初识 Docker
我们写的代码会接触好几个环境:开发环境、测试环境、生产环境,为了解决不同的环境下代码的运行环境及依赖包的统一(软件跨环境迁移问题),就有了 docker。
Docker 概念
- Docker 是一个开源的应用容器引擎
- 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 服务器上
- 容器是完全使用沙箱机制,相互隔离(微服务中大量使用 docker 的原因)
- 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,解决软件跨环境迁移问题
安装 Docker
# 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,验证是否安装成功
docker -v
可能碰到的问题:"yum-config-manager: command not found" 是因为系统默认没有安装这个命令,这个命令在 yum-utils 包里,可以通过命令yum -y install yum-utils
安装 yum-utils。
Docker 架构
这个图片要竖着看,也就是说架构总的分为三部分:Clients、Hosts(主机,docker的核心)、Registries(仓库,存放镜像文件)。Clients 就是 Docker 客户端,用来发送一些指令给到 daemon(docker 服务的守护进程);Hosts 分为 local host 和 remote host,在 docker 安装完成后 docker 服务就会在后台运行(也就是图中的 daemon),docker 服务中(图中 daemon)包含了 Image 和 container;Registries 是存放镜像的仓库,分为官方仓库(Docker hub)和私有仓库(private registry,又称为私服)
- 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:16.0.4 就包含了完整的一套 ubuntu16.0.4 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。
配置 Docker 镜像加速器
官方仓库(Docker hub)服务器在国外,国内下载官方镜像有点慢,所以一般都会配置一个国内的镜像加速器:
- USTC:中科大镜像加速器(https://docker.mirrors.ustc.edu.cn)
- 阿里云(推荐)
- 网易云
- 腾讯云
阿里云容器镜像加速器配置
阿里云为每个用户都提供了一个不同的镜像加速器地址。
登录阿里云->点击左上角菜单选择产品与服务->搜索镜像
其它的都大同小异,只是把配置文件中的地址更换一下就可以
Docker 命令
由架构图可以看出,主机中的docker服务分为镜像和容器两部分,所以命令的总节就针对三部分来:docker 服务相关命令、镜像相关命令、容器相关命令
Docker 服务相关命令
针对架构图中的 daemon 部分
-
启动 docker 服务
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
-
开机启动 docker 服务
systemctl enable docker
Docker 镜像相关命令
-
查看镜像(针对本地)
docker images
REPOSITORY: 仓库名称
TAG: 版本号,下载镜像文件时需要指定版本号,默认为 latest
IMAGE ID: 镜像 ID 对镜像删除时使用
CREATED: 创建时间
SIZE: 镜像大小 -
搜索镜像(针对远程仓库)
docker search redis
NAME: 镜像名称
DESCRIPTION: 描述信息
STARS: 类似于 github 的 star
OFFICIAL: 是否是官方, [OK]代表官方
AUTOMATED: 是否自动流程构建的通过命令搜索不到镜像版本号,如何搜索镜像都有哪些版本呢?我们以 redis 为例:
-
进入 hub.docker.com 网站
-
搜索 redis 后进入这个页面,点击蓝色处,进入下一个页面,在下一个页面中就会展示版本
-
-
拉取镜像(针对远程仓库)
docker pull redis
命令最后不跟版本号,将下载最新的版本,版本号为 lastest。指定拉取版本如下:
docker pull redis:5.0
-
删除镜像(针对本地)
docker rmi [IMAGE ID]
如果不同镜像之间 IMAGE ID 相同,我们可以通过 REPOSITORY:TAG 来删除
docker rmi [REPOSITORY]:[TAG]
删除所有镜像
docker images -q
可以罗列出所有镜像的 IDdocker rmi`docker images -q`
删除所有镜像
Docker 容器相关命令
-
查看容器
docker ps # 查看现在正在运行的容器 docker ps -a # 查看所有容器
CONTAINER ID: 容器ID
IMAGE: 创建该容器的镜像
COMMAND: 进入容器初始化执行的命令,有些镜像会有默认命令,比如:centos 的默认命令为/bin/bash
CREATED: 创建时间
STATUS: 是否退出,例如:Up 23 seconds,Exited (0) 5 minutes ago
PORTS: 映射端口
NAMES: 创建镜像时起的名字 -
创建容器并启动容器
docker run 参数
-
docker run -it --name=c1 centos:7 /bin/bash
参数:-i
表示容器一直运行-t
相当于给容器分配一个伪终端,通常与-i
同事使用缩写为-it
--name=c1
也可以写为--name c1
表示给容器起名字cenos:7
这是在制定镜像名字和版本号/bin/bash
打开一个bash交互界面
注意:
-it
创建的容器会立即进入容器内部,退出容器后,容器将关闭
-
docker run -id --name=c2 centos:7
参数:-d
: 以守护(后台)模式运行容器。创建后不会立即进入容器,-id
是-i
与-d
的缩写
注意:
- 此命令中加上
/bin/bash
会立即进入容器内部 - 进入c2容器内部的命令
docker exec -it c2 /bin/bash
,进入后输入exit
退出容器后,容器不会被关闭,这也是-it
与-id
的区别
-
总结:
-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
-
-
进入容器
docker exec -it c2 /bin/bash
配合【创建并启动容器】部分看 -
启动容器
docker start [CONTAINER ID] # 用容器id启动 docker start [NAME] # 用容器name启动
-
停止容器
docker stop [CONTAINER ID] # 用容器id停止 docker stop [NAME] # 用容器name停止
-
删除容器
docker rm [CONTAINER ID] # 用容器id删除一个容器 docker rm [NAME] # 用容器name删除一个容器 docker rm `docker ps -aq` # 删除所有容器
-
查看容器信息
docker inspect [CONTAINER ID] # 用容器id查看容器信息 docker inspect [NAME] # 用容器name查看容器信息
Docker 容器的数据卷
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么?
docker 容器中的数据没了,但是数据卷目录中的数据还在
-
Docker 容器和外部机器可以直接交换文件么?
docker 容器可以通过宿主机的数据卷与外部服务器交换文件
-
容器之间想要进行数据交互?
容器与容器挂载同一个数据卷就可以实现
数据卷
- 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,双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
- 一个容器也可以挂在多个数据卷
数据卷作用
- 容器数据持久化
- 外部机器和容器之间通信
- 容器之间数据交换
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:-
数据卷是对【宿主机目录(文件)】的称呼
-
两个目录(文件)必须是绝对路径
docker run -it --name=c1 -v /root/data1:/root/data_container centos:7 /bin/bash
-
如果目录不存在,会自动创建
-
可以挂在多个数据卷
docker run -it --name=c2 -v ~/data2:/root/data2 -v ~/data3:/root/data3 centos:7
-
两个容器可以挂在同一个数据卷
docker run -it --name=c3 -v ~/data1:/root/data centos:7 docker run -it --name=c4 -v ~/data1:/root/data centos:7
-
数据卷容器概念及作用
思考:
-
多容器进行数据交换的方式
-
多个容器挂在同一个数据卷。操作比较麻烦,容器数量多时,需要每一个都配置数据卷
-
数据卷容器,下图中的 c3 就是数据卷容器
-
数据卷容器
- 创建一个容器,挂载在一个目录,让其他容器继承自该容器(--volumes-from)
配置数据卷容器
-
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
注意:
-v /volume
这部分和之前设置数据卷不同,没有数据卷目录只有容器中挂载数据卷的目录,但是 docker 服务会在宿主机上创建一个一样的目录作为数据卷
-
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
Docker 应用部署
MySQL 部署
需求
在 Docker 容器中部署 MySQL, 并通过外部 MySQL 客户端操作 MySQL Server。
实现步骤
-
搜索 MySQL 镜像
docker search mysql
-
拉取 MySQL 镜像
docker pull mysql:5.6
-
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=123
-d mysql:8.0.19
--character-set-server=utf8mb4
参数说明:
- **-p 3306:3306**:将容器的 3306 端口映射到宿主机的 3306 端口。冒号前面的是主机端口号,后面的是docker容器内端口号
- **-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。`-e`是环境变量相关的参数
4. 进入容器,操作 MySQL
```shell
# 进入容器
docker exec –it c_mysql /bin/bash
# 在容器内部执行,进入 mysql 交互式界面
mysql -uroot -p123456
# 创建数据库
create database trunk DEFAULT CHARSET utf8mb4;
Tomcat 部署
- 搜索 tomcat 镜像
docker search tomcat
- 拉取 tomcat 镜像
docker pull tomcat
- 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 $PWD:/usr/local/tomcat/webapps:将主机中当前目录挂载到容器的webapps
-
-
使用外部机器访问 tomcat
Nginx 部署
- 搜索 nginx 镜像
docker search nginx
- 拉取 nginx 镜像
docker pull nginx
- 创建容器,设置端口映射、目录映射
# 在/root目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息
mkdir ~/nginx
cd ~/nginx
mkdir conf
cd conf
# 在~/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容
vim nginx.conf
user nginx;
worker_processes 1;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
pid /var/run/nginx.pid;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include /etc/nginx/mime.types;
default_type application/octet-stream;
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
access_log /var/log/nginx/access.log main;
sendfile on;
#tcp_nopush on;
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
- 注意:
- 执行这条命令是当前目录位置必须是 ~/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
-
使用外部机器访问 nginx
Redis 部署
- 搜索 redis 镜像
docker search redis
- 拉取 redis 镜像
docker pull redis:5.0
- 创建容器,设置端口映射
docker run -id --name=c_redis -p 6379:6379 redis:5.0
- 使用 windows redis 客户端连接虚拟机中的 docker 服务中的 redis 服务
redis-cli.exe -h 192.168.149.135 -p 6379
Dockerfile
Docker 镜像原理
思考:
- docker 镜像的本质?
- 是一个分层的文件系统
- 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G?
- Centos 的 ios 镜像文件包含 bootfs 和 rootfs,而 docker 的 centos 镜像复用了操作系统的 bootfs, 只有 rootfs 和其他镜像层
- docker 中一个 tomcat 镜像为什么有 500MB,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,但它需要依赖于父镜像和基础镜像,所有整个对外暴漏的 tomcat 镜像大小 500 多 MB
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(ps: fs 表示 file system)
- 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,比如 ubuntu,centos 等
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,为这些层提供一个统一的视角,这样就隐藏了多层的存在,在用户角度看来,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,最底部的镜像称为基础镜像
- 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
Docker 镜像制作
-
容器转为镜像
-
将修改好的容器转换为镜像
docker commit 容器id 镜像名称:版本号
-
将镜像文件压缩为压缩包,方便传输
docker save -o 压缩文件名 镜像名称:版本号
-
其他人拿到压缩文件,进行解压缩
docker load -i 压缩文件名
注意:
- 这种方式生成的新的镜像中,不会包含之前的挂载目录,但是出挂在目录外的更新都会带到新的镜像中
-
-
dockerfile
Dockerfile 概念及使用
- dockerfile 是一个文本文件
- 包含了一条条指令
- 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
- 对于运维人员:在部署时,可以实现应用的无缝移植
Dockerfile 关键字
关键字 | 作用 | 备注 |
---|---|---|
FROM | 指定父镜像 | 指定dockerfile基于那个image构建 |
MAINTAINER | 作者信息 | 用来标明这个dockerfile谁写的 |
LABEL | 标签 | 用来标明dockerfile的标签 可以使用Label代替Maintainer 最终都是在docker image基本信息中可以查看 |
RUN | 执行命令 | 执行一段命令 默认是/bin/sh 格式: RUN command 或者 RUN ["command" , "param1","param2"] |
CMD | 容器启动命令 | 提供启动容器时候的默认命令 和ENTRYPOINT配合使用.格式 CMD command param1 param2 或者 CMD ["command" , "param1","param2"] |
ENTRYPOINT | 入口 | 一般在制作一些执行就关闭的容器中会使用 |
COPY | 复制文件 | build的时候复制文件到image中 |
ADD | 添加文件 | build的时候添加文件到image中 不仅仅局限于当前build上下文 可以来源于远程服务 |
ENV | 环境变量 | 指定build时候的环境变量 可以在启动的容器的时候 通过-e覆盖 格式ENV name=value |
ARG | 构建参数 | 构建参数 只在构建的时候使用的参数 如果有ENV 那么ENV的相同名字的值始终覆盖arg的参数 |
VOLUME | 定义外部可以挂载的数据卷 | 指定build的image那些目录可以启动的时候挂载到文件系统中 启动容器的时候使用 -v 绑定 格式 VOLUME ["目录"] |
EXPOSE | 暴露端口 | 定义容器运行的时候监听的端口 启动容器的使用-p来绑定暴露端口 格式: EXPOSE 8080 或者 EXPOSE 8080/udp |
WORKDIR | 工作目录 | 指定容器内部的工作目录 如果没有创建则自动创建 如果指定/ 使用的是绝对地址 如果不是/开头那么是在上一条workdir的路径的相对路径 |
USER | 指定执行用户 | 指定build或者启动的时候 用户 在RUN CMD ENTRYPONT执行的时候的用户 |
HEALTHCHECK | 健康检查 | 指定监测当前容器的健康监测的命令 基本上没用 因为很多时候 应用本身有健康监测机制 |
ONBUILD | 触发器 | 当存在ONBUILD关键字的镜像作为基础镜像的时候 当执行FROM完成之后 会执行 ONBUILD的命令 但是不影响当前镜像 用处也不怎么大 |
STOPSIGNAL | 发送信号量到宿主机 | 该STOPSIGNAL指令设置将发送到容器的系统调用信号以退出。 |
SHELL | 指定执行脚本的shell | 指定RUN CMD ENTRYPOINT 执行命令的时候 使用的shell |
案例
1.1需求
自定义 centos7 镜像。
要求:1.默认登陆路径为/user;2.可以使用vim;
1.2实现步骤:
- 定义父镜像:FROM centos:7
- 定义作者信息:MAINTAINER wuyognqiang wuyongqiang2012@163.com
- 执行安装 win 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
2.1需求
定义 dockerfile,发布 springboot 项目
2.2实现步骤
- 定义父镜像:FROM java:8
- 定义作者信息:MAINTAINER wuyognqiang wuyongqiang2012@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
Docker 服务编排
服务编排概念
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停,维护的工作量会很大。
- 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)
服务编排:按照一定的业务规则批量管理容器
Docker Compose 概述
Docker Compose 是一个编排多容器分布式部署的工具,提供命令集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:
- 利用 Dockerfile 定义运行环境镜像
- 使用 docker-compose.yml 定义组成应用的各服务
- 运行 docker-compose up 启动应用
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
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
使用 docker compose 编排 nginx + springboot 项目
- 创建docker-compose目录
mkdir ~/docker-compose
cd ~/docker-compose
- 编写 docker-compose.yml 文件
version: '3'
services:
nginx:
image: nginx
ports:
- 80:80
links:
- app
volumes:
- ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
app:
image: app
expose:
- "8080"
- 创建./nginx/conf.d目录
mkdir -p ./nginx/conf.d
- 在./nginx/conf.d目录下 编写itheima.conf文件
server {
listen 80;
access_log off;
location / {
proxy_pass http://app:8080;
}
}
- 在~/docker-compose 目录下 使用docker-compose 启动容器
docker-compose up # 如果添加 -d 参数表示后台启动
- 测试访问
http://192.168.149.135/hello
Docker 私有仓库
Docker 官方的 Docker hub 是一个用于管理公共镜像的仓库,我们可以从上面拉取镜像到本地,也可以把我们自己的镜像推送上去。但是,有时候我们的服务器无法访问互联网,或者你不希望将自己的镜像放到公网当中,那么我们就需要搭建自己的私有仓库来存储和管理自己的镜像。
一、私有仓库搭建
# 1、拉取私有仓库镜像
docker pull registry
# 2、启动私有仓库容器
docker run -id --name=registry -p 5000:5000 registry
# 3、打开浏览器 输入地址http://私有仓库服务器ip:5000/v2/_catalog,看到{"repositories":[]} 表示私有仓库 搭建成功
# 4、修改daemon.json
vim /etc/docker/daemon.json
# 在上述文件中添加一个key,保存退出。此步用于让 docker 信任私有仓库地址;注意将私有仓库服务器ip修改为自己私有仓库服务器真实ip
{"insecure-registries":["私有仓库服务器ip:5000"]}
# 5、重启docker 服务
systemctl restart docker
docker start registry
二、将镜像上传至私有仓库
# 1、标记镜像为私有仓库的镜像
docker tag centos:7 私有仓库服务器IP:5000/centos:7
# 2、上传标记的镜像
docker push 私有仓库服务器IP:5000/centos:7
三、 从私有仓库拉取镜像
#拉取镜像
docker pull 私有仓库服务器ip:5000/centos:7
Docker 与传统虚拟机比较
容器就是将软件打包成标准化单元,以用于开发、交付和部署
- 容器镜像是轻量的、可执行的独立软件包,包含软件运行所需的所有内容:代码、运行时环境、系统工具、系统库和设置
- 容器化软件在任何环境中都能够始终如一的运行
- 容器赋予了软件独立性,使其免受外在环境差异的影响,从而有助于减少团队间在相同基础设施上运行不同软件时的冲突