Docker容器从入门到实战

Jlo_
231 阅读14分钟

1. 初识docker

问题分析：我们写的代码会接触到好几个环境：开发环境、测试环境以及生产环境：

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1.1 docker概念

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  • 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）

总结：docker是一种容器技术，他解决容器款环境迁移问题

1.2 docker安装

Docker可以运行在MAC、Windows、CentOS、UBUNTU等操作系统上，本课程基于CentOS 7 安装Docker。 官网：www.docker.com

# 1、yum 包更新到最新 
yum update 
# 2、安装需要的软件包， yum-util 提供yum-config-manager功能，另外两个是devicemapper驱动依赖的 
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2 
# 3、 设置yum源 
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo 
# 4、 安装docker，出现输入的界面都按 y 
yum install -y docker-ce 
# 5、 查看docker版本，验证是否验证成功 
docker -v

镜像加速器

阿里云镜像获取地址：cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou… 登陆后，左侧菜单选中 镜像加速器就可以看到你的专属地址了：

在/etc/docker/daemon.json，文件末尾增加如下内容：

{ 
    "registry-mirrors": ["https://你的ID.mirror.aliyuncs.com"] 
}

2. docker架构

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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。

3. docker命令

3.1 进程相关命令

# 启动docker
systemctl start docker
# 停止docker服务
systemctl stop docker
# 重启docker服务
systemctl restart docker
# 查看docker服务状态
systemctl status docker
# 设置开机启动docker服务
systemctl enable docker

3.2 镜像相关命令

镜像命令包括如下内容：查看镜像、搜索镜像 、拉取镜像 、删除镜像

查看镜像: 查看本地所有的镜像

docker images 
docker images –q # 查看所用镜像的id

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搜索镜像:从网络中查找需要的镜像

docker search 镜像名称 
docker search redis #查找redis镜像

拉取镜像:从Docker仓库下载镜像到本地，镜像名称格式为 名称:版本号，如果版本号不指定则是最新的版本 lastest。

docker pull 镜像名称 
docker pull redis #下载最新版本
redis docker pull redis:6.0 #下载6.0版本redis

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删除镜像: 删除本地镜像

docker rmi 镜像id # 删除指定本地镜像 
docker images -q #查看所有的镜像列表 
docker rmi `docker images -q` # 删除所有本地镜像

3.3 容器相关命令

查看容器、创建容器、进入容器、启动容器、停止容器、删除容器、查看容器信息

查看容器

docker ps # 查看正在运行的容器 
docker ps –a # 查看所有容器

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创建并启动容器

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。
docker run -it --name=c1 centos:7 /bin/bash #创建交互式容器 
docker run -id --name=c2 centos:7 #创建守护式容器

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注意：交互式容器，exit后容器自动关闭，守护式容器会在后台执行 进入容器

docker exec -it c2 /bin/bash #进入容器

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停止容器

docker stop 容器名称

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启动容器

docker start 容器名称

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删除容器：如果容器是运行状态则删除失败，需要停止容器才能删除

docker rm 容器名称

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查看容器信息

docker inspect 容器名称

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4. Docker容器的数据卷

4.1 数据卷概念及作用

思考：

  • Docker 容器删除后，在容器中产生的数据还在吗？

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  • Docker 容器和外部机器可以直接交换文件吗？

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  • 容器之间想要进行数据交互？

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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

数据卷的作用

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

4.2 配置数据卷

创建启动容器时，使用 –v 参数 设置数据卷

docker run ... –v 宿主机目录(文件):容器内目录(文件) ...

注意事项

  1. 容器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

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  • 演示数据卷持久化

创建c1挂载/root/data到/root/data_container

docker run -it --name=c1 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash

关闭容器，可以看到数据卷数据文件还在

docker stop c1

宿主机目录还在

删除容器c1

docker rm c1

宿主机目录还在

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重新恢复c1

docker run -it --name=c1 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash

image.png 文件还是存在，证明了持久化。

  • 演示一个容器挂载多个数据卷
docker run -it --name=c2 \ 
-v ~/data2:/root/data2 \ 
-v ~/data3:/root/data3 \ 
centos:7

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  • 两个容器挂载同一个数据卷
docker run -it --name=c3 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash 
docker run -it --name=c4 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash

在一个容器中修改文件，看到另一个容器也同步修改

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4.3 配置数据卷容器

多容器进行数据交换，多个容器挂载同一个数据卷容器，完成数据交互

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  1. 创建启动c3数据卷容器，使用 –v 参数 设置数据卷
docker run –it --name=c3 –v /volume centos:7 /bin/bash

这里没有指定宿主机目录，默认生成一个宿主机目录

docker inspect c3 #查看c3

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  1. 创建启动 c1 c2 容器，使用 –-volumes-from 参数 设置数据卷
docker run -it --name=c1 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash 
docker run -it --name=c2 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash

使用 c3数据卷容器创建c1,c2，这时即使c3关闭不影响c1,c2交互

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

5. Docker应用部署

5.1 Mysql部署

分析

  • 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 器访问宿主机的端口，从而间接访问容器的服务。
  • 这种操作称为：端口映射

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  1. 搜索和拉取mysql镜像
docker search mysql #搜索mysql镜像
docker pull mysql:5.6 # 拉取mysql镜像

image.png 2. 创建容器，设置端口映射、目录映射

# 在/root目录下创建mysql目录用于存储mysql数据信息 
mkdir ~/mysql 
cd ~/mysql

docker run -id \ 
-p 3306:3306 \ 
--name=c_mysql \ 
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d \ 
-v $PWD/logs:/logs \ 
-v $PWD/data:/var/lib/mysql \ 
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \ 
mysql:5.6
  • 参数说明：
    • -p 3307:3306：将容器的 3306 端口映射到宿主机的3307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=123456：初始化root用户的密码。
  1. 进入容器，操作mysql
docker exec -it c_mysql /bin/bash 
mysql -uroot -p123456
show databases; 
create database db1;
  1. 使用外部机器连接容器中的mysql

5.2 Tomcat部署

  1. 搜索和拉取tomcat镜像
docker search tomcat
docker pull tomcat
  1. 创建容器，设置端口映射、目录映射
# 在/root目录下创建tomcat目录用于存储tomcat数据信息 
mkdir ~/tomcat 
cd ~/tomcat

docker run -id --name=c_tomcat \ 
-p 8080:8080 \ 
-v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps \ 
tomcat
  • 参数说明：
    • -p 8080:8080：将容器的8080端口映射到主机的8080端口
    • -v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps：将主机中当前目录挂载到容器的webapps
  1. 使用外部机器访问tomcat

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5.3 Nginx部署

  1. 搜索并拉取nginx镜像
docker search nginx
docker pull nginx
  1. 创建容器，设置端口映射、目录映射
# 在/root目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息 
mkdir ~/nginx 
cd ~/nginx 
mkdir conf cd conf 
# 在~/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容 
vim nginx.conf

user  nginx; #设置nginx服务的系统使用用户
worker_processes  1; #工作进程数

error_log  /var/log/nginx/error.log warn; #nginx的错误日志
pid        /var/run/nginx.pid; #nginx启动时候的pid

events {
    worker_connections  1024; #每个进程允许的最大连接数
}

http { #http请求配置，一个http可以包含多个server

    #定义 Content-Type
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #访问日志，后面的main表示使用log_format中的main格式记录到access.log中
    #日志格式 此处main与access_log中的main对应
    #$remote_addr：客户端地址
    #$remote_user：http客户端请求nginx认证的用户名，默认不开启认证模块，不会记录
    #$timelocal：nginx的时间
    #$request：请求method + 路由 + http协议版本
    #status：http reponse 状态码
    #body_bytes_sent：response body的大小
    #$http_referer：referer头信息参数，表示上级页面
    #$http_user_agent：user-agent头信息参数，客户端信息
    #$http_x_forwarded_for：x-forwarded-for头信息参数
    log_format  main  '$http_user_agent' '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    #nginx的一大优势，高效率文件传输
    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #客户端与服务端的超时时间，单位秒
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}


docker run -id --name=c_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
  • 参数说明：
    • -p 80:80：将容器的 80端口映射到宿主机的 80 端口。
    • -v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf：将主机当前目录下的 /conf/nginx.conf 挂载到容器的 :/etc/nginx/nginx.conf。配置目录
    • -v $PWD/logs:/var/log/nginx：将主机当前目录下的 logs 目录挂载到容器的/var/log/nginx。日志目录
  1. 使用外部机器访问nginx

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5.4 Redis部署

  1. 搜索并拉取镜像
docker search redis
docker pull redis:5.0
  1. 创建容器，设置端口映射
docker run -id --name=c_redis -p 6379:6379 redis:5.0
  1. 使用外部机器连接redis
redis-cli -h 192.168.220.12 -p 6379 
set id 100 
get id

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6. Dockerfile

6.1 Docker镜像原理

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

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

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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

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  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600MB，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，所有整个对外暴露的tomcat镜像大小600多MB

6.2 镜像制作

6.2.1 容器转镜像

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

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# 进入tomcat镜像
docker exec -it c_tomcat /bin/bash
#创建a.txt b.txt 
cd ~ 
touch a.txt b.txt
#容器转镜像 
docker commit 28b8d4dc9744 aaa_tomcat:1.0 
#压缩镜像 
docker save -o lxs_tomcat.tar aaa_tomcat:1.0 
#删除原来镜像 
docker rmi aaa_tomcat:1.0 
#从压缩文件加载镜像 
docker load -i aaa_tomcat.tar 
#产生镜像 
docker run -it --name=new_tomcat lxs_tomcat:1.0 /bin/bash 
#进入查看内容 
docker exec -it c_tomcat /bin/bash 
#可以看到a.txt b.txt存在，而webapps/test不存在

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6.2.2 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

参考Dochub网址：hub.docker.com ，比如centos和nginx镜像

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案例一：自定义centos7镜像

要求：

  1. 默认登录路径为 /usr
  2. 可以使用vim

实现步骤

  • 定义父镜像：FROM centos:7
  • 定义作者信息：MAINTAINER xxx xxxx
  • 执行安装vim命令： RUN yum install -y vim
  • 定义默认的工作目录：WORKDIR /usr
  • 定义容器启动执行的命令：CMD /bin/bash
  • 通过dockerfile构建镜像：docker build –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本 .
#具体代码 
mkdir ~/docker-files 
cd ~/docker-files 
vim centos_dockerfile

dockerfile具体内容

FROM centos:7 
MAINTAINER zjl 
RUN yum install -y vim 
WORKDIR /usr C
MD /bin/bash

build

docker build -f ./centos_dockerfile -t zjl_centos:1 .
  • -f：镜像文件
  • -t：新镜像名
  • . 寻址路径
#进入看效果 
docker run -it --name=zjl zjl_centos:1

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案例二：发布springboot项目

HelloController

@RestController
public class HelloController {

    @RequestMapping("/hello")
    public String hello() {
         return "hello docker spring boot...";
    }

}

打包jar

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  • 定义父镜像：FROM java:8
  • 定义作者信息：MAINTAINER zjl zjl@163.com
  • 将jar包添加到容器： ADD springboot.jar app.jar
  • 定义容器启动执行的命令：CMD ["java","-jar","app.jar"]
  • 通过dockerfile构建镜像：docker build –f dockerfile文件路径 –t 镜像名称:版本 .
#springboot_dockerfile
FROM java:8 
MAINTAINER zjl
ADD springboot.jar app.jar 
CMD ["java","-jar","app.jar"]

build

docker build –f ./springboot_dockerfile –t app .

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docker run -id -p 9000:8080 app

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7. 服务编排

7.1 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动停止，维护的工作量会很大。来看下我们日常工作：

  • 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） 通过服务编排可以大量简化上面的工作服务编排：按照一定的业务规则批量管理容器

7.2 Docker Compose

Docker Compose是一个编排多容器分布式部署的工具，提供命令集中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

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7.2.1 安装Docker Compose

# 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

7.2.2 卸载Docker Compose

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

7.3 编排nginx+springboot

编排nginx+springboot

  1. 创建docker-compose目录
mkdir ~/docker-compose 
cd ~/docker-compose
  1. 编写 docker-compose.yml 文件
version: '3'
services:
  nginx:
    image: nginx
    # 宿主机80端口映射容器80端口
    ports:
      - 80:80
    # links在当前容器中连接app容器 可以用app别名访问app容器 
    links:
      - app
    # 将./nginx/conf.d数据卷目录挂载到/etc/nginx/conf.d 
    # nginx做的方向代理的配置就在./nginx/conf.d目录中
    volumes:
      - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
  app:
    image: app
    expose:
      - "8080"
  1. 创建./nginx/conf.d目录
mkdir -p ./nginx/conf.d
  1. 在./nginx/conf.d目录下编写app.conf文件
server {
    listen 80;
    access_log off;
  
    location / {
      # 用app别名访问springboot应用
      proxy_pass http://app:8080/hello;
    }
}
  1. 在~/docker-compose 目录下使用docker-compose启动容器
docker-compose up -d # -d表示已守护模式启动

image.png 6. 测试访问

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