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docker的简单使用

本文所写环境是在mac下,所以其他环境下的安装过程就不在赘述,如有需要,可以自行百度,资源还是不少的。

在学习docker之前,建议先熟悉linux下的命令操作和相关的背景知识学习。

Docker概念

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17.3版本之后分为CE(Community Edition社区版)和EE(Enterprise Edition企业版)。

docker是一种容器技术,解决环境迁移问题。

我们可以将docker简单的理解为是一种虚拟化技术,虚拟出一个个的虚拟机,然后在这一个个虚拟机中部署服务,当迁移的时候,直接迁移整个虚拟机,将环境和代码同时迁移,解决在生产环境中的环境不匹配的问题。

MAC下Docker安装

mac下安装docker可以通过homebrewhomebrew的Cask已经支持Docker for Mac。

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brew cask install docker

homebrew是一个mac下的包管理工具。

配置阿里云镜像加速器

因为默认情况下是从国外下载镜像,因此速度格外的慢。好在大厂已经提供了镜像供我们使用。这里以配置阿里云镜像为例。

打开阿里云网站,登录,搜索容器镜像服务,打开后如下:

找到自己的加速器地址。点击状态栏docker->Preferences->Deamon。

点击+,将自己的加速器地址添加到Registry mirrors。然后重启Docker服务,完成配置。

Docker架构

image和container的关系就相当于类和对象的关系。

镜像(image):Docker镜像,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):仓库可以理解为git的仓库,git保存的是代码,Docker保存的是镜像。Docker的远程仓库是Docker Hub

Docker命令

镜像相关命令

命令 含义
docker images 查看下载的镜像
docker search centos 搜索镜像,如centos
docker pull centos[:7] 拉取镜像,[]可加可不加,是确定其版本。
docker rmi centos[:7] 删除镜像
docker rmi `docker images -q` 删除所有镜像

容器相关命令

命令 含义
docker ps 查看容器
docker ps -a 查看所有容器,包括停止的
docker run -it –name=容器名 mysql /bin/bash 创建mysql镜像的容器,并打开交互命令行
docker run -id –name=容器名 mysql:5.0 /bin/bash 后台创建mysql:5.0镜像的容器
docker exec -it 容器名 /bin/bash 交互命令行打开已创建容器
docker start 容器名 启动容器
docker stop 容器名 停止容器
docker rm 容器名/容器id 删除容器
docker inspect 容器名 查看容器信息

docker容器的数据卷

  1. docker容器删除后,在容器中产生的数据还在吗?

    容器删除后,在容器中产生的数据也会随着容器的删除而被删除。

  2. docker容器和外部机器可以直接交换文件吗?

    docker容器是一个封闭的容器,无法和外部机器交换文件。

  3. docker容器之间想要进行数据交互?

    因docker容器的封闭,容器之间一般是无法进行数据交换的。

为了解决这三个问题,引入了数据卷

概念

数据卷是宿主机中的一个目录或文件。

在容器中也创建一个目录,将宿主机中的目录挂载到容器中的这个目录,这个时候宿主机的目录就称为数据卷。

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。

数据卷的作用:

  • 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:

创建容器时,使用-v参数设置数据卷。

1
docker run -id --name=c1 -v 宿主机目录(文件):容器内目录(文件) centos /bin/bash

注意事项:

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

数据卷容器

在多容器进行数据交换时,为了方便管理,又引入了数据卷容器的概念,数据卷容器实质是一个容器,它实现了挂载一个目录或文件,然后其他容器再挂载这个容器,它便称之为数据卷容器。

概念比较绕,看下图可以更好理解。

其中Data Container c3便是一个数据卷容器。

配置:

  1. 首先配置数据卷容器

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    docker run -it --name=c3 -v /volume centos /bin/bash

    使用-v参数挂载一个目录,这里没有指定宿主机目录位置,会在宿主机中创建一个默认的目录。

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

    1
    2
    docker run -it --name=c1 --volumes-from c3 centos /bin/bash
    docker run -it --name=c2 --volumes-from c3 centos /bin/bash

Docker应用部署

mysql部署

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

操作步骤

  1. 搜索mysql镜像

    1
    docker search mysql

    搜索mysql,确定要下载的版本。

  2. 拉取mysql镜像

    1
    docker pull mysql[:version]

    将mysql的镜像下载到本地。

  3. 创建容器

    首先现在宿主机中创建一个mysql的文件夹,方便管理文件。

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    2
    mkdir mysql
    cd mysql

    创建容器:

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    docker run -id -p 3306:3306 --name=m_mysql -v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d -v $PWD/logs:/logs -v $PWD/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root mysql

    参数说明:

参数 说明
-p 3306:3306 将容器的3306端口映射到宿主机的3306端口
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d 将主机当前目录下的conf/my.cnf挂载到容器的/etc/mysql/my.cnf。配置目录
-v $PWD/logs:/logs 将主机当前目录下的logs目录挂载到容器的logs。日志目录
-v $PWD/data:/var/lib/mysql 将主机当前目录下的data目录挂载到容器的/var/lib/mysql。数据目录
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root 初始化root用户的密码。
  1. 通过宿主机或者外部机器中的mysql客户端,操作mysql。

Nginx部署

在docker容器中部署Nginx,并通过外部机器访问Nginx。

操作步骤

  1. 搜索Nginx镜像。

  2. 拉取Nginx镜像。

  3. 创建容器。

    首先创建nginx目录,方便之后的管理。

    创建conf目录,进入创建nginx.conf文件,粘贴下面内容。

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    #user  nobody;
    worker_processes 1;
    #error_log logs/error.log;
    #error_log logs/error.log notice;
    #error_log logs/error.log info;
    #pid logs/nginx.pid;
    events {
    worker_connections 1024;
    }
    http {
    include mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    #log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    # '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    # '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    #access_log logs/access.log main;
    sendfile on;
    #tcp_nopush on;
    #keepalive_timeout 0;
    keepalive_timeout 650;
    client_max_body_size 20m;
    proxy_connect_timeout 300;
    proxy_read_timeout 300;
    proxy_send_timeout 300;
    #gzip on;
    server {
    listen 80;
    server_name localhost;
    #charset koi8-r;
    #access_log logs/host.access.log main;
    location / {
    root html;
    }
    #error_page 404 /404.html;
    # redirect server error pages to the static page /50x.html
    #
    error_page 500 502 503 504 /50x.html;
    location = /50x.html {
    root html;
    }
    # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
    #
    #location ~ \.php$ {
    # proxy_pass http://127.0.0.1;
    #}
    # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
    #
    location ~ \.php$ {
    root html;
    fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
    fastcgi_index index.php;
    fastcgi_read_timeout 300;
    fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
    include fastcgi_params;
    }
    # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
    # concurs with nginx's one
    #
    #location ~ /\.ht {
    # deny all;
    #}
    }
    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
    # listen 8000;
    # listen somename:8080;
    # server_name somename alias another.alias;
    # location / {
    # root html;
    # index index.html index.htm;
    # }
    #}
    # HTTPS server
    #
    #server {
    # listen 443 ssl;
    # server_name localhost;
    # ssl_certificate cert.pem;
    # ssl_certificate_key cert.key;
    # ssl_session_cache shared:SSL:1m;
    # ssl_session_timeout 5m;
    # ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;
    # ssl_prefer_server_ciphers on;
    # location / {
    # root html;
    # index index.html index.htm;
    # }
    #}
    include vhosts/*.conf;
    }

    开启docker容器:

    1
    Docker run -id --name=d_nginx -p 80:80 -v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf -v $PWD/logs:/var/log/nginx -v $PWD/html:/usr/share/nginx/html nginx

Dockerfile

  1. Docker镜像的本质是什么?

    Docker镜像的本质是分层的文件系统。

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

    centos的iso镜像文件包含bootfs和rootfs,而docker的centos镜像不用操作系统的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安装包只要70多MB?

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

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

文件管理子系统

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基本相同,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,最底部的镜像称为基础镜像。

当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。

镜像制作

Docker下有两种方法来制作镜像。

容器转镜像

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docker commit 容器id 镜像名:版本号
docker save -o 压缩文件名称 镜像文件:版本号
docker load -i 压缩文件名字

以上前两条命令可以将docker容器打包成镜像,并保存成压缩文件。第三条命令可以将压缩文件重新载入到docker中,生成镜像。

commit命令在将容器打包成镜像时,若该容器有数据卷,数据卷中的内容不会打包到镜像中。

Dockerfile文件

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。

对于运维人员:在部署时,可以实现应用的无缝移植。

Dockerfile文件中的关键字

关键字 作用 备注
FROM 指定父镜像 指定dockerfile基于哪个image构建
MAINTAINER 作者信息 用来标明这个dockerfile谁写的
LABEL 标签 用来表名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
VOLUNE 定意外不可以挂载的数据卷 指定build的image哪些目录可以启动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,启动容器的时候使用-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,那么实在上一天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 ENTRYPOINT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,用处也不怎么搭
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执行命令时候使用的shell

dockerfile案例

需求:自定义一个centos7镜像,设置默认工作路径为/usr,安装net-tools、vim。

dockerfile:

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FROM centos:7
MAINTAINER 0pt1mus <xxxxx@xx.com>
RUN yum install -y vim net-tools
WORKDIR /usr
CMD /bin/bash

在dockerfile文件所在的目录下执行:

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Docker build -f ./centos_dockerfile -t superj_centos:1 .

最后的.是告诉docker在build时候的上下文环境是当前目录。

由于 docker 的运行模式是 C/S。我们本机是 C,docker 引擎是 S。实际的构建过程是在 docker 引擎下完成的,所以这个时候无法用到我们本机的文件。这就需要把我们本机的指定目录下的文件一起打包提供给 docker 引擎使用。

如果未说明最后一个参数,那么默认上下文路径就是 Dockerfile 所在的位置。

注意:上下文路径下不要放无用的文件,因为会一起打包发送给 docker 引擎,如果文件过多会造成过程缓慢。

Docker服务编排

服务编排:按照一定的业务规则批量管理容器。

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 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)

Docker Compose

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定义组成应用的各个服务
  3. 运行docker-compose up启动应用

在MAC的环境下,用homebrew安装Docker后,docker compose已默认安装,可直接使用。

案例

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
  2. 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"
  3. 创建./nginx/conf.d目录

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    mkdir -p nginx/conf.d
  4. 在./nginx/conf.d目录下编写nginx.conf文件

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    server{
    listen 80;
    access_log off;

    location / {
    proxy_pass http://app:8080;
    }
    }
  5. 在docker-compose目录下使用docker-compose启动容器

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    docker-compose up
  6. 测试访问。

文章作者: 0pt1mus
文章链接: https://superj.site/2020/03/23/20200323164259/
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