docker 小白入门

bmxklYzj
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docker 学习

镜像

我们都知道，操作系统分为 内核 和 用户空间。对于 Linux 而言，内核启动后，会挂载 root 文件系统为其提供用户空间支持。而 Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:18.04 就包含了完整的一套 Ubuntu 18.04 最小系统的 root 文件系统。

Docker 镜像 是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像 不包含 任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

容器

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 实例 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。

容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的 命名空间。因此容器可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间，甚至自己的用户 ID 空间。容器内的进程是运行在一个隔离的环境里，使用起来，就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。这种特性使得容器封装的应用比直接在宿主运行更加安全。

使用镜像

  1. 使用nginx 镜像创建一个容器，命名为 webserver docker run --name webserver -d -p 8080:80 nginx 之后便可以访问 localhost:8080

  2. 修改容器的首页内容

    docker exec -it webserver bash
root@23b42610e23c:/# echo '<h1>hello docker</h1>'> /usr/share/nginx/html/index.html
root@23b42610e23c:/# exit
exit

    我们以交互式终端方式进入 webserver 容器，并执行了 bash 命令，也就是获得一个可操作的 Shell。

    我们修改了容器的文件，也就是改动了容器的存储层。我们可以通过 docker diff 命令看到具体的改动。

    ➜  ~ docker diff webserver
C /etc
C /etc/nginx
C /etc/nginx/conf.d
C /etc/nginx/conf.d/default.conf
C /usr
C /usr/share
C /usr/share/nginx
C /usr/share/nginx/html
C /usr/share/nginx/html/index.html
C /var
C /var/cache
C /var/cache/nginx
A /var/cache/nginx/client_temp
A /var/cache/nginx/fastcgi_temp
A /var/cache/nginx/proxy_temp
A /var/cache/nginx/scgi_temp
A /var/cache/nginx/uwsgi_temp
C /run
A /run/nginx.pid

    现在我们定制好了变化，我们希望能将其保存下来形成镜像。

    要知道，当我们运行一个容器的时候（如果不使用卷的话），我们做的任何文件修改都会被记录于容器存储层里。而 Docker 提供了一个 docker commit 命令，可以将容器的存储层保存下来成为镜像。换句话说，就是在原有镜像的基础上，再叠加上容器的存储层，并构成新的镜像。以后我们运行这个新镜像的时候，就会拥有原有容器最后的文件变化。

  3. 将容器保存为镜像

    ➜  ~ docker commit --author 'yzj' --message '修改默认首页' webserver nginx:v2
sha256:4ef92625443816abc64dfece2c50c5c86d4328caad75522dd645704318e9eb55

    使用docker iamges 查看镜像

    ➜  ~ docker images
REPOSITORY               TAG          IMAGE ID       CREATED         SIZE
nginx                    v2           4ef926254438   4 seconds ago   187MB
...

    使用docker history查看容器内的历史记录

    ➜  ~ docker history nginx:v2
IMAGE          CREATED          CREATED BY                                       SIZE      COMMENT
4ef926254438   29 seconds ago   nginx -g daemon off;                             1.39kB    修改默认首页
92b11f67642b   8 weeks ago      CMD ["nginx" "-g" "daemon off;"]                 0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      STOPSIGNAL SIGQUIT                               0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      EXPOSE map[80/tcp:{}]                            0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      ENTRYPOINT ["/docker-entrypoint.sh"]             0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      COPY 30-tune-worker-processes.sh /docker-ent…   4.62kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      COPY 20-envsubst-on-templates.sh /docker-ent…   3.02kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      COPY 15-local-resolvers.envsh /docker-entryp…   336B      buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      COPY 10-listen-on-ipv6-by-default.sh /docker…   2.12kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      COPY docker-entrypoint.sh / # buildkit           1.62kB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      RUN /bin/sh -c set -x     && groupadd --syst…   112MB     buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      ENV PKG_RELEASE=1~bookworm                       0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      ENV NJS_VERSION=0.8.3                            0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      ENV NGINX_VERSION=1.25.4                         0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      LABEL maintainer=NGINX Docker Maintainers <d…   0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      8 weeks ago      /bin/sh -c #(nop)  CMD ["bash"]                  0B
<missing>      8 weeks ago      /bin/sh -c #(nop) ADD file:b86ae1c7ca3586d8f…   74.8MB

    新的镜像定制好后，我们可以来运行这个镜像。

    docker run --name web2 -d -p 8081:80 nginx:v2

    访问 http://localhost:8081 看到结果，其内容应该和之前修改后的 webserver 一样。

    至此，我们第一次完成了定制镜像，使用的是 docker commit 命令，手动操作给旧的镜像添加了新的一层，形成新的镜像，对镜像多层存储应该有了更直观的感觉。

慎用 docker commit

使用 docker commit 命令虽然可以比较直观的帮助理解镜像分层存储的概念，但是实际环境中并不会这样使用。

首先，如果仔细观察之前的 docker diff webserver 的结果，你会发现除了真正想要修改的 /usr/share/nginx/html/index.html 文件外，由于命令的执行，还有很多文件被改动或添加了。这还仅仅是最简单的操作，如果是安装软件包、编译构建，那会有大量的无关内容被添加进来，将会导致镜像极为臃肿。

此外，使用 docker commit 意味着所有对镜像的操作都是黑箱操作，生成的镜像也被称为 黑箱镜像，换句话说，就是除了制作镜像的人知道执行过什么命令、怎么生成的镜像，别人根本无从得知。而且，即使是这个制作镜像的人，过一段时间后也无法记清具体的操作。这种黑箱镜像的维护工作是非常痛苦的。

而且，回顾之前提及的镜像所使用的分层存储的概念，除当前层外，之前的每一层都是不会发生改变的，换句话说，任何修改的结果仅仅是在当前层进行标记、添加、修改，而不会改动上一层。如果使用 docker commit 制作镜像，以及后期修改的话，每一次修改都会让镜像更加臃肿一次，所删除的上一层的东西并不会丢失，会一直如影随形的跟着这个镜像，即使根本无法访问到。这会让镜像更加臃肿。

使用 Dockerfile

新建 Dockerfile 文件：

FROM nginx
RUN echo '<h1>hello docker </h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html

FROM 指定基础镜像：所谓定制镜像，那一定是以一个镜像为基础，在其上进行定制。就像我们之前运行了一个 nginx 镜像的容器，再进行修改一样，基础镜像是必须指定的。而 FROM 就是指定 基础镜像，因此一个 Dockerfile 中 FROM 是必备的指令，并且必须是第一条指令。

RUN 指令是用来执行命令行命令的。由于命令行的强大能力，RUN 指令在定制镜像时是最常用的指令之一。其格式有两种：

  • shell 格式：RUN <命令>，就像直接在命令行中输入的命令一样。刚才写的 Dockerfile 中的 RUN 指令就是这种格式。

    RUN echo '<h1>Hello, Docker!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html

  • exec 格式：RUN ["可执行文件", "参数1", "参数2"]，这更像是函数调用中的格式。

构建镜像：docker build -t ngnix:v3 .

运行镜像：docker run -d --rm -p 8082:80 ngnix:v3

数据管理

数据卷

数据卷 是一个可供一个或多个容器使用的特殊目录，它绕过 UnionFS，可以提供很多有用的特性：

  • 数据卷 可以在容器之间共享和重用
  • 对 数据卷 的修改会立马生效
  • 对 数据卷 的更新，不会影响镜像
  • 数据卷 默认会一直存在，即使容器被删除

  1. 创建数据卷 docker volume create my-vol

  2. 查看所有数据卷

    ➜  ~ docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     my-vol

  3. 查看数据卷的信息

    ➜  ~ docker volume inspect my-vol
[
    {
        "CreatedAt": "2024-04-14T14:26:50Z",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
        "Name": "my-vol",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]

  4. 启动一个挂载数据卷的容器

    docker run -d -p 8080:80 --name web \
# -v my-vol:/usr/share/nginx/html \
--mount source=my-vol,target=/usr/share/nginx/html \
nginx

  5. 查看容器数据卷的具体信息 docker inspect web

    信息在 Mounts 字段中

    "Mounts": [
    {
        "Type": "volume",
        "Name": "my-vol",
        "Source": "/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data",
        "Destination": "/usr/share/nginx/html",
        "Driver": "local",
        "Mode": "z",
        "RW": true,
        "Propagation": ""
    }
],

  6. 在 mac 电脑下如果想要进入my-vol对应的主机地址："/var/lib/docker/volumes/my-vol/_data" 则需要执行 docker run -it --rm --privileged --pid=host justincormack/nsenter1。进入/usr/share/nginx/html并修改 index.html 刷新可看到 nginx 首页变了。

  7. 删除数据卷 docker volume rm my-vol

挂载主机目录作为数据卷

docker run -d -P \
    --name web \
    # -v /src/webapp:/usr/share/nginx/html \
    --mount type=bind,source=/src/webapp,target=/usr/share/nginx/html \
    nginx:alpine

两种方式的区别：

二者都能持久化容器数据，挂载主机目录方式能让我们控制持久化数据在主机的存放路径，这对于类似前端调试映射文件等场景很有用。

容器网络

如果你之前有 Docker 使用经验，你可能已经习惯了使用 --link 参数来使容器互联。

随着 Docker 网络的完善，强烈建议大家将容器加入自定义的 Docker 网络来连接多个容器，而不是使用 --link 参数。

创建一个新的 Docker 网络。

docker network create -d bridge my-net

运行一个容器并连接到新建的 my-net 网络

docker run -it --rm --name busybox1 --network my-net busybox sh

打开新的终端，再运行一个容器并加入到 my-net 网络

docker run -it --rm --name busybox2 --network my-net busybox sh

通过 ping 证明 busybox1 容器和 busybox2 容器建立了互联关系：

➜  demo5 git:(master) ✗ docker run -it --rm --name busybox2 --network my-net busybox sh
/ # ping busybox1
PING busybox1 (172.18.0.2): 56 data bytes
64 bytes from 172.18.0.2: seq=0 ttl=64 time=0.185 ms
...

如果你有多个容器之间需要互相连接，推荐使用 Docker Compose。

Docker Compose

Compose 中有两个重要的概念：

  • 服务 (service)：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。
  • 项目 (project)：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在 docker-compose.yml 文件中定义。

可见，一个项目可以由多个服务（容器）关联而成，Compose 面向项目进行管理。

demo1: nginx 打包 image

  1. 执行docker run -p 8088:80 -d nginx -p 8088:80是把容器里面 nginx 的80端口映射到主机的8088端口，我们在主机就能访问8088端口，实际就能访问到 docker 中的 nginx 了。 -d 是让其在后台运行。后台模式（detached mode），表示在后台运行容器，不会将容器的输出直接打印到终端。且会返回容器 id。

    访问 http://localhost:8088/ 就能看到nginx 的默认首页了

  2. docker cp index.html e9e9b47f0962://usr/share/nginx/html 修改 nginx 的默认首页

  3. docker stop e9e9b47f0962 停止容器

  4. 再次运行 nginx docker run -p 8088:80 -d nginx 发现首页变成默认的了，不是第二步修改后的了。docker 默认不会保存任何改动

  5. docker cp index.html e9e9b47f0962://usr/share/nginx/html 修改 nginx 的默认首页

  6. 保存 iamge： docker commit -m 'hello docker' ab19bfb94505 hello-docker

  7. 运行保存后的 image: docker run -p 8088:80 -d hello-docker 发现首页是修改后的，说明 image 中保存了我们的变更。

demo2： dockerfile

  1. 新建一个 Dockerfile
// Dockerfile
FROM alpine:latest
CMD echo "hello world"
  1. build打包： docker build -t hello_docker .
  2. 运行: docker run hello_docker 可以看到打印出“hello world”
命令用途
FROMbase image
RUN执行命令
COPY拷贝文件
CMD执行命令
EXPOSE暴露端口
ENTRYPOINT容器入口

命令总结

命令用途
docker pull获取 image
docker images列出本地所有 image
docker run运行 container
docker ps列出 所有正在运行的 container
docker ps -a列出 所有 container
docker rm删除 container
docker rm -f删除 container，包括正在运行的容器
docker rmi删除 image
docker cp在 host 和 container 之间拷贝文件
docker commit保存改动为新的 image
docker container prune 或 docker rm $(docker ps -qa)删除本地所有container

docker 架构图： picture 0

卷挂载

  1. 把容器里的目录挂载到宿主机，目录为 docker 默认的 docker run -d --name mynginx -v /usr/share/nginx/html -p 8088:80 nginx 把容器内的路径：/usr/share/nginx/html挂载到主机，那挂载到哪里了呢？ 使用docker inspect ef9f3367f871 查看容器信息可看到 source 字段

    "Mounts": [
   {
         "Type": "volume",
         "Name": "4a95d8fca9156da5bbe8a3c887573a6afe55145e70f3a44643b7f3c1fe081e1c",
         "Source": "/var/lib/docker/volumes/4a95d8fca9156da5bbe8a3c887573a6afe55145e70f3a44643b7f3c1fe081e1c/_data",
         "Destination": "/usr/share/nginx/html",
         "Driver": "local",
         "Mode": "",
         "RW": true,
         "Propagation": ""
   }
],

    在 linux 系统下可直接打开source目录，mac 下不能直接打开，这是因为 mac 下 docker 起了个 alpine 虚拟机来运行容器，我们要进入 alpine 才行：docker run -it --rm --privileged --pid=host justincormack/nsenter1 然后在进入 host 目录：/var/lib/docker/volumes/4a95d8fca9156da5bbe8a3c887573a6afe55145e70f3a44643b7f3c1fe081e1c/_data 直接修改里面的 index.html ，则容器里面的文件也会更新：

    1. 进入容器 docker exec mynginx -it /bin/bash
    2. cat /usr/share/nginx/html/index.html

  2. 把容器里的目录挂载到宿主机的指定目录 在/tmp目录下执行：docker run -d --name mynginx -v $PWD/yzj:/usr/share/nginx/html -p 8088:80 nginx 查看容器：docker inspect mynginx 可以看到 Source 和Destination：

    "Mounts": [
   {
         "Type": "bind",
         "Source": "/tmp/yzj",
         "Destination": "/usr/share/nginx/html",
         "Mode": "",
         "RW": true,
         "Propagation": "rprivate"
   }
],

    经过试验发现 Destination（原本 nginx 这个目录下有2个文件 50x.html 和 index.html） 总是随着 Source 变化

    1. Source为空， Destination 也为空
    2. Source有一个 index.html 文件， Destination 也只有一个 index.html 文件

  3. volume: 先创建一个 volume，在把 volume 和容器中的路径绑定

demo wordpress

Ref: 阮一峰 Docker 微服务教程

1. 自建 WordPress 容器

  1. 官方 php 镜像 docker container run -p 8089:80 --rm --name wordpress --volume "$PWD/":/var/www/html php:5.6-apache

  2. 下载并解压 WordPress 压缩包

    wget https://cn.wordpress.org/wordpress-4.9.4-zh_CN.tar.gz
tar -xvf wordpress-4.9.4-zh_CN.tar.gz

    访问 localhost:8089/wordpress 就能访问 wordpress 了，但 wordpress 还依赖 mysql 数据库

  3. 官方mysql 镜像 docker container run -d --rm --name wordpressdb --env MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --env MYSQL_DATABASE=wordpress mysql:5.7

如何把 wordpress程序和 mysql 联系起来呢？

  1. 新建一个 Dockerfile 文件，在原来 PHP 的 image 基础上，安装mysqli的扩展。然后，启动 Apache。

    FROM php:5.6-apache
RUN docker-php-ext-install mysqli
CMD apache2-foreground

    创建一个名为 phpwithmysql 的镜像：docker build -t phpwithmysql .

  2. wordpress连接 mysql： docker container run -p 8089:80 --rm --name wordpress --volume "$PWD/":/var/www/html --link wordpressdb:mysql phpwithmysql

2. wordpress官方镜像

  1. 创建并启动 mysql 容器

    docker container run -d --rm --name wordpressdb --env MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --env MYSQL_DATABASE=wordpress mysql:5.7

  2. 创建并启动 wordpress 镜像

    docker container run -p 8089:80 --rm --name wordpress --env WORDPRESS_DB_PASSWORD=123456 --env WORDPRESS_DB_USER=root --volume "$PWD/wordpress":/var/www/html --link wordpressdb:mysql wordpress

3. compose

上面的方法 B 已经挺简单了，但是必须自己分别启动两个容器，启动的时候，还要在命令行提供容器之间的连接信息。因此，Docker 提供了一种更简单的方法，来管理多个容器的联动。

新建一个docker-compose.yaml文件，执行docker-compose up则会自动拉起2个 pod

version: '3.3'
services:
  mysql:
    image: mysql:5.7
    environment:
      - MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456
      - MYSQL_DATABASE=wordpress
  wordpress:
    image: wordpress
    depends_on:
      - mysql
    environment:
      - WORDPRESS_DB_PASSWORD=123456
      - WORDPRESS_DB_USER=root
    ports:
      - "8089:80"
volumes:
  mysql_data: # 定义一个名为mysql_data的卷，用于MySQL数据持久化【2】
​
networks:
  mywordpress: # 定义一个名为mywordpress的网络，用于服务间的通信【3】

参考

  1. 阮一峰: Docker 入门教程
  2. imooc: Docker入门
  3. Docker — 从入门到实践
  4. Docker 101 Tutorial: 实践教程：image、container、持久化、网络、docker compose例子。
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