什么是Docker

Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术，具备下列优势：

• 可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意Linux操作系统
• 运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰
• 启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷

微服务虽然具备各种各样的优势，但服务的拆分通用给部署带来了很大的麻烦。

• 分布式系统中，依赖的组件非常多，不同组件之间部署时往往会产生一些冲突。
• 在数百上千台服务中重复部署，环境不一定一致，会遇到各种问题

应用部署的环境问题

大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：

• 依赖关系复杂，容易出现兼容性问题

• 开发、测试、生产环境有差异 例如一个项目中，部署时需要依赖于node.js、redis、RabbITMQ、MySQL等，这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同，甚至会有冲突。给部署带来了极大的困难。

Docker解决依赖兼容问题

Docker为了解决依赖的兼容问题的，采用了两个手段：

• 将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包

• 将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰 这样打包好的应用包中，既包含应用本身，也保护应用所需要的Libs、Deps，无需再操作系统上安装这些，自然就不存在不同应用之间的兼容问题了

Docker如何解决不同系统环境的问题

• Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包
• Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的函数库，借助于操作系统的Linux内核来运行

Docker和虚拟机的区别

Docker可以让一个应用在任何操作系统中非常方便的运行。而以前我们接触的虚拟机，也能在一个操作系统中，运行另外一个操作系统，保护系统中的任何应用

虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

Docker仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统，如图

@H_426_360@性能Docker虚拟机性能接近原生性能较差硬盘占用一般为MB一般为GB启动秒级分钟级

Docker和虚拟机的差异：

• docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统

• docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

小节

Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

• Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
• Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题？

• Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

Docker架构

镜像和容器

Docker中有几个重要的概念：

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。

容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。

一切应用最终都是代码组成，都是硬盘中的一个个的字节形成的文件。只有运行时，才会加载到内存，形成进程。

而镜像，就是把一个应用在硬盘上的文件、及其运行环境、部分系统函数库文件一起打包形成的文件包。这个文件包是只读的。

容器呢，就是将这些文件中编写的程序、函数加载到内存中允许，形成进程，只不过要隔离起来。因此一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程。

DockerHub

开源应用程序非常多，打包这些应用往往是重复的劳动。为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上，共享使用，就像GitHub的代码共享一样。

• DockerHub：DockerHub是一个官方的Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。

• 国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、阿里云镜像库等。

我们一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：

Docker架构

我们要使用Docker来操作镜像、容器，就必须要安装Docker。

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

• 服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等

• 客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令

  

安装Docker

Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版（免费，支持周期 7 个月），EE 即企业版，强调安全，付费使用，支持周期 24 个月。

Docker CE 分为 stable test 和 nightly 三个更新频道

CentOS安装Docker

Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10， CentOS 7 满足最低内核的要求，所以我们在CentOS 7安装Docker。

卸载老版本

如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载：

yum remove docker 
                  docker-client 
                  docker-client-latest 
                  docker-common 
                  docker-latest 
                  docker-latest-LOGrotate 
                  docker-logrotate 
                  docker-selinux 
                  docker-engine-selinux 
                  docker-engine 
                  docker-ce

安装yum工具

yum install -y yum-utils 
           device-mapPEr-persistent-data 
           LVM2 --skip-broken

更新本地镜像源：

# 设置docker镜像源
yum-config-manager 
    --add-repo 
    https://mirrors.aliyun.COM/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    
sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

yum makecache fast

输入命令：

yum install -y docker-ce

docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功

关闭防火墙

Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。非常麻烦，因此建议大家直接关闭防火墙！

# 关闭
Systemctl stop firewalld
# 禁止开机启动防火墙
systemctl disable firewalld

启动docker

systemctl start docker  # 启动docker服务

systemctl stop docker  # 停止docker服务

systemctl restart docker  # 重启docker服务

查看docker版本

docker -v

配置镜像加速

docker官方镜像仓库网速较差，我们需要设置国内镜像服务： 参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

通过修改daemon配置文件/etc/docker/daemon.json来使用加速器

sudo mkdir -p /etc/docker

sudo tee /etc/docker/daemon.JSON <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://fdefsvdm.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

Ubuntu上安装Docker

安装需要的包

sudo apt-get update

安装 apt 依赖包，用于通过HTTPS来获取仓库

sudo apt-get install 
   apt-transport-https 
   ca-certificates 
   curl 
   gnupg-agent 
   Software-PRoperties-common

添加 Docker 的官方 GPG 密钥

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

设置稳定版仓库

sudo add-apt-repository 
   "deb [Arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu 
  $(lsb_release -cs) 
  stable"

安装 Docker-ce

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

配置镜像加速

docker官方镜像仓库网速较差，我们需要设置国内镜像服务： 参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

通过修改daemon配置文件/etc/docker/daemon.json来使用加速器

sudo mkdir -p /etc/docker

sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://fdefsvdm.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

Docker的基本操作

镜像操作

首先来看下镜像的名称组成：

• 镜名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。
• 在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

镜像命令

拉取、查看镜像

需求：从DockerHub中拉取一个nginx镜像并查看

搜索镜像

首先去镜像仓库搜索nginx镜像，比如DockerHub

拉取镜像

根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令：

docker pull nginx

查看拉取镜像

通过命令：docker images 查看拉取到的镜像

docker images

保存、导入镜像

需求：利用docker save将nginx镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来

查看save命令用法

docker save --help

命令格式：

docker save -o [保存的目标文件名称] [镜像名称]

导出镜像

使用docker save导出镜像到磁盘 运行命令：

docker save -o nginx.tar nginx:latest

删除本地镜像

先删除本地的nginx镜像：

docker rmi nginx:latest

加载镜像

使用docker load加载镜像

docker load -i nginx.tar

容器操作

容器相关命令

容器保护三个状态：

• 运行：进程正常运行
• 暂停：进程暂停，CPU不再运行，并不释放内存
• 停止：进程终止，回收进程占用的内存、CPU等资源

其中：

• docker run：创建并运行一个容器，处于运行状态

• docker pause：让一个运行的容器暂停

• docker unpause：让一个容器从暂停状态恢复运行

• docker stop：停止一个运行的容器

• docker start：让一个停止的容器再次运行

• docker rm：删除一个容器

创建并运行一个容器

创建并运行nginx容器的命令：

docker run --name NginxContainer -p 80:80 -d nginx

命令解读：

• docker run ：创建并运行一个容器
• –name : 给容器起一个名字，比如叫做mn
• -p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口
• -d：后台运行容器
• nginx：镜像名称，例如nginx

这里的-p参数，是将容器端口映射到宿主机端口。

默认情况下，容器是隔离环境，我们直接访问宿主机的80端口，肯定访问不到容器中的nginx。

现在，将容器的80与宿主机的80关联起来，当我们访问宿主机的80端口时，就会被映射到容器的80，这样就能访问到nginx了：

查看容器状态

docker ps

查看日志

# docker logs 容器名
docker logs mynginx

持续追踪日志

 docker logs -f mynginx

进入容器，修改文件

需求：进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加“dyk666”

提示：进入容器要用到docker exec命令。

进入容器

进入我们刚刚创建的nginx容器的命令为

# docker exec -it 容器名 bash

docker exec -it mynginx bash

命令解读：

• docker exec ：进入容器内部，执行一个命令

• -it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互

• mynginx ：要进入的容器的名称

• bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

进入nginx的HTML

进入nginx的HTML所在目录 /usr/share/nginx/html

容器内部会模拟一个独立的Linux文件系统，看起来如同一个linux服务器一样：

nginx的环境、配置、运行文件全部都在这个文件系统中，包括我们要修改的html文件。

查看DockerHub网站中的nginx页面，可以知道nginx的html目录位置在/usr/share/nginx/html

cd /usr/share/nginx/html

修改index.html的内容

容器内没有vi命令，无法直接修改，我们用下面的命令来修改：

sed -i -e 's#Welcome to nginx#dyk666#g' -e 's#<head>#<head><;meta charset="utf-8">#g' index.html

停止，删除容器

退出容器

exit

停止容器

docker stop mynginx

默认docker ps只能查看运行的容器

 docker ps -a  #查看所有容器

启动容器

docker start mynginx

删除容器

直接删除

 docker rm mynginx

不能直接删除在运行的容器

强制删除

docker rm -f mynginx

数据卷（容器数据管理）

在之前的nginx案例中，修改nginx的html页面时，需要进入nginx内部。并且因为没有编辑器，修改文件也很麻烦。

这就是因为容器与数据（容器内文件）耦合带来的后果。

要解决这个问题，必须将数据与容器解耦，这就要用到数据卷了

什么是数据卷?

**数据卷（volume）**是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

一旦完成数据卷挂载，对容器的一切操作都会作用在数据卷对应的宿主机目录了。

这样，我们操作宿主机的/VAR/lib/docker/volumes/html目录，就等于操作容器内的/usr/share/nginx/html目录了

数据卷的作用

将容器与数据分离，解耦合，方便操作容器内数据，保证数据安全

数据集操作命令

数据卷操作的基本语法如下

docker volume [COMMAND]

docker volume命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：

• docker volume create：创建数据卷
• docker volume ls：查看所有数据卷
• docker volume inspect：查看数据卷详细信息，包括关联的宿主机目录位置
• docker volume rm：删除指定数据卷
• docker volume prune：删除所有未使用的数据卷

创建和查看数据卷

需求：创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

创建数据卷

docker volume create html

查看所有数据卷

docker volume ls

查看数据卷详细信息卷

docker volume inspect html

可以看到，我们创建的html这个数据卷关联的宿主机目录为/var/lib/docker/volumes/html/_data目录。

删除数据卷

删除所有未使用的数据卷

docker volume prune

删除指定数据卷

docker volume rm html

挂载数据卷

我们在创建容器时，可以通过 -v 参数来挂载一个数据卷到某个容器内目录，命令格式如下：

 docker run --name mynginx -p 80:80 -v html:/usr/share/nginx/html -d nginx

-v html:/root/htm ：把html数据卷挂载到容器内的/usr/share/nginx/html这个目录中

@H_650_1262@

案例-给MySQL挂载本地目录

容器不仅仅可以挂载数据卷，也可以直接挂载到宿主机目录上。关联关系如下：

• 带数据卷模式：宿主机目录 --> 数据卷 —> 容器内目录
• 直接挂载模式：宿主机目录 —> 容器内目录

  

  语法：

目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：

• -v [宿主机目录]:[容器内目录]
• -v [宿主机文件]:[容器内文件]

需求：创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器

实现思路如下：

1）mysql.tar文件上传到虚拟机，通过load命令加载为镜像

 docker load -i mysql.tar

2）创建目录/tmp/mysql/data

mkdir -p mysql/data

3）创建目录/tmp/mysql/conf，hmy.cnf文件上传到/tmp/mysql/conf

mkdir -p mysql/conf

hmy.cnf

[mysqld]
skip-name-resolve
character_set_server=utf8
datadir=/var/lib/mysql

4）去DockerHub查阅资料，创建并运行MySQL容器，要求：

① 挂载/tmp/mysql/data到mysql容器内数据存储目录

② 挂载/tmp/mysql/conf/hmy.cnf到mysql容器的配置文件

③ 设置MySQL密码

docker run 
--name mysql 
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 
-p 3306:3306 
-v /tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf 
-v /tmp/mysql/data:/var/lib/mysql 
-d 
mysql:5.7.25

小结

docker run的命令中通过 -v 参数挂载文件或目录到容器中：

• -v volume名称:容器内目录
• -v 宿主机文件:容器内文
• -v 宿主机目录:容器内目录

数据卷挂载与目录直接挂载的

• 数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
• 目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

Dockerfile自定义镜像

常见的镜像在DockerHub就能找到，但是我们自己写的项目就必须自己构建镜像了。

而要自定义镜像，就必须先了解镜像的结构才行。

镜像结构

镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。

@H_92_1406@

简单来说，镜像就是在系统函数库、运行环境基础上，添加应用程序文件、配置文件、依赖文件等组合，然后编写好启动脚本打包在一起形成的文件。

我们要构建镜像，其实就是实现上述打包的过程

Dockerfile语法

构建自定义的镜像时，并不需要一个个文件去拷贝，打包。

我们只需要告诉Docker，我们的镜像的组成，需要哪些Baseimage、需要拷贝什么文件、需要安装什么依赖、启动脚本是什么，将来Docker会帮助我们构建镜像。

而描述上述信息的文件就是Dockerfile文件。

Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层Layer

更新详细语法说明，请参考官网文档： https://docs.docker.com/engine/reference/builder

基于Ubuntu构建Java项目

需求：基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个java项目

1.创建一个空文件夹docker-demo

mkdir docker-demo

2.将java项目的jar放入docker-demo文件夹下

3.将jdk8.tar.gz文件到docker-demo这个文件夹下

4.将Dockerfile到docker-demo这个文件夹下

# 指定基础镜像
From ubuntu:16.04
# 配置环境变量，JDK的安装目录
env JAVA_DIR=/usr/local

# 拷贝jdk和java项目的包
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar

# 安装JDK
RUN cd $JAVA_DIR 
 && tar -xf ./jdk8.tar.gz 
 && mv ./jdk1.8.0_144 ./java8

# 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

# 暴露端口
ExpOSE 10086
# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

5.运行

后面有个点别忘了代表Dockerfile的文件位置

#docker build -t 镜像名:版本 Dockerfile的文件位置
docker build -t javaweb:1.0 .

基于java8构建Java项目

虽然我们可以基于Ubuntu基础镜像，添加任意自己需要的安装包，构建镜像，但是却比较麻烦。所以大多数情况下，我们都可以在一些安装了部分软件的基础镜像上做改造。

例如，构建java项目的镜像，可以在已经准备了JDK的基础镜像基础上构建。

需求：基于java:8-alpine镜像，将一个Java项目构建为镜像 实现思路如下：

• ① 新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile

• ② 拷贝的docker-demo.jar到这个目录中

• ③ 编写Dockerfile文件：

  • a ）基于java:8-alpine作为基础镜像

  • b ）将app.jar拷贝到镜像中

  • c ）暴露端口

  • d ）编写入口ENTRYPOINT

    内容如下：

From java:8-alpine
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar
EXPOSE 8090
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

• ④ 使用docker build命令构建镜像

• ⑤ 使用docker run创建容器并运行

小结：

1. Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程

2. Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建

3. 基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如：java:8-alpine

Docker-Compose

Docker Compose可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！

初识DockerCompose

Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。格式如下：

version: "3.8"
 services:
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
     MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123 
    volumes:
     - "/tmp/mysql/data:/var/lib/mysql"
     - "/tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf"
  web:
    build: .
    ports:
     - "8090:8090"

上面的Compose文件就描述一个项目，其中包含两个容器：

• mysql：一个基于mysql:5.7.25镜像构建的容器，并且挂载了两个目录
• web：一个基于docker build临时构建的镜像容器，映射端口时8090

DockerCompose的详细语法参考官网：https://docs.docker.com/compose/compose-file/

其实DockerCompose文件可以看做是将多个docker run命令写到一个文件，只是语法稍有差异。

安装DockerCompose

通过命令下载

# 安装
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

如果下载速度较慢，或者下载失败，可以用已经下好的docker-compose文件 上传到/usr/local/bin/目录也可以。

修改文件权限

修改文件权限：

# 修改权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

Base自动补全命令：

# 补全命令
curl -L https://raw.githubusercontent.com/docker/compose/1.29.1/contrib/completion/bash/docker-compose > /etc/bash_completion.d/docker-compose

如果这里出现错误，需要修改自己的hosts文件：

echo "199.232.68.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts

Docker镜像仓库