Docker 系列簡(jiǎn)明教程1——基礎(chǔ)入門(mén)

# 分類(lèi)標(biāo)簽

• 運(yùn)維
• 后端開(kāi)發(fā)

# 前置知識(shí)

• Linux 基礎(chǔ)

# 思維導(dǎo)圖

Docker系列簡(jiǎn)明教程——基礎(chǔ)入門(mén)

一熏迹、簡(jiǎn)介

1.1 技術(shù)背景

每一項(xiàng)新技術(shù)的誕生伦腐，起初都是為了解決一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題企锌。
Docker 也是如此甫煞。

環(huán)境配置的難題

軟件開(kāi)發(fā)最大的麻煩事之一壶笼，就是環(huán)境配置虐沥。

軟件的運(yùn)行環(huán)境千差萬(wàn)別杨名，開(kāi)發(fā)環(huán)境脏榆、測(cè)試環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境……等等台谍。這臺(tái)機(jī)器可以跑须喂，那臺(tái)機(jī)器或許就跑不起來(lái)。用戶必須保證兩件事：操作系統(tǒng)的設(shè)置趁蕊，各種庫(kù)和組件的安裝坞生。只有它們都正確，軟件才能運(yùn)行起來(lái)掷伙。

如果某些老舊的模塊與當(dāng)前環(huán)境不兼容是己，那就更麻煩了。

環(huán)境配置是如此麻煩任柜，換一臺(tái)機(jī)器卒废，我們就要重來(lái)一次沛厨。很多人想，能不能從根本上解決問(wèn)題摔认，讓軟件可以帶環(huán)境安裝逆皮？

也就是說(shuō)，安裝的時(shí)候参袱，把原始環(huán)境一模一樣地復(fù)制一份過(guò)來(lái)电谣。

當(dāng)然，答案是肯定的抹蚀。

解決方案

（1）虛擬機(jī)

虛擬機(jī)（virtual machine）就是帶環(huán)境安裝的一種解決方案辰企。它可以在一種操作系統(tǒng)里面運(yùn)行另一種操作系統(tǒng)。

應(yīng)用程序?qū)Υ撕翢o(wú)感知况鸣，因?yàn)樘摂M機(jī)看上去跟真實(shí)系統(tǒng)一模一樣牢贸。而對(duì)于底層系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，虛擬機(jī)就是一個(gè)普通文件镐捧，不需要了就刪掉潜索，對(duì)其他部分毫無(wú)影響。

雖然用戶可以通過(guò)虛擬機(jī)還原軟件的原始環(huán)境懂酱。但是竹习，這個(gè)方案也有幾個(gè)缺點(diǎn)。

（1）資源占用多

虛擬機(jī)會(huì)獨(dú)占一部分內(nèi)存和硬盤(pán)空間列牺。它運(yùn)行的時(shí)候整陌，其他程序就不能使用這些資源了。哪怕虛擬機(jī)里面的應(yīng)用程序瞎领，真正使用的內(nèi)存只有 1MB泌辫，虛擬機(jī)依然需要幾百 MB 的內(nèi)存才能運(yùn)行。

（2）冗余步驟多

虛擬機(jī)是完整的操作系統(tǒng)九默，一些系統(tǒng)級(jí)別的操作步驟震放，往往無(wú)法跳過(guò)，比如用戶登錄驼修。

（3）啟動(dòng)慢

啟動(dòng)操作系統(tǒng)需要多久殿遂，啟動(dòng)虛擬機(jī)就需要多久∫腋鳎可能要等幾分鐘墨礁，應(yīng)用程序才能真正運(yùn)行。

（2）Linux 容器

由于虛擬機(jī)存在這些缺點(diǎn)耳峦，Linux 發(fā)展出了另一種虛擬化技術(shù)：Linux 容器（Linux Containers恩静，縮寫(xiě)為 LXC）。

Linux 容器不是模擬一個(gè)完整的操作系統(tǒng)妇萄，而是對(duì)進(jìn)程進(jìn)行隔離蜕企。或者說(shuō)冠句，在正常進(jìn)程的外面套了一個(gè)保護(hù)層轻掩。對(duì)于容器里面的進(jìn)程來(lái)說(shuō)，它接觸到的各種資源都是虛擬的懦底，從而實(shí)現(xiàn)與底層系統(tǒng)的隔離唇牧。

由于容器是進(jìn)程級(jí)別的，相比虛擬機(jī)有很多優(yōu)勢(shì)聚唐。

（1）啟動(dòng)快

容器里面的應(yīng)用丐重，直接就是底層系統(tǒng)的一個(gè)進(jìn)程，而不是虛擬機(jī)內(nèi)部的進(jìn)程杆查。所以扮惦，啟動(dòng)容器相當(dāng)于啟動(dòng)本機(jī)的一個(gè)進(jìn)程，而不是啟動(dòng)一個(gè)操作系統(tǒng)亲桦，速度就快很多崖蜜。

（2）資源占用少

容器只占用需要的資源，不占用那些沒(méi)有用到的資源客峭；虛擬機(jī)由于是完整的操作系統(tǒng)豫领，不可避免要占用所有資源。另外舔琅，多個(gè)容器可以共享資源等恐，虛擬機(jī)都是獨(dú)享資源。

（3）體積小

容器只要包含用到的組件即可备蚓，而虛擬機(jī)是整個(gè)操作系統(tǒng)的打包课蔬，所以容器文件比虛擬機(jī)文件要小很多。

總之郊尝，容器有點(diǎn)像輕量級(jí)的虛擬機(jī)购笆，能夠提供虛擬化的環(huán)境，但是成本開(kāi)銷(xiāo)小得多虚循。

1.2 Docker 是什么

Docker 屬于 Linux 容器的一種封裝同欠，提供簡(jiǎn)單易用的容器使用接口『岬蓿基于 Go 語(yǔ)言铺遂，并遵從 Apache2.0 協(xié)議開(kāi)源，于2013年發(fā)布茎刚。它是目前最流行的 Linux 容器解決方案襟锐。

Docker 可以讓開(kāi)發(fā)者把他們的應(yīng)用以及依賴打包到一個(gè)文件里。運(yùn)行這個(gè)文件膛锭，就會(huì)生成一個(gè)輕量級(jí)粮坞、可移植的虛擬容器蚊荣。應(yīng)用程序在這個(gè)虛擬容器里運(yùn)行，就好像在真實(shí)的物理機(jī)上運(yùn)行一樣莫杈。

有了 Docker互例，就不用擔(dān)心環(huán)境問(wèn)題。

1.3 Docker 的用途

Docker 的主要用途筝闹，目前主要有三大類(lèi)媳叨。

（1）提供一次性的環(huán)境。比如关顷，本地測(cè)試他人的軟件糊秆、持續(xù)集成的時(shí)候提供單元測(cè)試和構(gòu)建的環(huán)境。

（2）提供彈性的云服務(wù)议双。因?yàn)?Docker 容器可以隨開(kāi)隨關(guān)痘番，很適合動(dòng)態(tài)擴(kuò)容和縮容。

（3）組建微服務(wù)架構(gòu)平痰。通過(guò)多個(gè)容器夫偶，一臺(tái)機(jī)器可以跑多個(gè)服務(wù)，因此在本機(jī)就可以模擬出微服務(wù)架構(gòu)觉增。

1.4 Docker 的版本

Docker 是一個(gè)開(kāi)源的商業(yè)產(chǎn)品兵拢，從 17.03 版本之后分為 CE（Community Edition: 社區(qū)版） 和 EE（Enterprise Edition: 企業(yè)版），企業(yè)版包含了一些收費(fèi)服務(wù)逾礁，個(gè)人開(kāi)發(fā)者一般用不到说铃。我們用社區(qū)版就可以了。

二嘹履、安裝

Docker CE 的安裝請(qǐng)參考官方文檔腻扇。

• MacOS: https://docs.docker.com/docker-for-mac/install/
• Windows: https://docs.docker.com/docker-for-windows/install/
• CentOS: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/centos/
• Ubuntu: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/ubuntu/
• Debian: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/debian/
• Fedora: https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/fedora/
• 其他Linux發(fā)行版：https://docs.docker.com/install/linux/docker-ce/binaries/

官方文檔是英文的，喜歡中文文檔的童鞋也可參考菜鳥(niǎo)教程的砾嫉。

• MacOS: https://www.runoob.com/docker/macos-docker-install.html
• Windows: https://www.runoob.com/docker/windows-docker-install.html
• CentOS: https://www.runoob.com/docker/centos-docker-install.html
• Ubuntu: https://www.runoob.com/docker/ubuntu-docker-install.html
• Debian: https://www.runoob.com/docker/debian-docker-install.html

安裝完成后幼苛，運(yùn)行下面的命令，驗(yàn)證是否安裝成功焕刮。

$ docker version
# 或者
$ docker info

Docker 需要用戶具有 sudo 權(quán)限舶沿，為了避免每次命令都輸入sudo，可以把用戶加入 Docker 用戶組配并。

$ sudo usermod -aG docker $USER

Docker 是服務(wù)器/客戶端架構(gòu)括荡。命令行運(yùn)行docker命令的時(shí)候，需要本機(jī)有 Docker 服務(wù)溉旋。如果這項(xiàng)服務(wù)沒(méi)有啟動(dòng)畸冲，可以用下面的命令啟動(dòng)。

# service 命令的用法
$ sudo service docker start

# systemctl 命令的用法
$ sudo systemctl start docker

# 換源

國(guó)內(nèi)從 DockerHub 拉取鏡像有時(shí)會(huì)遇到困難，此時(shí)可以配置鏡像加速邑闲。Docker 官方和國(guó)內(nèi)很多云服務(wù)商都提供了國(guó)內(nèi)加速器服務(wù)算行，例如：

• 網(wǎng)易：https://hub-mirror.c.163.com/
• 阿里云：https://<你的ID>.mirror.aliyuncs.com
• 七牛云加速器：https://reg-mirror.qiniu.com
• Docker 官方加速: https://registry.docker-cn.com (現(xiàn)在好像已經(jīng)不能使用了)

當(dāng)配置某一個(gè)加速器地址之后，若發(fā)現(xiàn)拉取不到鏡像苫耸，請(qǐng)切換到另一個(gè)加速器地址州邢。國(guó)內(nèi)各大云服務(wù)商均提供了 Docker 鏡像加速服務(wù)，建議根據(jù)運(yùn)行 Docker 的云平臺(tái)選擇對(duì)應(yīng)的鏡像加速服務(wù)鲸阔。

各平臺(tái)換源的操作步驟請(qǐng)參考官方文檔：https://www.docker.com/registry-mirror

或者菜鳥(niǎo)教程：https://www.runoob.com/docker/docker-mirror-acceleration.html

然后檢查加速器是否生效：

$ docker info

三偷霉、Docker 的架構(gòu)與核心概念

Docker 包括三個(gè)基本概念:

• 鏡像（Image）：
  Docker 鏡像（Image）迄委，就是一個(gè)二進(jìn)制文件褐筛。Docker 把應(yīng)用程序及其依賴，打包在 image 文件里面叙身。只有通過(guò)這個(gè)文件渔扎，才能生成 Docker 容器實(shí)例，image 文件可以看作是容器的模板信轿。同一個(gè) image 文件晃痴，可以生成多個(gè)同時(shí)運(yùn)行的容器實(shí)例。實(shí)際開(kāi)發(fā)中财忽，一個(gè) image 文件往往通過(guò)繼承另一個(gè) image 文件倘核，加上一些個(gè)性化設(shè)置而生成。

• 容器（Container）：
  Image 文件生成的容器實(shí)例即彪，本身也是一個(gè)文件紧唱，稱為容器文件。鏡像（Image）和容器（Container）的關(guān)系隶校，就像是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)中的類(lèi)和實(shí)例一樣漏益，鏡像是靜態(tài)的定義，容器是鏡像運(yùn)行時(shí)的實(shí)體深胳。容器可以被創(chuàng)建绰疤、啟動(dòng)、停止舞终、刪除轻庆、暫停等。

• 倉(cāng)庫(kù)（Repository）：
  倉(cāng)庫(kù)可看成一個(gè)代碼控制中心敛劝，用來(lái)保存鏡像文件榨了。Docker 的官方倉(cāng)庫(kù) Docker Hub 是最重要、最常用的 image 倉(cāng)庫(kù)攘蔽。類(lèi)似于GitHub龙屉。

  •   一個(gè) Docker Registry 中可以包含多個(gè)倉(cāng)庫(kù)（Repository）；每個(gè)倉(cāng)庫(kù)可以包含多個(gè)標(biāo)簽（Tag）；每個(gè)標(biāo)簽對(duì)應(yīng)一個(gè)鏡像转捕。
      
      通常作岖，一個(gè)倉(cāng)庫(kù)會(huì)包含同一個(gè)軟件不同版本的鏡像，而標(biāo)簽就常用于對(duì)應(yīng)該軟件的各個(gè)版本五芝。我們可以通過(guò) <倉(cāng)庫(kù)名>:<標(biāo)簽> 的格式來(lái)指定具體是這個(gè)軟件哪個(gè)版本的鏡像痘儡。如果不給出標(biāo)簽，將以 latest 作為默認(rèn)標(biāo)簽枢步。
    

Docker 鏡像和容器的關(guān)系：

# Docker 架構(gòu)

img

Docker 使用客戶端-服務(wù)器 (C/S) 架構(gòu)模式沉删，使用遠(yuǎn)程API來(lái)管理和創(chuàng)建Docker容器。

• Docker 客戶端通過(guò)命令行或者其他工具使用 Docker SDK (https://docs.docker.com/develop/sdk/) 與 Docker 的守護(hù)進(jìn)程通信醉途。
• Docker 主機(jī)(Host)：一個(gè)物理或者虛擬的機(jī)器用于執(zhí)行 Docker 守護(hù)進(jìn)程和容器矾瑰。
• Docker Machine：Docker Machine是一個(gè)簡(jiǎn)化Docker安裝的命令行工具，通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的命令行即可在相應(yīng)的平臺(tái)上安裝Docker隘擎，比如VirtualBox殴穴、 Digital Ocean、Microsoft Azure货葬。

四采幌、實(shí)例：HelloWorld

下面，我們通過(guò)最簡(jiǎn)單的 image 文件"hello world"(https://hub.docker.com/r/library/hello-world/)震桶，感受一下 Docker休傍。

首先，運(yùn)行下面的命令蹲姐，將 image 文件從倉(cāng)庫(kù)抓取到本地磨取。

$ docker image pull library/hello-world

查看本機(jī)image文件

$ docker image ls

運(yùn)行這個(gè)image文件

$ docker container run hello-world

查看運(yùn)行結(jié)果

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.

... ...

輸出這段提示以后，hello world就會(huì)停止運(yùn)行淤堵，容器自動(dòng)終止寝衫。

有些容器不會(huì)自動(dòng)終止，因?yàn)樘峁┑氖欠?wù)拐邪，需要一直運(yùn)行慰毅。加-d參數(shù)后臺(tái)模式啟動(dòng)，如docker run -d xxx扎阶。默認(rèn)不會(huì)進(jìn)入容器汹胃，想要進(jìn)入容器需要使用指令 docker exec。

查看本機(jī)容器文件

# 列出本機(jī)正在運(yùn)行的容器
$ docker container ls

# 列出本機(jī)所有容器东臀，包括終止運(yùn)行的容器
$ docker container ls --all

# 或者
$ docker ps

手動(dòng)終止容器運(yùn)行

$ docker container kill [containID]

刪除容器文件

$ docker container rm [containerID]

刪除鏡像文件

$ docker image rm [imageName]

# 命令小結(jié)

• docker image pull：抓取 image 文件着饥。
  library/hello-world是 image 文件在倉(cāng)庫(kù)里面的位置，其中l(wèi)ibrary是 image 文件所在的組惰赋，hello-world是 image 文件的名字宰掉。由于 Docker 官方提供的 image 文件呵哨，都放在library組里面，所以它的是默認(rèn)組轨奄，可以省略孟害。寫(xiě)成這樣docker image pull hello-world。
• docker image ls：查看本機(jī)image文件列表挪拟。
• docker container run：從 image 文件挨务，生成一個(gè)正在運(yùn)行的容器實(shí)例。
  它還具有自動(dòng)抓取 image 文件的功能玉组。如果發(fā)現(xiàn)本地沒(méi)有指定的 image 文件谎柄，就會(huì)從倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)抓取。
• docker container ls：列出本機(jī)正在運(yùn)行的容器列表惯雳。輸出結(jié)果之中朝巫，包括容器的 ID。很多地方都需要提供這個(gè) ID吨凑。
• docker container kill：終止容器運(yùn)行捍歪。
• docker container rm：刪除容器文件户辱。
• docker image rm：刪除鏡像文件鸵钝。

# 容器的狀態(tài)

• created（已創(chuàng)建）
• restarting（重啟中）
• running（運(yùn)行中）
• removing（遷移中）
• paused（暫停）
• exited（停止）
• dead（死亡）

五、制作鏡像(Image)文件

5.1 Dockerfile 文件

它是一個(gè)文本文件庐镐，用來(lái)配置 image恩商。Docker 根據(jù) 該文件生成二進(jìn)制的 image 文件。

5.2 實(shí)例：制作自己的 Docker 容器

下面我以 koa-demos 項(xiàng)目為例必逆，介紹怎么寫(xiě) Dockerfile 文件怠堪，實(shí)現(xiàn)讓用戶在 Docker 容器里面運(yùn)行 Koa 框架。

（1）首先名眉，下載源代碼

$ git clone https://github.com/ruanyf/koa-demos.git
$ cd koa-demos

（2）在項(xiàng)目的根目錄下粟矿，新建一個(gè)文本文件.dockerignore

# 表示這三個(gè)路徑要排除，不要打包進(jìn)入 image 文件损拢。如果你沒(méi)有路徑要排除陌粹，這個(gè)文件可以不新建。
.git
node_modules
npm-debug.log

（3）然后福压，在項(xiàng)目的根目錄下掏秩，新建一個(gè)文本文件 Dockerfile

FROM node:8.4
COPY . /app
WORKDIR /app
RUN npm install --registry=https://registry.npm.taobao.org
EXPOSE 3000
CMD node demos/01.js

•   FROM node:8.4：該 image 文件繼承官方的 node image，冒號(hào)表示標(biāo)簽荆姆，這里標(biāo)簽是8.4蒙幻，即8.4版本的 node。
    COPY . /app：將當(dāng)前目錄下的所有文件（除了.dockerignore排除的路徑）胆筒，都拷貝進(jìn)入 image 文件的/app目錄邮破。
    WORKDIR /app：指定接下來(lái)的工作路徑為/app。
    RUN npm install：在/app目錄下，運(yùn)行npm install命令安裝依賴抒和。注意队询，安裝后所有的依賴，都將打包進(jìn)入 image 文件构诚。
    EXPOSE 3000：將容器 3000 端口暴露出來(lái)蚌斩， 允許外部連接這個(gè)端口。
    CMD node demos/01.js：它表示容器啟動(dòng)后自動(dòng)執(zhí)行node demos/01.js范嘱，只能有一個(gè)CMD命令送膳。
  

（4）創(chuàng)建 image 文件

$ docker image build -t koa-demo .
# 或者
$ docker image build -t koa-demo:0.0.1 .

# 查看image文件
$ docker image ls

•   -t參數(shù)用來(lái)指定 image 文件的名字
    
    冒號(hào)指定標(biāo)簽。如果不指定丑蛤，默認(rèn)的標(biāo)簽就是latest叠聋。
    
    最后的那個(gè)點(diǎn)表示 Dockerfile 文件所在的路徑
  

（5）生成容器

$ docker container run -p 8000:3000 -it koa-demo /bin/bash
# 或者
$ docker container run -p 8000:3000 -it koa-demo:0.0.1 /bin/bash

# 如果指定了CMD命令以后，docker container run命令就不能附加命令了（比如前面的/bin/bash）受裹，否則它會(huì)覆蓋CMD命令碌补。
$ docker container run --rm -p 8000:3000 -it koa-demo:0.0.1

•   -p參數(shù)：容器的 3000 端口映射到本機(jī)的 8000 端口。
    
    -it參數(shù)：容器的 Shell 映射到當(dāng)前的 Shell棉饶，然后你在本機(jī)窗口輸入的命令厦章，就會(huì)傳入容器。exit命令或Ctrl+D退出交互照藻。
    
    koa-demo:0.0.1：image 文件的名字（如果有標(biāo)簽袜啃，還需要提供標(biāo)簽，默認(rèn)是 latest 標(biāo)簽）幸缕。
    
    /bin/bash：容器啟動(dòng)以后群发，內(nèi)部第一個(gè)執(zhí)行的命令。這里是啟動(dòng) Bash发乔，保證用戶可以使用 Shell熟妓。
    
    --rm參數(shù)：在容器終止運(yùn)行后自動(dòng)刪除容器文件。
  

（6）發(fā)布 image 文件

首先栏尚，去 hub.docker.com 或 cloud.docker.com 注冊(cè)一個(gè)賬戶起愈。然后，用下面的命令登錄抵栈。

$ docker login

接著告材，為本地的 image 標(biāo)注用戶名和版本。

$ docker image tag [imageName] [username]/[repository]:[tag]
# 實(shí)例
$ docker image tag koa-demos:0.0.1 ruanyf/koa-demos:0.0.1

也可以不標(biāo)注用戶名古劲，重新構(gòu)建一下 image 文件斥赋。

$ docker image build -t [username]/[repository]:[tag] .

最后，發(fā)布 image 文件产艾。

$ docker image push [username]/[repository]:[tag]

發(fā)布成功以后疤剑，登錄 hub.docker.com滑绒，就可以看到已經(jīng)發(fā)布的 image 文件。

六隘膘、其他常用命令

（1）docker container start

它用來(lái)啟動(dòng)已經(jīng)生成疑故、已經(jīng)停止運(yùn)行的容器文件，重復(fù)使用容器弯菊。docker container run命令是新建容器纵势。

$ docker container start [containerID]

（2）docker container stop

向容器里面的主進(jìn)程發(fā)出 SIGTERM 信號(hào)，然后過(guò)一段時(shí)間再發(fā)出 SIGKILL 信號(hào)管钳。docker container kill命令終止容器運(yùn)行钦铁，發(fā)出 SIGKILL 信號(hào)。
這兩個(gè)信號(hào)的差別是才漆，應(yīng)用程序收到 SIGTERM 信號(hào)以后牛曹，可以自行進(jìn)行收尾清理工作，但也可以不理會(huì)這個(gè)信號(hào)醇滥。如果收到 SIGKILL 信號(hào)黎比，就會(huì)強(qiáng)行立即終止，那些正在進(jìn)行中的操作會(huì)全部丟失鸳玩。

$ bash container stop [containerID]

（3）docker container logs

用來(lái)查看 docker 容器的輸出阅虫，即容器里面 Shell 的標(biāo)準(zhǔn)輸出。如果docker run命令運(yùn)行容器的時(shí)候怀喉，沒(méi)有使用-it參數(shù)书妻，就要用這個(gè)命令查看輸出船响。

$ docker container logs [containerID]

（4）docker container exec

用于進(jìn)入一個(gè)正在運(yùn)行的 docker 容器躬拢。如果docker run命令運(yùn)行容器的時(shí)候，沒(méi)有使用-it參數(shù)见间，就要用這個(gè)命令進(jìn)入容器聊闯。一旦進(jìn)入了容器，就可以在容器的 Shell 執(zhí)行命令了米诉。

$ docker container exec -it [containerID] /bin/bash

（5）docker container cp

用于從正在運(yùn)行的 Docker 容器里面菱蔬，將文件拷貝到本機(jī)。下面是拷貝到當(dāng)前目錄的寫(xiě)法史侣。

$ docker container cp [containID]:[/path/to/file] .

（6）docker command --help

更深入的了解指定的 Docker 命令使用方法拴泌。

# 相關(guān)鏈接

Docker 官網(wǎng)：https://www.docker.com

Github Docker 源碼：https://github.com/docker/docker-ce

http://www.ruanyifeng.com/blog/2018/02/docker-tutorial.html

http://www.ruanyifeng.com/blog/2018/02/docker-wordpress-tutorial.html

https://www.runoob.com/docker/docker-tutorial.html