Docker 入門終極指南，詳細版！別再說不會用 Docker 了！

Web?時代，應(yīng)用變得越來越強大，與此同時也越來越復(fù)雜。集群部署、隔離環(huán)境、灰度發(fā)布以及動態(tài)擴容缺一不可，而容器化則成為中間的必要橋梁。本節(jié)我們就來探索一下?docker?的神秘世界，從零到一掌握?Docker?的基本原理與實踐操作。別再守著前端那一畝三分地，是時候該開疆?dāng)U土了。我們將會圍繞下面幾點展開：講個故事虛擬機與容器認識?Docker

• Docker

• Docker?是什么，我們先來講個故事：我需要蓋一個房子，于是我搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。一頓操作，終于把這個房子蓋好了。結(jié)果，住了一段時間，心血來潮想搬到海邊去。這時候按以往的辦法，我只能去海邊，再次搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。煩惱之際，跑來一個魔法師教會我一種魔法。這種魔法可以把我蓋好的房子復(fù)制一份，做成「鏡像」，放在我的背包里。黑魔法等我到了海邊，就用這個「鏡像」，復(fù)制一套房子，拎包入住。是不是很神奇？對應(yīng)到我們的項目中來，房子就是項目本身，鏡像就是項目的復(fù)制，背包就是鏡像倉庫。如果要動態(tài)擴容，從倉庫中取出項目鏡像，隨便復(fù)制就可以了。Build?once，Run?anywhere!不用再關(guān)注版本、兼容、部署等問題，徹底解決了「上線即崩，無休止構(gòu)建」的尷尬。二、虛擬機與容器開始之前，我們來做一些基礎(chǔ)知識的儲備：1.虛擬機：虛擬化硬件虛擬機?Virtual?Machine?指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機系統(tǒng)。在實體計算機中能夠完成的工作在虛擬機中都能夠?qū)崿F(xiàn)。在計算機中創(chuàng)建虛擬機時，需要將實體機的部分硬盤和內(nèi)存容量作為虛擬機的硬盤和內(nèi)存容量。每個虛擬機都有獨立的?CMOS、硬盤和操作系統(tǒng)，可以像使用實體機一樣對虛擬機進行操作。在容器技術(shù)之前，業(yè)界的網(wǎng)紅是虛擬機。虛擬機技術(shù)的代表，是?VMWare?和?OpenStack。更多請參看：https://baike.baidu.com/item/%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA/104440?fr=aladdin2.容器：將操作系統(tǒng)層虛擬化，是一個標(biāo)準(zhǔn)的軟件單元隨處運行：容器可以將代碼與配置文件和相關(guān)依賴庫進行打包，從而確保在任何環(huán)境下的運行都是一致的。高資源利用率：容器提供進程級的隔離，因此可以更加精細地設(shè)置?CPU?和內(nèi)存的使用率，進而更好地利用服務(wù)器的計算資源。快速擴展：每個容器都可作為單獨的進程予以運行，并且可以共享底層操作系統(tǒng)的系統(tǒng)資源，這樣一來可以加快容器的啟動和停止效率。3.區(qū)別與聯(lián)系虛擬機雖然可以隔離出很多「子電腦」，但占用空間更大，啟動更慢。虛擬機軟件可能還要花錢，例如VMWare；容器技術(shù)不需要虛擬出整個操作系統(tǒng)，只需要虛擬一個小規(guī)模的環(huán)境，類似「沙箱」；運行空間，虛擬機一般要幾?GB?到?幾十?GB?的空間，而容器只需要?MB?級甚至?KB?級；我們來看一下對比數(shù)據(jù)：與虛擬機相比，容器更輕量且速度更快，因為它利用了?Linux?底層操作系統(tǒng)在隔離的環(huán)境中運行。虛擬機的?Hypervisor?創(chuàng)建了一個非常牢固的邊界，以防止應(yīng)用程序突破它，而容器的邊界不那么強大。物理機部署不能充分利用資源，造成資源浪費。虛擬機方式部署，虛擬機本身會占用大量資源，導(dǎo)致資源浪費，另外虛擬機性能也很差。而容器化部署比較靈活，且輕量級，性能較好。虛擬機屬于虛擬化技術(shù)，而?Docker?這樣的容器技術(shù)，屬于輕量級的虛擬化。三、認識?DockerDocker1.概念Docker?是一個開源的應(yīng)用容器引擎，讓開發(fā)者可以打包他們的應(yīng)用以及依賴包到一個可移植的容器中，然后發(fā)布到任何流行的?Linux?機器上，也可以實現(xiàn)虛擬化。容器是完全使用沙箱機制，相互之間不會有任何接口。Docker?技術(shù)的三大核心概念，分別是：鏡像?Image、容器?Container、倉庫?Repository。2.Docker?輕量級的原因？相信你也會有這樣的疑惑：為什么?Docker?啟動快？如何做到和宿主機共享內(nèi)核？當(dāng)我們請求?Docker?運行容器時，Docker?會在計算機上設(shè)置一個資源隔離的環(huán)境。然后將打包的應(yīng)用程序和關(guān)聯(lián)的文件復(fù)制到?Namespace?內(nèi)的文件系統(tǒng)中，此時環(huán)境的配置就完成了。之后?Docker?會執(zhí)行我們預(yù)先指定的命令，運行應(yīng)用程序。鏡像不包含任何動態(tài)數(shù)據(jù)，其內(nèi)容在構(gòu)建之后也不會被改變。四、核心概念1.Build,?Ship?and?Run（搭建、運輸、運行）；2.Build?once,?Run?anywhere（一次搭建，處處運行）；3.Docker?本身并不是容器，它是創(chuàng)建容器的工具，是應(yīng)用容器引擎；4.Docker?三大核心概念，分別是：鏡像?Image，容器?Container、倉庫?Repository；5.Docker?技術(shù)使用?Linux?內(nèi)核和內(nèi)核功能（例如?Cgroups?和?namespaces）來分隔進程，以便各進程相互獨立運行。6.由于?Namespace?和?Cgroups?功能僅在?Linux?上可用，因此容器無法在其他操作系統(tǒng)上運行。那么?Docker?如何在?macOS?或?Windows?上運行？?Docker?實際上使用了一個技巧，并在非?Linux?操作系統(tǒng)上安裝?Linux?虛擬機，然后在虛擬機內(nèi)運行容器。另外，搜索公眾號python人工智能技術(shù)后臺回復(fù)“名著”，獲取一份驚喜禮包。7.鏡像是一個可執(zhí)行包，其包含運行應(yīng)用程序所需的代碼、運行時、庫、環(huán)境變量和配置文件，容器是鏡像的運行時實例。五、安裝?Docker1.命令行安裝Homebrew?的?Cask?已經(jīng)支持?Docker?for?Mac，因此可以很方便的使用?Homebrew?Cask?來進行安裝，執(zhí)行如下命令：brew?cask?install?docker  更多安裝方式，請查看官方文檔：https://www.docker.com/get-started2.查看版本docker?-v??  3.配置鏡像加速設(shè)置?Docker?Engine?寫入配置：{ ??"registry-mirrors":?[ ????"http://hub-mirror.c.163.com/", ????"https://registry.docker-cn.com" ??], ??"insecure-registries":[], ??"experimental":?false, ??"debug":?true }  4.安裝桌面端Docker?桌面端桌面端操作非常簡單，先去官網(wǎng)下載。通過?Docker?桌面端，我們可以方便的操作：clone：克隆一個項目build：打包鏡像run：運行實例share：共享鏡像好了，準(zhǔn)備工作就緒，下面可以大展身手了！六、快速開始安裝完?Docker?之后，我們先打個實際項目的鏡像，邊學(xué)邊用。1.首先需要大致了解一下我們將會用到的?11?個命令2.新建項目為了快捷，我們直接使用Vue?腳手架構(gòu)建項目：vue?create?docker-demo??  嘗試啟動一下：yarn?serve??  訪問地址：http://localhost:8080/。項目就緒，我們接著為項目打包：yarn?build??  這時候，項目目錄下的?Dist?就是我們要部署的靜態(tài)資源了，我們繼續(xù)下一步。需要注意：前端項目一般分兩類，一類直接?Nginx?靜態(tài)部署，一類需要啟動?Node?服務(wù)。本節(jié)我們只考慮第一種。3.新建?Dockerfilecd?docker-demo?&amp;&amp;?touch?Dockerfile??  此時的項目目錄如下：.?? ├──?Dockerfile?? ├──?README.md?? ├──?babel.config.js?? ├──?dist?? ├──?node_modules?? ├──?package.json?? ├──?public?? ├──?src?? └──?yarn.lock??  可以看到我們已經(jīng)在?docker-demo?目錄下成功創(chuàng)建了?Dockerfile?文件。牛逼啊！接私活必備的?N?個開源項目！趕快收藏吧 4.準(zhǔn)備?Nginx?鏡像運行你的?Docker?桌面端，就會默認啟動實例，我們在控制臺拉取?Nginx?鏡像：docker?pull?nginx??  控制臺會出現(xiàn)如下信息：Using?default?tag:?latest latest:?Pulling?from?library/nginx 8559a31e96f4:?Pull?complete 8d69e59170f7:?Pull?complete 3f9f1ec1d262:?Pull?complete d1f5ff4f210d:?Pull?complete 1e22bfa8652e:?Pull?complete Digest:?sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133 Status:?Downloaded?newer?image?for?nginx:latest docker.io/library/nginx:latest  如果你出現(xiàn)這樣的異常，請確認?Docker?實例是否正常運行。Cannot?connect?to?the?Docker?daemon?at?unix:///var/run/docker.sock.?Is?the?docker?daemon?running???  鏡像準(zhǔn)備?OK，我們在根目錄創(chuàng)建?Nginx?配置文件：touch?default.conf??  寫入：server?{ ????listen???????80; ????server_name??localhost;  ????#charset?koi8-r; ????access_log??/var/log/nginx/host.access.log??main; ????error_log??/var/log/nginx/error.log??error;  ????location?/?{ ????????root???/usr/share/nginx/html; ????????index??index.html?index.htm; ????}  ????error_page???500?502?503?504??/50x.html; ????location?=?/50x.html?{ ????????root???/usr/share/nginx/html; ????} }  5.配置鏡像打開?Dockerfile?，寫入如下內(nèi)容：FROM?nginx?? COPY?dist/?/usr/share/nginx/html/?? COPY?default.conf?/etc/nginx/conf.d/default.conf??  我們逐行解釋一下代碼：FROM?nginx?指定該鏡像是基于?nginx:latest?鏡像而構(gòu)建的；COPY?dist/?/usr/share/nginx/html/?命令的意思是將項目根目錄下?dist?文件夾中的所有文件復(fù)制到鏡像中?/usr/share/nginx/html/?目錄下；COPY?default.conf?/etc/nginx/conf.d/default.conf?將?default.conf?復(fù)制到?etc/nginx/conf.d/default.conf，用本地的?default.conf?配置來替換?Nginx?鏡像里的默認配置。6.構(gòu)建鏡像Docker?通過?build?命令來構(gòu)建鏡像：docker?build?-t?jartto-docker-demo?.??  按照慣例，我們解釋一下上述代碼：-t?參數(shù)給鏡像命名?jartto-docker-demo.?是基于當(dāng)前目錄的?Dockerfile?來構(gòu)建鏡像執(zhí)行成功后，將會輸出：Sending?build?context?to?Docker?daemon??115.4MB Step?1/3?:?FROM?nginx ?---&gt;?2622e6cca7eb Step?2/3?:?COPY?dist/?/usr/share/nginx/html/ ?---&gt;?Using?cache ?---&gt;?82b31f98dce6 Step?3/3?:?COPY?default.conf?/etc/nginx/conf.d/default.conf ?---&gt;?7df6efaf9592 Successfully?built?7df6efaf9592 Successfully?tagged?jartto-docker-demo:latest  鏡像制作成功！我們來查看一下容器：docker?image?ls?|?grep?jartto-docker-demo??  可以看到，我們打出了一個?133MB?的項目鏡像：jartto-docker-demo?latest?7df6efaf9592?About?a?minute?ago?133MB??  鏡像也有好壞之分，后續(xù)我們將介紹如何優(yōu)化，這里可以先暫時忽略。擴展：接私活兒7.運行容器docker?run?-d?-p?3000:80?--name?docker-vue?jartto-docker-demo??  這里解釋一下參數(shù)：-d?設(shè)置容器在后臺運行-p?表示端口映射，把本機的?3000?端口映射到?container?的?80?端口（這樣外網(wǎng)就能通過本機的?3000?端口訪問了。另外，搜索公眾號編程技術(shù)圈后臺回復(fù)“神器”，獲取一份驚喜禮包。--name?設(shè)置容器名?docker-vuejartto-docker-demo?是我們上面構(gòu)建的鏡像名字補充一點：在控制臺，我們可以通過?docker?ps?查看剛運行的?Container?的?ID：docker?ps?-a??  控制臺會輸出：CONTAINER?ID?IMAGE??????????????COMMAND??????????????????CREATED???????STATUS?PORTS??NAMES ab1375befb0b?jartto-docker-demo?"/docker-entrypoint.…"???8?minutes?ago?Up?7?minutes??0.0.0.0:3000-&gt;80/tcp??docker-vue  如果你使用桌面端，那么打開?Docker?Dashboard?就可以看到容器列表了，如下圖：8.訪問項目因為我們映射了本機?3000?端口，所以執(zhí)行：curl?-v?-i?localhost:3000??  或者打開瀏覽器，訪問：localhost:30009.發(fā)布鏡像如果你想為社區(qū)貢獻力量，那么需要將鏡像發(fā)布，方便其他開發(fā)者使用。發(fā)布鏡像需要如下步驟：登陸?[dockerhub](https://hub.docker.com)，注冊賬號；命令行執(zhí)行?docker?login，之后輸入我們的賬號密碼，進行登錄；推送鏡像之前，需要打一個?Tag，執(zhí)行?docker?tag?<image>?<username>/<repository>:<tag>全流程結(jié)束，以后我們要使用，再也不需要「搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子」了，拎包入住。這也是?docker?獨特魅力所在。七、常規(guī)操作到這里，恭喜你已經(jīng)完成了?Docker?的入門項目！如果還想繼續(xù)深入，不妨接著往下看看。1.參數(shù)使用FROM</tag></repository></username></image>

• FROM?命令必須是?Dockerfile?的第一個命令FROM?<image>?[AS?<name>]?指定從一個鏡像構(gòu)建起一個新的鏡像名字FROM?<image>[:<tag>]?[AS?<name>]?指定鏡像的版本?Tag</name></tag></image></name></image>

• FROM?mysql:5.0?AS?database

• MAINTAINER

• MAINTAINER?<name></name>

• MAINTAINER?Jartto?Jartto@qq.com

• RUN

• RUN?<command></command>

• RUN?["executable",?"param1",?"param2"]

• ADD

• ADD?<src>?<dest></dest></src>

• ADD?*.js?/app?添加?js?文件到容器中的?app?目錄下COPY

• ADD?一樣，只是復(fù)制，不會解壓或者下載文件CMD

• RUN?不一樣，RUN?是在構(gòu)建鏡像是要運行的命令當(dāng)使用?docker?run?運行容器的時候，這個可以在命令行被覆蓋示例：CMD?["executable",?"param1",?"param2"]

• ENTRYPOINT

• CMD?一樣，只是這個命令不會被命令行覆蓋ENTRYPOINT?["executable",?"param1",?"param2"]

• ENTRYPOINT?["donnet",?"myapp.dll"]

• LABEL：為鏡像添加元數(shù)據(jù)，key-value?形式LABEL?<key>=<value>?<key>=<value>?...</value></key></value></key>

• LABEL?version="1.0"?description="這是一個web應(yīng)用"

• ENV：設(shè)置環(huán)境變量，有些容器運行時會需要某些環(huán)境變量ENV?<key>?<value>?一次設(shè)置一個環(huán)境變量ENV?<key>=<value>?<key>=<value>?<key>=<value>?設(shè)置多個環(huán)境變量示例：ENV?JAVA_HOME?/usr/java1.8/</value></key></value></key></value></key></value></key>

• EXPOSE：暴露對外的端口（容器內(nèi)部程序的端口，雖然會和宿主機的一樣，但是其實是兩個端口）EXPOSE?<port></port>

• EXPOSE?80

• -p?映射外部端口才能訪問到容器內(nèi)的端口VOLUME：指定數(shù)據(jù)持久化的目錄，官方語言叫做掛載VOLUME?/var/log?指定容器中需要被掛載的目錄，會把這個目錄映射到宿主機的一個隨機目錄上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化和同步。VOLUME?["/var/log","/var/test".....]?指定容器中多個需要被掛載的目錄，會把這些目錄映射到宿主機的多個隨機目錄上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化和同步VOLUME?/var/data?var/log?指定容器中的?var/log?目錄掛載到宿主機上的?/var/data?目錄，這種形式可以手動指定宿主機上的目錄WORKDIR：設(shè)置工作目錄，設(shè)置之后?，RUN、CMD、COPY、ADD?的工作目錄都會同步變更WORKDIR?<path></path>

• WORKDIR?/app/test

• USER：指定運行命令時所使用的用戶，為了安全和權(quán)限起見，根據(jù)要執(zhí)行的命令選擇不同用戶USER?<user>:[<group>]</group></user>

• USER?test

• ARG：設(shè)置構(gòu)建鏡像是要傳遞的參數(shù)ARG?<name>[=<value>]</value></name>

• ARG?name=sss

更多操作，請移步官方使用文檔：

https://docs.docker.com/

八、最佳實踐

在掌握?Docker?常規(guī)操作之后，我們很容易就可以打出自己想要的項目鏡像。然而不同的操作打出的鏡像也是千差萬別。

究竟是什么原因?qū)е络R像差異，我們不妨繼續(xù)探索。

以下是在應(yīng)用?Docker?過程中整理的最佳實踐，請盡量遵循如下準(zhǔn)則：

1. Require?明確：需要什么鏡像
2. 步驟精簡：變化較少的?Step?優(yōu)先
3. 版本明確：鏡像命名明確
4. 說明文檔：整個鏡像打包步驟可以重現(xiàn)

九、總結(jié)

容器化技術(shù)必將是云時代不可或缺的技能之一，而?Docker?只是滄海一粟。隨之而來的還有集群容器管理?K8s、Service Mesh?、Istio?等技術(shù)。打開?Docker?的大門，不斷抽絲剝繭，逐層深入，你將感受到容器化的無窮魅力。