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1. 概述#

本文介紹 Docker 的相關知識，重點是 Docker 的 3 大核心：鏡像、容器、倉庫

2. Docker 的介紹#

• Docker 是世界領先的軟體容器平台
• Docker 使用 Google 公司推出的 Go 語言進行開發實現，基於 Linux 內核的 cgroup，namespace，以及 AUFS 類的 UnionFS 等技術，對進程進行封裝隔離，屬於操作系統層面的虛擬化技術。由於隔離的進程獨立於宿主和其他的隔離的進程，因此也稱其為容器。Docker 最初實現是基於 LXC
• Docker 能夠自動執行重複性任務，例如搭建和配置開發環境，從而解放了開發人員以便他們專注在真正重要的事情上：構建傑出的軟體
• 用戶可以方便地創建和使用容器，把自己的應用放入容器。容器還可以進行版本管理、複製、分享、修改，就像管理普通的代碼一樣

Docker 設計時，充分利用 Union FS 的技術，將其設計為分層存儲的架構

3. Docker 的思想#

• 集裝箱：將所有需要的內容放到不同的集裝箱中，誰需要某些內容（環境）就直接拿對應的集裝箱就行了
• 標準化：
  • 運輸的標準化：Docker 有一個碼頭，所有上傳的集裝箱都放在這個碼頭上，當有人需要某一個環境時，就直接派 [小藍鯨]^(Docker 的吉祥物) 去搬運這個集裝箱就行
  • 命令的標準化：Docker 提供了一系列命令，幫助我們去獲取集裝箱的相關操作
  • 提供了 REST 的 API：衍生出了很多圖形化界面，如： [Rancher]^(一個開源的企業級容器管理平台)
• 隔離性：Docker 在運行集裝箱裡的內容時，會在 Linux 的內核中，單獨開闢一片空間，這片空間不會影響到其他程序
• 中央倉庫 / 註冊中心：超級碼頭，上面放的都是集裝箱
• 鏡像：就是集裝箱
• 容器：運行起來的鏡像（就是將軟體打包成標準化單元，以用於開發、交付和部署。通俗的描述就是：容器就是一個存放東西的地方，就像書包可以裝各種文具、衣櫃可以放各種衣服、鞋架可以放各種鞋子一樣）

4. 容器 VS 虛擬機#

容器是一個應用層抽象，用於將代碼和依賴資源打包在一起。多個容器可以在同一台機器上運行，共享操作系統內核，但各自作為獨立的進程在用戶空間中運行。與虛擬機相比，容器佔用的空間較少（容器鏡像大小通常只有幾十兆），瞬間就能完成啟動

虛擬機（VM）是一個物理硬體層抽象，用於將一台伺服器變成多台伺服器。管理程序允許多個 VM 在一台機器上運行。每個 VM 都包含一整套操作系統、一個或多個應用、必要的二進制文件和庫資源，因此佔用大量空間。而且 VM 啟動也十分緩慢

5. Docker 的安裝#

• 安裝依賴包

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

• 指定 Docker 鏡像源

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

• 安裝 Docker

yum makecache fast
yum -y install docker-ce

• 啟動 Docker

systemctl start docker
systemctl enable docker
docker run hello-world

6. Docker 中央倉庫#

Docker 官方的中央倉庫：（這個倉庫的鏡像是最全的，但下載速度較慢）

https://hub.docker.com/

國內的鏡像網站：

https://c.163yun.com/hub#/home

http://hub.daocloud.io/

鏡像構建完成後，可以在當前宿主機上運行，但是，如果需要在其他伺服器上使用這個鏡像，就需要一個集中存儲、分發鏡像的服務，Docker Registry 就是這樣的服務

一個 Docker Registry 中可以包含多個倉庫（Repository），每個倉庫可以包含多個標籤（Tag）；每個標籤對應一個鏡像

通常，一個倉庫會包含同一個軟體的不同版本的鏡像，而標籤就常用於對應該軟體的各個版本

Docker Registry 公開服務和私有 Docker Registry 的概念：

1. Docker Registry 公開服務是開放給用戶使用、允許用戶管理鏡像的 Registry 服務

   一般這類公開服務允許用戶免費上傳、下載公開的鏡像，並可能提供收費服務供用戶管理私有鏡像。

   最常使用的 Registry 公開服務是官方的 Docker Hub ，這也是默認的 Registry，並擁有大量的高質量的官方鏡像

2. 除了使用公開服務外，用戶還可以在本地搭建私有 Docker Registry 。Docker 官方提供了 Docker Registry 鏡像，可以直接使用作為私有 Registry 服務

   開源的 Docker Registry 鏡像只提供了 Docker Registry API 的服務端實現，足以支持 Docker 命令，不影響使用。但不包含圖形界面，以及鏡像維護、用戶管理、訪問控制等高級功能

7. 鏡像#

鏡像：
一個特殊的文件系統（實際是由多層文件系統聯合組成的）

操作系統分為內核和用戶空間，對於 Linux 而言，內核啟動後，會掛載 root 文件系統為其提供用戶空間的支持，而 Docker 鏡像就相當於是一個 root 文件系統

Docker 鏡像除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些為運行時準備的一些配置參數，如：匿名卷、環境變量、用戶

鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建之後也不會改變

鏡像構建時，會 一層一層構建 ，前一層是后一層的基礎，每一層構建完成後就不會再發生變化，后一層的任何改變都只發生在自己這一層

• 拉取鏡像（從中央倉庫拉取鏡像到本地）

docker pull 鏡像名稱[:tag]

• 查看本地全部鏡像（查看本地已經安裝過的鏡像信息，包含標識，名稱，版本，更新時間，大小）

docker images

• 刪除本地鏡像（鏡像會佔用磁碟空間，可以直接收到刪除）

docker rmi 鏡像的標識

• 鏡像的導入導出

# 將本地的鏡像導出
docker save -o 導出的路徑 鏡像id
# 加載本地的鏡像文件
docker load -i 鏡像文件
# 修改鏡像名稱
docker tag 鏡像id 新鏡像名稱:版本

8. 容器#

容器：

運行起來的鏡像

鏡像（Image）和容器（Container）的關係，就像是面向對象程序設計中的 類和實例 一樣

鏡像是靜態的定義，容器是鏡像運行時的實體。容器可以被創建、啟動、停止、刪除、暫停等

容器的實質是進程 ，但與直接在宿主執行的進程不同，容器進程運行於屬於自己的獨立的命名空間。前面講過鏡像使用的是分層存儲，容器也是如此

容器存儲層的生存週期和容器一樣，容器消亡時，容器存儲層也隨之消亡。因此，任何保存於容器存儲層的信息都會隨容器刪除而丟失

按照 Docker 最佳實踐的要求，容器不應該向其存儲層內寫入任何數據 ，容器存儲層要保持無狀態化

所有的文件寫入操作，都應該使用數據卷（Volume）、或者綁定宿主目錄，在這些位置的讀寫會跳過容器存儲層，直接對宿主（或網絡存儲）發生讀寫，其性能和穩定性更高

數據卷的生存週期獨立於容器，容器消亡，數據卷不會消亡。因此， 使用數據卷後，容器可以隨意刪除、重新 run，數據卻不會丟失

• 運行容器（運行容器需要指定具體鏡像，如果鏡像不存在，會直接下載）

# 簡單操作
docker run 鏡像的標識|鏡像名稱[:tag]
# 常用的參數
docker run -d -p 宿主機端口:容器端口 --name 容器名稱 鏡像的標識|鏡像名稱[:tag]
# -d: 代表後台運行容器
# -p: 宿主機端口:容器端口: 為了映射當前Linux的端口和容器的端口
# --name: 容器名稱: 指定容器的名稱

• 查看正在運行的容器

docker ps [-qa]
# -a: 查看全部的容器，包含沒有運行的
# -q: 只查看容器的標識

• 查看容器日誌（查看容器的日誌，以查看運行的信息）

docker logs -f 容器id
# -f: 可以滾動查看日誌的最後幾行

• 進入容器內部（可以進入容器內部進行操作）

docker exec -it 容器id bash

• 複製內容到容器（將宿主機的文件複製到內部的指定目錄）

docker cp 文件名稱 容器id:容器內部路徑

• 重啟 / 啟動 / 停止 / 刪除容器（容器的啟動、停止、刪除等操作會經常用到）

# 重新啟動容器
docker restart 容器id
# 啟動停止運行的容器
docker start 容器id
# 停止指定的容器（刪除容器前，需要先停止容器）
docker stop 容器id
# 停止全部容器
docker stop $(docker ps -qa)
# 刪除指定容器
docker rm 容器id
# 刪除全部容器
docker rm $(docker ps -qa)

9. Docker 的應用#

• Docker 安裝 Tomcat

docker run -d -p 8080:8080 --name tomcat daocloud.io/library:8.5.15-jre8

• Docker 安裝 MySQL

docker run -d -p 3306:3306 --name mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root daocloud.io/library/mysql:5.7.4

10. 數據卷#

思考：

Docker 容器刪除後，在容器中產生的數據也會隨之銷毀

Docker 容器和外部機器可以直接交換文件嗎？

容器之間想要進行數據交互？

數據卷：

數據卷是宿主機中的一個目錄或文件

當容器目錄和數據卷目錄綁定後，對方的修改會立即同步

一個數據卷可以被多個容器同時掛載

一個容器也可以被掛載多個數據卷

• 創建數據卷（創建數據卷後，默認會存放在一個目錄下 /var/lib/docker/volumes/ 數據卷名稱 /_data）

docker volume create 數據卷名稱

• 查看數據卷詳情（查看數據卷的詳細信息，可以查詢到存放路徑，創建時間等）

docker volume inspect 數據卷名稱

• 查看全部數據卷

docker volume ls

• 刪除數據卷

docker volume rm 數據卷名稱

• 容器映射數據卷

映射有兩種方式：

1. 通過數據卷名稱映射，如果數據卷不存在，Docker 會幫你自動創建，會將容器內部自帶的文件，存儲在默認的存放路徑
2. 通過路徑映射數據卷，直接指定一個路徑作為數據卷的存放位置，但是這個路徑下是空的

# 通過數據卷名稱映射
docker run -v 數據卷名稱:容器內部的路徑 鏡像id
# 通過路徑映射數據卷
docker run -v 路徑:容器內部的路徑 鏡像id

11. Dockerfile 自定義鏡像#

我們可以從中央倉庫下載一個鏡像，也可以自己手動去製作一個鏡像，需要通過 Dockerfile 去指定自定義鏡像信息

12. Docker-Compose#

之前運行一個鏡像，需要添加大量的參數，可以通過 Docker-Compose 編寫這些參數

而且 Docker-Compose 可以幫助我們批量的管理容器

這些信息只需要通過一個 docker-compose.yml 文件去維護即可

12.1 下載安裝 Docker-Compose#

• 下載 Docker-Compose

• 設置權限（需要將 DockerCompose 文件的名稱修改一下，賦予 DockerCompose 文件一個可執行權限）

mv docker-compose-linux-x86_64 docker-compose
chmod 777 docker-compose

• 配置環境變量（方便後期操作，配置一個環境變量）

mv docker-compose /usr/local/bin

vim /etc/profile
# 添加內容 export PATH=$JAVA_HOME:/usr/local/bin:$PATH

source /etc/profile

• 測試（在任意目錄下輸入 docker-compose 命令）

12.2 Docker-Compose 管理 MySQL 和 Tomcat 容器#

yml 文件以 key 方式來指定配置信息

多個配置信息以換行 + 縮進的方式來區分

在 docker-compose.yml 文件中，不要使用制表符

version: '3.1'
services:
	mysql:	#服務的名稱
		restart: always	#代表只要docker啟動，那麼這個容器就跟著一起啟動
		image: daocloud.io/library/mysql:5.7.4	#指定鏡像路徑
		container_name: mysql	#指定容器名稱
		ports:
			- 3306:3306	#指定端口號的映射
		environment: 
			MYSQL_ROOT_PASSWORD: root	#指定MySQL的root用戶登錄密碼
			TZ: Asia/Shanghai	#指定時區
		volumes:
			- /opt/docker_mysql_tomcat/mysql_data:/var/lib/mysql	#映射數據卷
	tomcat:
		restart: always
		image: daocloud.io/library/tomcat:8.5.15-jre8
		container_name: tomcat
		ports:
			- 8080:8080
		environment:
			TZ: Asia/Shanghai
		volumes:
			- /opt/docker_mysql_tomcat/tomcat_webapps:/usr/local/tomcat/webapps
			- /opt/docker_mysql_tomcat/tomcat_logs:/usr/local/tomcat/logs

12.3 使用 docker-compose 命令管理容器#

使用 docker-compose 命令時，默認會在當前目錄下找 docker-compose.yml 文件

# 1. 基於docker-compose.yml 啟動管理的容器
docker-compose up -d

# 2. 關閉並刪除容器
docker-compose down

# 3. 開啟|關閉|重新啟動已存在的由docker-compose維護的容器
docker-compose start|stop|restart

# 4. 查看有docker-compose管理的容器
docker-compose ps

# 5. 查看日誌
docker-compose logs -f

12.4 docker-compose 配合 Dockerfile 使用#

使用 docker-compose.yml 文件以及 Dockerfile 文件在生成自定義的鏡像的同時啟動當前鏡像，並且由 docker-compose 去管理容器

• docker-compose 文件（編寫 docker-compose.yml 文件）

# yml文件
version: '3.1'
services:
	ssm:
		restart: always
		build:	#構建自定義鏡像
			context: ../	#指定dockerfile文件的所在路徑
			dockerfile: Dockerfile	#指定Dockerfile文件名稱
		image: ssm:1.0.1
		container_name: ssm
		ports:
			- 8081:8080
		environment:
			TZ: Asia/Shanghai

• Dockerfile 文件（編寫 Dockerfile）

from daocloud.io/library/tomcat:8.5.15-jre8
copy ssm.war /usr/local/tomcat/webapps

• 運行（測試效果）

# 可以直接啟動基於docker-compose.yml以及Dockerfile文件構建的自定義鏡像
docker-compose up -d
#如果自定義鏡像不存在，會幫助我們構建出自定義鏡像，如果自定義鏡像已經存在，會直接運行這個自定義鏡像

#重新構建自定義鏡像
docker-compose build
#運行當前內容，並重新構建
docker-compose up -d --build

13. 總結#

本文主要把 Docker 中的一些常見概念做了詳細的闡述