），因此 20000 表示 20%，50000 表示 50%。

3. 将进程加入 Cgroup

假设 app1 和 app2 的进程 ID 分别是 1234 和 5678。我们将它们加入各自的 Cgroup：
1
2
bashCopy codeecho 1234 > /sys/fs/cgroup/cpu/app1/tasks
echo 5678 > /sys/fs/cgroup/cpu/app2/tasks
4. 验证配置

现在，app1 和 app2 的 CPU 使用率分别受限于 20% 和 50%。
rootfs：只是一个操作系统所包含的文件、配置和目录，并不包括操作系统内核

docker 镜像又是怎么实现的？通过引入 layer 概念进行分层，借助联合文件系统（Union File System）进行叠加，最终构成了完整的镜像。

进一步理解rootfs

在Dockerfile中，rootfs并不是一个直接使用的术语，但我们可以从Docker镜像的构建和运行机制来理解它。

在Docker中，一个镜像是由一系列的只读层（layers）组成的。每一层都代表了一个文件系统的变化集。当Docker创建一个容器时，它会在这些只读层之上添加一个可写层，这个可写层通常被称为“容器层”。

当我们提到rootfs时，通常是指容器运行时的根文件系统（root filesystem）。这个根文件系统包含了容器运行所需的所有文件和目录，包括操作系统的基础文件、应用程序、库文件等。

在Dockerfile中，通过FROM指令指定的基础镜像提供了一个初始的根文件系统。后续的指令，如RUN、COPY、ADD等，会在这个根文件系统上进行修改，生成新的层。最终，这些层叠加在一起，形成了容器运行时的完整根文件系统。

总结一下，rootfs在Docker的上下文中指的是容器运行时的根文件系统，它由Docker镜像的各个层叠加而成，包含了容器运行所需的所有文件和目录。

进一步理解init层

在Docker中，容器的init层是一个特殊的层，它位于镜像的只读层和容器的可写层之间。init层的主要作用是存储一些容器运行时的初始化数据和配置信息，这些数据和信息在容器启动时会被加载和使用。

具体来说，init层通常包含以下内容：

进程管理信息：例如PID 1（init进程）的相关信息，以及容器内其他进程的初始状态。
挂载点信息：容器运行时需要挂载的文件系统或其他资源的信息。
环境变量：容器运行时需要的环境变量，这些变量在容器启动时会被设置。
网络配置：容器的网络配置信息，包括网络接口、IP地址、路由等。
其他初始化数据：可能包括一些需要在容器启动时进行初始化的数据或配置文件。

init层的存在使得容器的启动过程更加高效和灵活。它允许Docker在启动容器时快速加载必要的初始化数据，而不需要对镜像的只读层进行修改。同时，init层的数据通常是临时的，不会持久化到镜像中，这有助于保持镜像的简洁和可重复性。

初识Docker

什么是Docker

微服务似然具备各种各样的优势，但是服务的拆分通常给部署带来了很大的麻烦
- 分布式系统中，依赖的组件非常多，不同组件之间部署时，往往会产生一些冲突
- 在数百，数千台服务中重复部署，环境不一定一直，会遇到各种问题

应用部署的环境问题

大型项目组件比较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题
- 依赖关系复杂，容易出现兼容性问题
- 开发、测试、生产环境有差异

例如一个项目中，部署时需要依赖于node.js、Redis、RabbitM、MySQL等，这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同，审核会有冲突，给部署带来了极大的困难

Docker解决依赖兼容问题

而Docker确巧妙的解决了这些问题，那么Docker是如何实现的呢？
Docker为了解决依赖的兼容问题，采用了两个手段
1. 将应用的函数库(libs)、依赖(Deps)、配置与应用一起打包
2. 将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免相互干扰
这样打包好的应用中，既包含了应用本身，也包含了应用所需要用到的函数库和依赖，无序在操作系统上安装这些，自然也就不存在不同应用之间的兼容问题了
虽然解决了不同应用的兼容问题，但是开发、测试等环节会存在差异，操作系统版本也会有差异，这些问题又该如何解决呢？

Docker解决操作系统环境差异

要解决不同操作系统环境差异问题，必须先了解操作系统结构，以一个Ubuntu操作系统为例，结构如下
- 系统应用：操作系统本身提供的应用、函数库。这些含数据是对内核指令的封装，使用更加方便
- 系统内核：所有Linux发行版的内核都是Linux，例如CentOS、Ubuntu、Fedora等。内核可以与计算机硬件交互，对外提供内核指令，用于操作计算机硬件。
- 计算机硬件：例如CPU、内存、磁盘等
应用于计算机交互的流程如下
1. 应用调用操作系统应用(函数库)，实现各种功能
2. 系统函数库是对内核指令集的封装，会调用内核指令
3. 内核指令操作计算机硬件
Ubuntu和CentOS都是基于Linux内核，无非是系统应用不同，提供的函数库有差异
此时，如果将一个Ubuntu版本的MySQL应用安装到CentOS系统，MySQL在调用Ubuntu函数库时，会发现找不到或不匹配，就会报错
Docker如何解决不同系统环境的问题？
- Docker将用户程序所需要的系统(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

小结

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景象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，具备以下优势
1. 可将程序及其依赖、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
2. 运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰
3. 启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷

Docker与虚拟机的区别

Docker可以让一个应用在任何操作系统中都十分方便的运行，而我们以前接触的虚拟机，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
二者有什么差异呢？
- 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。例如在Windows系统中运行CentOS系统，就可以运行任意的CentOS应用了
- Docker仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统

对比来看

特性	Docker	虚拟机
性能	接近原生	性能较差
硬盘占用	一般为MB	一般为GB
启动	秒级	分钟级

小结：Docker和虚拟机的差异
- Docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中操作系统
- Docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

Docker架构

镜像和容器

Docker中有几个重要的概念
- 镜像(Image)：Docker将应用程序及其所需要的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像
- 容器(Container)：镜像中的应用程序形成后的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见
一切应用最终都是代码组成，都是硬盘中的一个个字节形成的文件，只有运行时，才会加载到内存，形成进程
而镜像，就是吧一个应用在硬盘上的文件、机器运行环境、部分系统函数库文件一起打包成的文件包。这个文件包是只读的（防止你对镜像文件进行修改/污染，从而导致镜像不可用，容器从镜像中拷贝一份文件到自己的空间里来写数据）
而容器呢，就是把这些文件中编写的程序、函数加载到内存中允许形成进程，只不过要隔离起来。因此一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程。

DockerHub

开源应用程序非常多，打包这些应用往往都是重复性劳动，为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上来共享使用，就像GitHub的代码共享一样
- DockerHub：DockerHub是一个官方的Docker镜像托管平台，这样的平台称为Docker Registry。
- 国内也有类似于DockerHub的公开服务，例如网易云镜像服务、阿里云镜像库等
我们一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像

Docker架构

我们要使用Docker来操作镜像、容器，那就必须安装Docker
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

小结

镜像:
- 将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起
容器：
- 镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器
Docker结构：
- 服务端：接受命令或远程请求，操作镜像或容器
- 客户端：发送命令或者请求到Docker服务端
DockerHub：
- 一个镜像托管的服务器，类似的还有阿里云镜像服务，统称为DockerRegistry

安装Docker

Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版，免费，支持周期 7 个月；EE 即企业版，强调安全，付费使用，支持周期 24 个月。
Docker CE 分为 stable test 和 nightly 三个更新频道。
官方网站上有各种环境下的安装指南，这里主要介绍 Docker CE 在 CentOS上的安装。
Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10

CentOS 7满足最低内核要求，本文也是在CentOS 7安装Docker

卸载(可选)

如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载

sudo apt remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-selinux \
                  docker-engine-selinux \
                  docker-engine \
                  docker-ce

安装Docker

首先先安装yum工具

1
2
3

yum install -y yum-utils \
           device-mapper-persistent-data \
           lvm2 --skip-broken

然后更新本地镜像源

## 设置Docker镜像源
yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    
sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

yum makecache fast

然后安装社区版Docker

1	yum install -y docker-ce

启动Docker

Docker应用需要用到各种端口，挨个修改防火墙设置很麻烦，所以这里建议直接关闭防火墙

## 关闭
systemctl stop firewalld
## 禁止开机启动防火墙
systemctl disable firewalld

通过命令启动Docker

## 启动docker服务
systemctl start docker 

## 停止docker服务
systemctl stop docker

## 重启docker服务
systemctl restart docker

然后输入命令，查看docker版本

docker -v

结果

1 2	[root@localhost ~]## docker -v Docker version 20.10.21, build baeda1f

配置镜像加速

Docker官方镜像库网速较差，建议设置为国内镜像服务，参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

Docker的基本操作

镜像制作

镜像名称

首先来看下镜像的名称组成：
- 镜像名称一般分为两部分：[repository]:[tag]
例如mysql:5.7，这里的mysql就是repository，5.7就是tag，合在一起就是镜像名称，代表5.7版本的MySQL镜像
- 在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像，例如mysql:latest

镜像命令

常见的镜像命令如下图

案例一

在这个案例，我们来联系拉取、查看镜像

需求：从DockerHub中拉取一个Nginx镜像并查看

首先我们取镜像仓库（例如DockerHub）中搜索Nginx镜像
根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令：docker pull nginx拉取最新的nginx镜像

[root@localhost ~]## docker pull nginx
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/nginx
025c56f98b67: Pull complete 
ec0f5d052824: Pull complete 
cc9fb8360807: Pull complete 
defc9ba04d7c: Pull complete 
885556963dad: Pull complete 
f12443e5c9f7: Pull complete 
Digest: sha256:75263be7e5846fc69cb6c42553ff9c93d653d769b94917dbda71d42d3f3c00d3
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest

从日志中我们也可以看出，如果不加tag，用的就是默认的latest，也就是拉取最新的docker镜像

通过命令docker images查看拉取到的镜像

1
2
3

[root@localhost ~]## docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED      SIZE
nginx        latest    3964ce7b8458   4 days ago   142MB

案例二

在这个案例中，我们联系保存、导入镜像

需求：利用docker save将nginx镜像导出磁盘，然后在通过docker load加载回来

利用docker xx --help命令查看docker save和docker load的语法

输入docker save --help，结果如下

[root@localhost ~]## docker save --help

Usage:  docker save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

Save one or more images to a tar archive (streamed to STDOUT by default)

Options:
  -o, --output string   Write to a file, instead of STDOUT

命令格式：

1	docker save -o [保存的目标文件名称] [镜像名称]

输入docker load --help，结果如下

[root@localhost ~]## docker load --help

Usage:  docker load [OPTIONS]

Load an image from a tar archive or STDIN

Options:
  -i, --input string   Read from tar archive file, instead of STDIN
  -q, --quiet          Suppress the load output

命令格式：

1	docker load -i [镜像压缩文件名]

使用docker save导出镜像到磁盘，随后使用ls命令可以查看到nginx.tar文件

1	docker save -o nginx.tar nginx:latest

使用docker load加载镜像，在此之前，我们使用命令删除本地nginx镜像

1	docker rmi nginx:latest ## rmi是remove image的缩写

随后运行命令，加载本地文件

1	docker load -i nginx.tar

练习

需求：去DockerHub中搜索并拉取一个Redis镜像

去DockerHub中搜索Redis镜像
查看Redis镜像的名称和版本
利用docker pull命令拉取镜像
使用docker save命令，将redis:latest打包成一个redis.tar包
使用docker rmi删除本地的redis:latest
利用docker load重新加载redis.tar文件

容器操作

容器相关命令

容器操作命令如图
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，不释放内存
- 停止：进程终止，回收进程占用的内存、CPU等资源
暂停和停止的操作系统的处理方式不同，暂停是操作系统将容器内的进程挂起，容器关联的内存暂存起来，然后CPU不再执行这个进程，但是使用unpause命令恢复，内存空间被恢复，程序继续运行。
停止是直接将进程杀死，容器所占的内存回收，保存的仅剩容器的文件系统，也就是那些静态的资源
docker rm 是将文件系统也彻底删除，也就是将容器彻底删除掉了
docker run：创建并运行一个容器，处于运行状态
docker pause：让一个运行的容器暂停
docker unpause：让一个容器从暂停状态恢复运行
docker stop：停止一个运行的容器
docker start：让一个停止的容器再次运行
docker rm：删除一个容器

案例一

创建并运行nginx容器的命令

1	docker run --name containerName -p 80:80 -d nginx

命令解读
- docker run：创建并运行一个容器
- --name：给容器起一个名字，例如叫做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
- -d：后台运行容器
- nginx：镜像名称，例如nginx
这里的-p参数，是将容器端口映射到宿主机端口
默认情况下，容器是隔离环境，我们直接访问宿主机的80端口，肯定访问不到容器中的nginx
现在，容器的80端口和宿主机的80端口关联了起来，当我们访问宿主机的80端口时，就会被映射到容器的80端口，这样就能访问nginx了
那我们再浏览器输入虚拟机ip:80就能看到nginx默认页面了

案例二

需求：进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加Welcome To My Blog！
提示：进入容器要用到docker exec命令

[root@localhost ~]## docker exec --help

Usage:  docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

Run a command in a running container

Options:
  -d, --detach               Detached mode: run command in the background
      --detach-keys string   Override the key sequence for detaching a container
  -e, --env list             Set environment variables
      --env-file list        Read in a file of environment variables
  -i, --interactive          Keep STDIN open even if not attached
      --privileged           Give extended privileges to the command
  -t, --tty                  Allocate a pseudo-TTY
  -u, --user string          Username or UID (format: <name|uid>[:<group|gid>])
  -w, --workdir string       Working directory inside the container

进入容器。进入刚刚我们创建好的nginx容器

1	docker exec -it myNginx bash

命令解读
- 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：要进入的容器名称
- bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

进入nginx的HTML所在目录
- 容器内部会模拟一个独立的Linux文件系统，看起来就如同一个linux服务器一样，nginx的环境、配置、运行文件全部都在这个文件系统中，包括我们要修改的html文件
- 查看DockerHub网站中的nginx页面，可以知道nginx的html目录位置在/usr/share/nginx/html
- 我们执行命令进入到该目录
1
cd /usr/share/nginx/html
查看目录下的文件
1
2
root@310016c9b413:/usr/share/nginx/html## ls
50x.html index.html
修改index.html的内容
- 容器内没有vi命令，无法直接修改，我们使用下面的命令来修改
1
sed -i -e 's#Welcome to nginx#Welcome To My Blog#g' index.html
在浏览器访问自己的虚拟机ip:80，即可看到结果（80端口可以不写）

小结

docker run命令常见的参数有哪些？
- --name：指定容器名称
- -p：指定端口映射
- -d：让容器后台运行
查看容器日志的命令
- docker logs
- 添加-f参数可以持续查看日志
查看容器状态：
- docker ps
- docker ps -a 查看所有容器，包括已停止的

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。并且因为没有编译器，修改文件也很麻烦，这就是容器与数据（容器内文件）耦合带来的后果，如果我们另外运行一台新的nginx容器，那么这台新的nginx容器也不能直接使用我们修改好的html文件，具有很多缺点
1. 不便于修改：当我们要修改nginx的html内容时，需要进入容器内部修改，很不方便
2. 数据不可服用：由于容器内的修改对外是不可见的，所有的修改对新创建的容器也是不可复用的
3. 升级维护困难：数据在容器内，如果要升级容器必然删除旧容器，那么旧容器中的所有数据也跟着被删除了（包括改好的html页面）
要解决这个问题，必须将数据和容器解耦，这就要用到数据卷了

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
一旦完成数据卷挂载，对容器的一切操作都会作用在对应的宿主机目录了。这样我们操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html目录，就等同于操作容器内的/usr/share/nginx/html目录了

数据集操作命令

数据卷操作的基本语法如下

1	docker volume [COMMAND]

docker volume
1
2
3

命令是数据卷操作，根据命令后跟随的


command
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

  来确定下一步的操作

  - `create`：创建一个volume
  - `inspect`：显示一个或多个volume的信息
  - `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

#### 创建和查看数据集

需求：创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

1. 创建数据卷

docker volume create html

1
2
3


1. 查看所有数据

docker volume ls

1
2
3


结果

[root@localhost ~]## docker volume ls
DRIVER VOLUME NAME
local html

1
2
3


1. 查看数据卷详细信息卷

docker volume inspect html

1
2
3


结果

[root@localhost ~]## docker volume inspect html
[
{
“CreatedAt”: “2022-12-19T12:51:54+08:00”,
“Driver”: “local”,
“Labels”: {},
“Mountpoint”: “/var/lib/docker/volumes/html/_data”,
“Name”: “html”,
“Options”: {},
“Scope”: “local”
}
]


可以看到我们创建的html这个数据卷关联的宿主机目录为`/var/lib/docker/volumes/html/_data`

- 小结：
  - 数据卷的作用
    - 将容器与数据分离，解耦合，方便操作容器内数据，保证数据安全
  - 数据卷操作：
    - `docker volume create`：创建数据卷
    - `docker volume ls`：查看所有数据卷
    - `docker volume inspect`：查看数据卷详细信息，包括关联的宿主机目录位置
    - `docker volume rm`：删除指定数据卷
    - `rocker volume prune`：删除所有未使用的数据卷

#### 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 myNginx
-v html:/root/html
-p 8080:80
nginx \


- 这里的-v就是挂载数据卷的命令
  - `-v html:/root/html`：把html数据卷挂载到容器内的/root/html这个目录中

#### 案例一

需求：创建一个nginx容器，修改容器内的`html`目录的`index.html`内容
分析：上个案例中，我们进入nginx容器内部，已经知道了nginx的html目录所在位置`/usr/share/nginx/html`，我们需要把这个目录挂载到`html`这个数据卷上，方便操作其中的内容
提示：运行容器时，使用`-v`参数挂载数据卷

1. 创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录

docker run --name myNginx -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx

1
2
3


1. 进入html数据卷所在位置，并修改HTML内容

查看数据卷位置

docker volume inspect html

进入该目录

cd /var/lib/docker/volumes/html/_data

修改文件

vi index.html

也可以在FinalShell中使用外部编译器（例如VSCode）来修改文件


#### 案例二

- 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

    ![image-20240520192226345](https://penge666blog.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/img/image-20240520192226345.png)

- 目录挂载和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]

需求：创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器

1. 从DockerHub中拉取一个MySQL的镜像

BASH
docker pull mysql

1
2
3


1. 创建目录`/tmp/mysql/data`

mkdir -p /tmp/mysql/data


1. 创建目录`/tmp/mysql/conf`，将`myCnf.cnf`文件上传到`/tmp/mysql/conf`

- 命令
- myCnf.cnf

mkdir -p /tmp/mysql/conf


1. 去DockerHub中查阅资料，找到mysql容器内的conf目录和data目录的位置
   容器中conf目录的位置是：`/etc/mysql/conf.d`
   容器中存储数据的目录为：`/var/lib/mysql`

2. 创建并运行MySQL容器，要求

   - 挂载/tmp/mysql/data到mysql容器内数据存储目录
   - 挂载/tmp/mysql/conf/myCnf.cnf到mysql容器的配置文件
   - 设置MySQL密码

docker run
–name mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root
-v /tmp/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d
-v /tmp/mysql/data:/var/lib/mysql
-p 3306:3306
-d
mysql


3. 尝试使用Navicat连接数据库，注意自己设置的密码

#### 小结

- `docker run`的命令中通过-v参数挂载文件或目录到容器中
  - `-v [volume名称]:[容器内目录]`
  - `-v [宿主机文件]:[容器内文件]`
  - `-v [宿主机目录]:[容器内目录]`
- 数据卷挂载与目录直接挂载的区别
  - 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

## Dockerfile自定义镜像

- 常见的镜像在DockerHub就能找到，但是我们自己写的项目就必须构建镜像了。而要自定义镜像，则必须先连接镜像的结构才行。

### 镜像结构

- **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**

- 以MySQL为例，来看看它的镜像组成结构

  

  ![image-20240520192241852](https://penge666blog.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/img/image-20240520192241852.png)

  

- 简单来说，镜像就是在系统函数库、运行环境的基础上，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

- 我们要构建镜像，其实就是实现上述打包的过程

Dockerfile是一种文本文件，它包含了一系列用来构建Docker镜像的指令。每一个指令都会在镜像上创建一个新的层，并且会提交一些改变，比如安装一个软件包，在镜像中添加文件，或者配置一个环境变量。Dockerfile让镜像的创建过程变得透明和可复制。

先举个简单的例子：

下面是一个简单的Dockerfile例子：

Dockerfile

```Dockerfile
# 使用官方的Python运行时作为父镜像
FROM python:3.7-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 把当前目录下的所有文件都复制到容器的/app目录下
ADD . /app

# 安装在requirements.txt中指定的所有Python依赖
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# 在容器启动时运行app.py
CMD ["python", "./app.py"]

在这个例子中，Dockerfile指定了基础镜像python:3.7-slim，设置工作目录为/app，复制当前目录的所有文件到容器，然后安装Python依赖，最后指定容器启动时运行的命令。

通过运行docker build命令并指定Dockerfile的位置，Docker会自动执行Dockerfile中的所有指令，从而构建出一个新的镜像。

总的来说，Dockerfile是一种描述Docker镜像构建过程的工具，它让镜像的构建过程变得可自动化和可复制，从而提高了开发和部署的效率。

Dockerfile事实上是一个文本文件，它包含了一系列用于创建Docker镜像的指令。当你运行Dockerfile时，Docker会按照这些指令去构建一个新的镜像。然后，可以运行这个新的镜像来创建Docker容器。

Dockerfile语法

构建自定义镜像时，并不需要一个个文件去拷贝，打包。
我们只需要告诉Docker我们的镜像组成，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
而描述上述信息的就是Dockerfile文件。
Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个指令(Instruction)，用指令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。

指令	说明	示例
FROM	指定基础镜像	FROM centos:6
ENV	设置环境变量，可在后面指令使用	ENV key value
COPY	拷贝本地文件到镜像的指定目录	COPY ./mysql-5.7.rpm /tmp
RUN	执行Linux的shell命令，一般是安装过程的命令	RUN yum install gcc
EXPOSE	指定容器运行时监听的端口，是给镜像使用者看的	EXPOSE 8080
ENTRYPOINT	镜像中应用的启动命令，容器运行时调用	ENTRYPOINTjava -jar xxjar

构建Java项目

基于Ubuntu构建Java项目

需求：基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个Java项目

创建一个空文件夹docker-demo

1	mkdir /tmp/docker-demo

将docker-demo.jar文件拷贝到docker-demo这个目录
拷贝jdk8.tar.gz文件到docker-demo这个目录
在docker-demo目录下新建Dockerfile，并写入以下内容

## 指定基础镜像
FROM ubuntu:16.04

## 配置环境变量，JDK的安装目录
ENV JAVA_DIR=/usr/local

## 拷贝jdk的到JAVA_DIR目录下
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/

## 安装JDK
RUN cd $JAVA_DIR && tar -xf ./jdk8.tar.gz && mv ./jdk1.8.0_44 ./java8

## 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

## 拷贝java项目的包到指定目录下，我这里是/tmp/app.jar
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar

## 暴露端口，注意这里是8090端口，如果你之前没有关闭防火墙，请关闭防火墙或打开对应端口，云服务器同理
EXPOSE 8090

## 入口，java项目的启动命令
ENTERPOINT java -jar /tmp/app.jar

在docker-demo目录下使用docker build命令构建镜像

1	docker build -t docker_demo:1.0 .

使用docker images命令，查看镜像

[root@localhost docker-demo]## docker images
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED              SIZE
docker_demo   1.0       c8acd2dd02cf   About a minute ago   722MB
redis         latest    29ab4501eac3   2 days ago           117MB
nginx         latest    3964ce7b8458   5 days ago           142MB
ubuntu        16.04     b6f507652425   15 months ago        135MB
mysql         5.7.25    98455b9624a9   3 years ago          372MB

创建并运行一个docker_demo容器

1	docker run --name testDemo -p 8090:8090 -d docker_demo:1.0

浏览器访问http://192.168.128.130:8090/hello/count，即可看到页面效果(注意修改虚拟机ip)

从0到1使用Docker部署java项目详解

基于Java8构建Java项目

虽然我们可以基于Ubuntu基础镜像，添加任意自己需要的安装包来构建镜像，但是却比较麻烦。所以大多数情况下，我们都可以在一些安装了部分软件的基础镜像上做改造。
我们刚刚构建的Java项目有一个固定的死步骤，那就是安装JDK并配置环境变量，我们每次构建Java项目的镜像的时候，都需要完成这个步骤，所以我们可以找一个已经安装好了JDK的基础镜像，然后在其基础上来构建我们的Java项目的镜像

需求：基于java:8-alpine镜像，将一个Java项目构建为镜像

新建一个空目录(或者继续使用/tmp/docker-demo目录)
将docker-demo.jar复制到该目录下(继续使用刚刚的目录就不用管)
在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile，并编写该文件(修改为如下样子就好)

## 将openjdk:8作为基础镜像
FROM openjdk:8
## 拷贝java项目的包到指定目录下，我这里是/tmp/app.jar
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar
## 暴露端口
EXPOSE 8090
## 入口
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

构建镜像

1	docker build -t docker_demo:2.0 .

创建并运行一个docker_demo容器(在此之前停止之前的docker_demo容器)

1	docker run --name testDemo02 -p 8090:8090 -d docker_demo:2.0

浏览器访问http://192.168.128.130:8090/hello/count，即可看到页面效果

小结

Dockerfile本质就是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程
Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建
基础镜像可以使基本操作系统，如Ubuntu，也可以是其他人制作好的镜像，例如openjdk:8

Docker-Compose

Docker Compose 是用于管理多容器应用的工具，它通过 docker-compose.yml 文件定义多个服务及其配置，简化了复杂应用的管理和编排。
Docker Compose可以基于Compose文件帮我们快速地部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器
真实企业项目开发中，可能有几十个，

Docker Compose是一个用于定义和运行多容器Docker应用程序的工具。通过Compose，你可以使用YAML文件来配置你的应用程序的服务。然后，使用一个命令，就可以创建并启动所有服务。

通过Docker Compose，你可以创建一个独立的环境用于你的应用程序。例如，如果你的应用程序需要一个web服务器和一个数据库，你可以使用Compose来创建和管理这两个服务。

使用Docker Compose的主要步骤是：

通过一个Dockerfile定义你的应用程序的环境，使它可以在任何地方复制。
在docker-compose.yml文件中定义构成你的应用程序的服务，这样它们可以在一个隔离的环境中一起运行。
运行docker-compose up命令启动整个应用程序。

这个工具能让你更加轻松地管理和部署你的Docker应用，是进行微服务架构开发的一个很好的工具。

这里用通俗点的语言解释

Docker Compose是一个用于定义和运行多容器Docker应用程序的工具。你可以通过Compose来定义一个多服务的应用，每个服务都在其自己的容器中运行，服务之间可以通过网络进行连接。

理解Docker Compose主要需要知道以下几个方面：

服务(Service)：服务就是运行在容器中的应用。一个应用可能由多个服务组成，这些服务通常是通过网络相互连接的。
Compose文件：Compose文件是一个YAML文件，用于定义应用的服务。在此文件中，你可以配置每个服务的设置，比如容器的端口映射，挂载的卷，和网络设置等。
项目(Project)：项目是由一组关联的服务组成的。一个项目对应一个Compose文件。

以下是一个Docker Compose文件的例子：

yaml

version: '3'
services:
  web:
    build: .
    ports:
    - "5000:5000"
  redis:
    image: "redis:alpine"

在这个例子中，定义了两个服务：web和redis。web服务通过在当前目录（.）中的Dockerfile进行构建，并将容器的5000端口映射到主机的5000端口。redis服务则直接使用了redis:alpine这个镜像。

你可以通过运行docker-compose up命令来启动这个应用。Docker Compose会自动处理服务的创建和启动顺序。

总的来说，Docker Compose是一个非常强大的工具，它使得定义和运行多服务的应用变得更加简单。你可以通过Compose来定义你的整个应用环境，包括服务，网络，和卷等，并且可以通过一个命令就能够启动你的整个应用。

Docker镜像仓库

搭建镜像仓库可以基于Docker官方提供的DockerRegistry来实现
官网地址：https://hub.docker.com/_/registry

搭建私有镜像仓库

我们自己编写的项目显然是不适合放到Docker的共有仓库的，所以需要我们搭建一个私服

配置Docker信任地址

我们的私服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

## 打开要修改的文件
vi /etc/docker/daemon.json
## 添加内容：
"insecure-registries":["http://192.168.128.101:8080"]
## 重加载
systemctl daemon-reload
## 重启docker
systemctl restart docker

带图形化界面版本

使用DockerCompose部署带有图象界面的DockerRegistry，命令如下：

version: '3.0'
services:
  registry:
    image: registry
    volumes:
      - ./registry-data:/var/lib/registry
  ui:
    image: joxit/docker-registry-ui:static
    ports:
      - 8080:80
    environment:
      - REGISTRY_TITLE=Kyle's Blog私有仓库
      - REGISTRY_URL=http://registry:5000
    depends_on:
      - registry

随后打开浏览器访问http://192.168.128.130:8080/，就能看到带图形化界面的镜像仓库了

推送、拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下

重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：192.168.128.130:8080/
1
docker tag nginx:latest 192.168.128.130:8080/nginx:1.0
推送镜像
1
docker push 192.168.128.130:8080/nginx:1.0
拉取镜像
1
docker pull 192.168.128.130:8080/nginx:1.0

总结

什么是Docker？看这一篇干货文章就够了！