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Docker学习总结

最近学习了项目部署中的Docker技术，该技术既使开发环境和生产环境之间的迁移变得便利，又利用更加节省的硬件资源提供给用户更多的计算资源。故特此记录总结一下。

先贴一个大佬的技术文章，写的非常全面：(https://www.xn2001.com/archives/545.html)

Docker介绍

  • Docker 是一个开源的应用容器引擎

  • 诞生于 2013 年初，基于Go语言实现， dotCloud 公司出品（后改名为Docker Inc）

  • Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上

  • 容器是完全使用沙箱机制，相互隔离

  • 容器性能开销极低。

  • Docker 从 17.03 版本之后分为 CE（Community Edition: 社区版） 和 EE（Enterprise Edition: 企业版）

Docker架构

  • 镜像（Image）：Docker 镜像（Image），就相当于是一个root文件系统。比如官方镜像ubuntu:16.04就包含了完整的一套Ubuntu16.04最小系统的root文件系统。
  • 容器（Container）：镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和对象一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。
  • 仓库（Repository)：仓库可看成一个代码控制中心，用来保存镜像。

docker容器虚拟化与传统虚拟机比较

容器就是将软件打包成标准化单元，以用于开发、交付和部署。

  • 容器镜像是轻量的、可执行的独立软件包 ，包含软件运行所需的所有内容：代码、运行时环境、系统工具、系统库和设置。
  • 容器化软件在任何环境中都能够始终如一地运行。
  • 容器赋予了软件独立性，使其免受外在环境差异的影响，从而有助于减少团队间在相同基础设施上运行不同软件时的冲突。

相同

  • 容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势

不同

  • 容器虚拟化的是操作系统，虚拟机虚拟化的是硬件。
  • 传统虚拟机可以运行不同的操作系统，容器只能运行同一类型操作系统

Docker命令

进程相关命令

  • 启动docker服务
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systemctl start docker
  • 停止docker服务
1

 systemctl stop docker
  • 重启docker服务
1

systemctl restart docker
  • 查看docker服务状态
1

systemctl status docker
  • 设置开机启动docker服务
1

systemctl enable docker

镜像相关命令

  • 查看镜像：查看本地所有的镜像
1
2

docker images
docker images -q #查看所用镜像的id
  • 搜索镜像：从网络中查找需要的镜像
1

docker search 镜像名称
  • 拉取镜像：从Docker仓库下载镜像到本地
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docker pull 镜像名称
  • 删除镜像：删除本地镜像
1
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docker rmi 镜像id # 删除指定本地镜像
docker rmi 'docker images -q' # 删除所有本地镜像

容器相关命令

  • 查看容器
1
2

docker ps # 查看正在运行的容器
docker ps -a # 查看所有容器
  • 创建并启动容器
1

docker run 参数

参数说明：

  • -i：保持容器运行。通常与-t同时使用。加入it这两个参数后，容器创建后自动进入容器中，退出容器后，容器自动关闭。

  • -t：为容器重新分配一个伪输入终端，通常与-i同时使用。

  • -d：以守护（后台）模式运行容器。创建一个容器在后台运行，需要使用docker exec进入容器。退出后，容器不会关闭。

  • -it ：创建的容器一般称为交互式容器，-id 创建的容器一般称为守护式容器

  • --name：为创建的容器命名。

  • 进入容器

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docker exec 参数 # 退出容器，容器不会关闭
  • 停止容器
1

docker stop 容器名称
  • 启动容器
1

docker start 容器名称
  • 删除容器：需要先停止运行状态才能删除
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docker rm 容器名称
  • 查看容器信息
1

docker inspect 容器名称

Docker容器的数据卷

问题:

  • Docker容器删除后,在容器中产生的数据也会随之销毁
  • Docker容器和外部机器如何交换文件
  • 容器之间如何进行数据交互

解决方法:

  • 数据卷
  • 数据卷容器

数据卷概念及作用

数据卷概念

  • 数据卷是宿主机中的一个目录或文件
  • 当容器目录和数据卷目录绑定后,对方的修改会立即同步
  • 一个数据卷可以被多个容器同时挂载
  • 一个容器也可以被挂载多个数据卷

数据卷作用

  • 容器数据持久化
  • 外部机器和容器间通信
  • 容器之间数据交换

配置数据卷

  • 创建启动容器时, 使用-v参数 设置数据卷
1

docker run ... -v 宿主机目录:容器内目录 ...

tips:

  1. 目录必须是绝对路径
  2. 如果目录不存在,会自动创建
  3. 可以挂载多个数据卷

数据卷容器

  1. 多容器进行数据交换
  2. 多个容器挂载同一个数据卷
  1. 创建启动c3数据卷容器，使用–v参数 设置数据卷
1
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docker run –it --name=c3 –v /volume centos:7 /bin/bash

2.创建启动c1、c2容器，使用–-volumes-from参数 设置数据卷

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docker run –it --name=c1 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash

docker run –it --name=c2 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash

数据卷小结

1.数据卷概念

  • 宿主机的一个目录或文件

2.数据卷作用

  • 容器数据持久化
  • 客户端和容器数据交换
  • 容器间数据交换

3.数据卷容器

  • 创建一个容器，挂载一个目录，让其他容器继承自该容器(--volume-from)。
  • 通过简单方式实现数据卷配置

Docker应用部署

目的

在Docker容器中部署MySQL，并通过外部mysql客户端操作MySQL Server。

实现步骤

  1. 搜索mysql镜像
  2. 拉取mysql镜像
  3. 创建容器
  4. 操作容器中的mysql

mysql部署

  • 容器内的网络服务和外部机器不能直接通信
  • 外部机器和宿主机可以直接通信
  • 宿主机和容器可以直接通信
  • 当容器中的网络服务需要被外部机器访问时，可以将容器中提供服务的端口映射到宿主机的端口上。外部机器访问宿主机的该端口，从而间接访问容器的服务。
  • 这种操作称为：端口映射

Dockerfile

Docker镜像原理

问题

  • Docker 镜像本质是什么？
  • Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？
  • Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？

基础概念

  1. 操作系统组成部分:
    • 进程调度子系统
    • 进程通信子系统
    • 内存管理子系统
    • 设备管理子系统
    • 文件管理子系统
    • 网络通信子系统
    • 作业控制子系统
  1. Linux文件系统由bootfs和rootfs两部分组成
    • bootfs：包含bootloader（引导加载程序）和kernel（内核）
    • rootfs： root文件系统，包含的就是典型Linux系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件
    • 不同的linux发行版，bootfs基本一样，而rootfs不同，如ubuntu，centos等

Docker镜像原理

  • Docker镜像是由特殊的文件系统叠加而成
  • 最底端是bootfs，并使用宿主机的bootfs
  • 第二层是root文件系统rootfs,称为base image
  • 然后再往上可以叠加其他的镜像文件
  • 统一文件系统（Union File System）技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统。
  • 一个镜像可以放在另一个镜像的上面。位于下面的镜像称为父镜像，最底部的镜像成为基础镜像。
  • 当从一个镜像启动容器时，Docker会在最顶层加载一个读写文件系统作为容器

解答

1.Docker 镜像本质是什么？

  • 是一个分层文件系统

2.Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？

  • centos的iso镜像文件包含bootfs和rootfs，而docker的centos镜像复用操作系统的bootfs，只有rootfs和其他镜像层

3.Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？-

  • 由于docker中镜像是分层的，tomcat虽然只有70多MB，但他需要依赖于父镜像和基础镜像，所以整个对外暴露的tomcat镜像大小500多MB

镜像制作

  1. 容器转为镜像
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docker commit 容器id 镜像名称:版本号
docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号
docker load -i 压缩文件名称
  1. dockerfile

Dockerfile概念及作用

Dockerfile概念

  • Dockerfile是一个文本文件
  • 包含了一条条的指令
  • 每一条指令构建一层，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像
  • 对于开发人员：可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境
  • 对于测试人员：可以直接拿开发时所构建的镜像或者通过Dockerfile文件构建一个新的镜像开始工作了
  • 对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝移植
  • Dochub网址：https://hub.docker.com

Dockerfile关键字

关键字 作用 备注
FROM 指定父镜像 指定dockerfile基于那个image构建
MAINTAINER 作者信息 用来标明这个dockerfile谁写的
LABEL 标签 用来标明dockerfile的标签 可以使用Label代替Maintainer 最终都是在docker image基本信息中可以查看
RUN 执行命令 执行一段命令 默认是/bin/sh 格式: RUN command 或者 RUN [“command” , “param1”,“param2”]
CMD 容器启动命令 提供启动容器时候的默认命令 和ENTRYPOINT配合使用.格式 CMD command param1 param2 或者 CMD [“command” , “param1”,“param2”]
ENTRYPOINT 入口 一般在制作一些执行就关闭的容器中会使用
COPY 复制文件 build的时候复制文件到image中
ADD 添加文件 build的时候添加文件到image中 不仅仅局限于当前build上下文 可以来源于远程服务
ENV 环境变量 指定build时候的环境变量 可以在启动的容器的时候 通过-e覆盖 格式ENV name=value
ARG 构建参数 构建参数 只在构建的时候使用的参数 如果有ENV 那么ENV的相同名字的值始终覆盖arg的参数
VOLUME 定义外部可以挂载的数据卷 指定build的image那些目录可以启动的时候挂载到文件系统中 启动容器的时候使用 -v 绑定 格式 VOLUME [“目录”]
EXPOSE 暴露端口 定义容器运行的时候监听的端口 启动容器的使用-p来绑定暴露端口 格式: EXPOSE 8080 或者 EXPOSE 8080/udp
WORKDIR 工作目录 指定容器内部的工作目录 如果没有创建则自动创建 如果指定/ 使用的是绝对地址 如果不是/开头那么是在上一条workdir的路径的相对路径
USER 指定执行用户 指定build或者启动的时候 用户 在RUN CMD ENTRYPONT执行的时候的用户
HEALTHCHECK 健康检查 指定监测当前容器的健康监测的命令 基本上没用 因为很多时候 应用本身有健康监测机制
ONBUILD 触发器 当存在ONBUILD关键字的镜像作为基础镜像的时候 当执行FROM完成之后 会执行 ONBUILD的命令 但是不影响当前镜像 用处也不怎么大
STOPSIGNAL 发送信号量到宿主机 该STOPSIGNAL指令设置将发送到容器的系统调用信号以退出。
SHELL 指定执行脚本的shell 指定RUN CMD ENTRYPOINT 执行命令的时候 使用的shell

Docker Compose

服务编排概念

微服务架构的应用系统中一般包含若干个微服务，每个微服务一般都会部署多个实例，如果每个微服务都要手动启停，维护的工作量会很大。

  • 要从Dockerfile去build image或者去dockerhub拉取image
  • 要创建多个container
  • 要管理这些container（启动停止删除）

服务编排:按照一定的业务规则批量管理容器

Docker Compose 概述

Docker Compose是一个编排多容器分布式部署的工具，提供命令集管理容器化应用的完整开发周期，包括服务构建，启动和停止。使用步骤：

1.利用Dockerfile定义运行环境镜像

2.使用docker-compose.yml定义组成应用的各服务

3.运行docker-compose up启动应用

Docker Compose 安装使用

安装Docker Compose

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# Compose目前已经完全支持Linux、Mac OS和Windows,
# 在我们安装Compose之前，需要先安装Docker,
# 下面我们以编译好的二进制包方式安装在Linux系统中 
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.22.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` -o /usr/local/bin/docker-compose
# 设置文件可执行权限 
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
# 查看版本信息 
docker-compose -version

卸载Docker Compose

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# 二进制包方式安装的，删除二进制文件即可
rm /usr/local/bin/docker-compose

使用docker compose编排nginx+springboot项目

  1. 创建docker-compose目录
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mkdir ~/docker-compose
cd ~/docker-compose
  1. 编写docker-compose.yml文件
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version: '3'
services:
  nginx:
   image: nginx
   ports:
    - 80:80
   links:
    - app
   volumes:
    - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
  app:
    image: app
    expose:
      - "8080"
  1. 创建./nginx/conf.d目录
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mkdir -p ./nginx/conf.d
  1. 在./nginx/conf.d目录下 编写example.conf文件
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server {
    listen 80;
    access_log off;

    location / {
        proxy_pass http://app:8080;
    }
   
}
  1. 在~/docker-compose目录下启动容器
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docker-compose up
  1. 测试访问
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http://192.168.149.135/hello

Docker私有仓库

Docker官方的Docker hub是一个用于管理公共镜像的仓库，我们可以从上面拉取镜像到本地，也可以把我们自己的镜像推送上去。但是，有时候我们的服务器无法访问互联网，或者你不希望将自己的镜像放到公网当中，那么我们就需要搭建自己的私有仓库来存储和管理自己的镜像。

这部分的具体操作以后补充。

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