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让Docker为前端er打开一扇窗

让Docker为前端er打开一扇窗

第一次接触Docker这个东西还是在两年前,所在的公司主要是提供SAAS服务的,所以很早就开始使用微服务+容器化的方式进行软件交付。对于一个前端仔来说,是完全陌生的一个东西。由于开发中需要使用Docker来搭建一些本地的开发环境,之后将自己的应用打包成Docker镜像,所以开始接触了Docker,能感受到Docker为整个开发生产流程提供了很大的便利。慢慢的Docker也就成了电脑上必备的一个工具。通过Docker也了解到了很多运维相关的技能,技术栈更加全面。

Docker的前世今生

任何一个新技术都不是突然出现,从石头里面蹦出来的,Docker也是站在巨人的肩膀上,优化了容器的体验,让更多的人可以很简单的使用这一技术。巨人就是LXC(linux container)技术,该技术主要包含Namespace实现访问隔离,Cgroup来实现资源控制,Docker在这一技术的基础上提供了更加简便的控制工具,降低了开发这是用容器技术的门槛。

最初缔造Docker的是一个做PAAS平台叫做DotCloud的公司,后来由于Docker太受欢迎,DotCloud公司也改名成了Docker.Inc。目前Docker已经加入了Linux基金会,遵循Apache2.0协议,其代码托管于Github

Docker与虚拟机

同样都是虚拟化技术的容器技术经常被拿来和虚拟机进行对比: 从虚拟化的方式来看,虚拟机是硬件级别的虚拟化,cpu、内存等都是虚拟化出来的,而容器只是基于相同的运行内核在操作系统层进行虚拟化。所以在内存使用上,容器是需宿主机共用相同的内存的。因为容器只虚拟化了操作系统,所以其启动速度大大优于虚拟机,同时非常的轻量。 因为各自的特点容器和虚拟机也有着不同的应用场景:

  • 虚拟机:运行需要消耗虚拟机大部分资源的应用程序
  • 容器:轻量级Web服务

但是容器和虚拟机也不是那种非此即彼的关系,很多的应用场景是把虚拟机作为宿主机,然后在里面运行Docker容器。

为什么前端er需要了解Docker

前端在大多数人的眼中可能就是写写前端页面,Docker可能更多的是运维或者后端开发才需要接触的东西,那么为什么一个前端工程师也需要学习使用Docker呢?

本地运行作为一种工具快速搭建开发环境 服务器部署应用,避免生产测试环境不一致导致的问题,更容易做系统迁移 作为工程师,需要有综合的能力,多种方式解决问题

Docker的核心概念

Docker大部分的操作都是围绕着三大核心概念仓库、容器、镜像进行的,了解了这三个概念,才能顺利的了解Docker的工作的整个生命周期。

镜像仓库(Repository)

镜像仓库顾名思义就是存放镜像的仓库,对于镜像的Ship起着非常重要的作用,在网络互通的情况下,用户可以将镜像通过docker push命令将本地打包好的镜像存储至镜像仓库,然后在目标的服务器通过docker pull命令拉取下来。目前一个最大的镜像仓库就是Docker Hub。当然也可以自己搭建一个镜像仓库的服务,阿里云上就支持创建一个免费的Docker镜像仓库。

镜像(Image)

Docker镜像就相当于我们安装操作系统所使用的的iso文件,可以通过Dockerfile文件通过docker build命令创建,Docker在镜像的存储结构上使用的是分层的存储方式,Dockerfile的每一行指令都会生成一层,使用这种分层的存储方式的好处就是,多个镜像可以共用相同的层,从而达到节省空间的作用。

容器(Container)

容器是在镜像的基础上运行起来的可读写的一层(docker run),也是真正工作的部分,如果使用过程中产生了对容器的修改,我们也可以使用docker commit命令将其持久化到镜像中,但是如果镜像用于生产一般都需要从Dockerfile重新去生成这个镜像,因为docker commit会使镜像生成新的一层,同时这种修改是无法被使用者知晓的。

镜像还有另外一种存储方式就是使用tar文件的形式,如果服务器环境离线,就只能将镜像的tar包拷贝至目标服务器,然后在解压出来。生成tar包有两种方式:

  • docker save:这种方式将镜像的全部历史和层信息都保存起来,还原回去的镜像信息也是完整的,只是体积较大。
  • docker export:将容器这一层保存下来,体积很小,通常用于生成基础镜像。

Docker网络模式(Network)

Docker容器之间资源都是隔离的,所以Docker网络对于容器之间的通信非常重要,Docker提供如下几种网络模式,针对不同的用户场景进行使用,当然也可以使用开源社区的其他网络插件。

  • 【Host模式】:容器不会虚拟出自己的网卡,与宿主机共用相同的ip和端口,这种情况一般在测试开发时使用,生产时一般只将作为api gateway的服务端口进行暴露,这样可以最小化可能性造成的端口冲突。
  • 【Bridge模式】:在主机上创建docker0网桥,通过端口映射的方式与宿主机通信,这种网络模式比较常用,也是默认的网络模式,可以自由地将容器内部的端口通过docker0网桥映射到宿主机
  • 【Container模式】:容器不会创建自己的网卡,配置自己的IP,而是和一个指定的容器共享IP、端口
  • 【None模式】:顾名思义,未设置网络,无法与宿主机进行网络通信,一般用于本地开发临时起一个容器使用

Docker数据持久化(Volume)

有些容器服务运行的时候会产生一些重要的数据,如数据库、Redis等,如果不保存下来,会就造成核心数据的丢失。当然可以使用commit的方式,但是commit会导致镜像的体积变的很大。所以Docker提供了卷管理的功能。

数据卷(Data Volumes)

将容器内的特定目录挂在到宿主机上的目录上

// 将容器内的data目录挂载到宿主机/host/data目录
docker run -v /host/data:/data --name test test-image
复制代码

当文件的挂在目录很多的时候很可能会出现误删,或者管理混乱的问题。所以Docker另外一种数据卷容器的方式管理数据。

数据卷容器(Data Volumes Container)

用户提前创建一个数据卷容器,多个容器可以共用一个容器数据卷,数据的管理更加方便

docker volume

命令说明
create创建一个数据卷容器
inspect查看数据卷详情,目录等
ls列举所有数据卷容器
prune清除所有未被使用的数据卷
rm删除特定数据卷

容器编排工具 — Docker Compose

如果每次都是通过手动的方式启动Docker容器,需要指定很多的参数非常麻烦,并且面对多个容器需要启动时就更复杂了这时就需要我们的Docker三剑客之一的Docker Compose来解决多容器编排的问题。 docker compose让我们通过一个配置文件的方式,管理对应的容器服务。一个简单的配置文件结果如下:

version: '3'
services:
  test-service:
    container_name: test-service
    image: test-service-image
    ports:
      - 8080:80
    volumes:
      - /host/data:/data
    networks:
      - test-network
    restart: always
networks:
  test-network:
    driver: bridge
复制代码

这个配置文件就相当于我们执行了:

docker network create -d bridge test_network
docker run -it -d --name test-service -p 8080:80 -v /host/data:/data --network test-network test-service-image
复制代码

好奇的人可能会问 Docker Compose是三剑客之一 那其他两剑客都是谁呢?

  • docker-machine: 解决docker运行环境问题 (window)
  • dcoker-compose:解决本地docker容器编排问题
  • docker-swarm: 解决多主机多个容器调度部署(被K8S取代)

Docker的优缺点

软件开发没有银弹,任何技术也都是具有两面性的。Docker作为日常工作中的辅助工具,可以为我们节省大量的配置环境的时间,但有些时候也会给我们带来额外的麻烦。

使用Docker可以带来的好处

Docker的好处还是显而易见的,如:

  1. 容器内部包含整个的运行环境,可以避免优于开发生产环境不一致导致的问题
  2. 容器之间相互隔离,避免服务多了之后相互之间的影响
  3. 容器的tag机制和一次构建多出运行的特性,可以很好的做持续集成,持续发布

Docker可能引起的问题

  • 使用Docker还是有一定的学习成本,维护时有时也需要进入容器内部进行调试,会增加一定的维护成本
  • 容器运行时会产生日志文件等数据,或者历史的镜像如果不进行清理的话会占用大量的系统磁盘空间
  • Docker服务之间存在隔离,服务之间交互主要通过网络服务名,出现问题不容易定位

总结

这篇文章主要较为笼统的介绍一下使用Docker中需要了解的概念和工具,后面再针对一些特定的模块详细写一些文章来介绍。

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前端
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