本文翻译自我的英文博客，最新修订内容可随时参考：Docker入门指南
Docker 是日常开发中非常实用的工具，和 Git 一样，你可以在 30 分钟内快速掌握它的核心概念和用法。
一、为什么需要 Docker？
传统软件开发测试完成后，输出的是程序或可执行文件（如 Java 字节码）。为了让程序顺利运行，开发团队需要准备完整的部署文件和运行环境，这给运维部署带来了诸多麻烦。而 Docker 的出现，使得我们可以将应用运行所需的系统环境（除操作系统内核外）自底向上地打包成镜像（Image），彻底解决了环境配置的一致性问题。
二、Docker 核心概念
Docker 是一个容器运行时载体和管理引擎，基于 Go 语言开发的开源项目，目标是实现“Build, Ship and Run Any App, Anywhere”，解决软件容器化的环境配置难题。
1. 镜像（Image）
- 定义：只读模板，用于创建容器，类似面向对象中的“类”。
- 特点：多层只读文件系统叠加而成，支持版本化管理（如
ubuntu:22.04 表示特定版本的 Ubuntu 镜像）。
2. 容器（Container）
- 定义：基于镜像创建的运行实例，可看作轻量级的 Linux 环境，包含独立的进程空间、网络空间和文件系统。
- 特点：共享宿主机内核，启动速度毫秒级，资源占用远低于传统虚拟机。
3. 仓库（Repository）
- 定义：集中存储镜像的服务，类似 Maven 仓库或 GitHub 代码仓库。
- 分类：
- 公共仓库：如官方的 Docker Hub，提供海量基础镜像。
- 私有仓库：企业内部使用的镜像存储服务（如 Harbor），保障镜像安全。
三、Docker 工作流程
Docker 采用 C/S（客户端/服务器）架构，核心组件包括：
- Docker 客户端（Docker Client） ：用户通过命令行或图形界面（如 Docker Desktop）发送操作指令（如拉取镜像、启动容器）。
- Docker 守护进程（Docker Daemon） ：运行在宿主机后台，接收客户端请求，负责镜像构建、容器管理等底层操作。
- Docker 引擎（Docker Engine） ：执行具体任务（如创建容器、网络配置），通过驱动模块与操作系统交互。
- 镜像仓库（Docker Registry） ：存储和管理镜像，支持从公共仓库（Docker Hub）或私有仓库拉取/推送镜像。
工作流程示意图
四、Docker 技术底层原理
1. Linux 基础概念
- bootfs（引导文件系统） ：包含内核和引导加载程序（如 GRUB），系统启动后会卸载，释放内存。
- rootfs（根文件系统） ：包含操作系统的根目录（如
/bin、/etc），启动时以只读模式挂载，启动后转为读写模式。 - UnionFS（联合文件系统） ：
- 将多个文件系统分支透明叠加，形成单一文件系统（如镜像的多层只读层 + 容器的可写层）。
- 采用 写时复制（Copy-on-Write） ：修改只读层文件时，会先复制到可写层再修改，避免直接修改底层镜像。
2. 镜像分层机制
- 每个镜像由多层只读文件系统组成，例如
FROM ubuntu 会加载 Ubuntu 基础镜像的多层文件。 - Dockerfile 最佳实践：
# 合并多条 RUN 命令减少层数
RUN apt-get update && apt-get install -y \
python3 \
python3-pip && \
rm -rf /var/lib/apt/lists/* # 清理缓存减小镜像体积
- 最大层数限制：UnionFS 最多支持 127 层，需避免冗余操作。
五、Docker vs 传统虚拟机
| 维度 | 传统虚拟机（VM） | Docker 容器 |
|---|---|---|
| 虚拟化层次 | 硬件级虚拟化（模拟完整硬件） | 内核级虚拟化（共享宿主机内核） |
| 启动速度 | 分钟级 | 毫秒级 |
| 资源占用 | 数十 GB（含操作系统） | 数十 MB（仅应用和依赖） |
| 隔离性 | 操作系统级隔离 | 进程级隔离（通过 Namespace/Cgroups） |
| 典型场景 | 多操作系统共存（如开发测试环境） | 单应用容器化（如微服务部署） |
六、Docker 安装与配置
1. 安装前提
- 系统要求：仅支持 Linux 内核（Windows/macOS 需通过 Docker Desktop 运行虚拟机）。
- 验证命令：
docker run hello-world # 首次运行会自动拉取测试镜像并验证安装
2. 权限配置（Linux）
将当前用户加入 docker 组，避免每次命令使用 sudo：
sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker # 重新加载用户组权限
3. 镜像加速（国内用户）
使用阿里云镜像加速器提升拉取速度：
- 创建配置文件：
mkdir -p /etc/docker
vim /etc/docker/daemon.json
- 添加镜像地址（替换
your-aliyun-id 为阿里云账号 ID）：
{
"registry-mirrors": ["https://your-aliyun-id.mirror.aliyuncs.com"]
}
- 重启 Docker 服务：
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
七、快速上手命令
| 操作场景 | 命令示例 | 说明 |
|---|---|---|
| 拉取镜像 | docker pull ubuntu:22.04 | 从 Docker Hub 拉取 Ubuntu 镜像 |
| 启动容器 | docker run -it --name my-ubuntu ubuntu:22.04 | 以交互模式启动容器 |
| 查看运行中容器 | docker ps | 列出所有运行中容器 |
| 停止容器 | docker stop my-ubuntu | 停止指定容器 |
| 构建自定义镜像 | docker build -t my-app . | 根据当前目录的 Dockerfile 构建 |
| 推送镜像到仓库 | docker push my-app:v1 | 推送镜像到 Docker Hub 或私有仓库 |
更多命令参考：Docker 命令速查表
总结
Docker 通过镜像分层、内核级虚拟化和容器隔离，解决了传统部署中的环境一致性难题，显著提升了开发、测试和部署效率。掌握 Docker 的核心概念（镜像、容器、仓库）和常用命令，即可快速开启容器化之旅。如需深入学习 Docker Compose、Kubernetes 等进阶内容，欢迎访问博客获取最新资源。
