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富 Web 時代，應用變得越來越強大，與此同時也越來越復雜。集群部署、隔離環(huán)境、灰度發(fā)布以及動態(tài)擴容缺一不可，而容器化則成為中間的必要橋梁。

本節(jié)我們就來探索一下 Docker 的神秘世界，從零到一掌握 Docker 的基本原理與實踐操作。別再守著前端那一畝三分地，是時候該開疆擴土了。

我們將會圍繞下面幾點展開：

講個故事
虛擬機與容器
認識 Docker
核心概念
安裝 Docker
快速開始
常規(guī)操作
最佳實踐

一、講個故事

為了更好的理解 Docker 是什么，我們先來講個故事：

我需要蓋一個房子，于是我搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。一頓操作，終于把這個房子蓋好了。

結(jié)果，住了一段時間，心血來潮想搬到海邊去。這時候按以往的辦法，我只能去海邊，再次搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。

煩惱之際，跑來一個魔法師教會我一種魔法。這種魔法可以把我蓋好的房子復制一份，做成「鏡像」，放在我的背包里。

等我到了海邊，就用這個「鏡像」，復制一套房子，拎包入住。

是不是很神奇？對應到我們的項目中來，房子就是項目本身，鏡像就是項目的復制，背包就是鏡像倉庫。如果要動態(tài)擴容，從倉庫中取出項目鏡像，隨便復制就可以了。Build?once，Run?anywhere!

不用再關(guān)注版本、兼容、部署等問題，徹底解決了「上線即崩，無休止構(gòu)建」的尷尬。

二、虛擬機與容器

開始之前，我們來做一些基礎知識的儲備：

1.虛擬機：虛擬化硬件

虛擬機 Virtual Machine 指通過軟件模擬的具有完整硬件系統(tǒng)功能的、運行在一個完全隔離環(huán)境中的完整計算機系統(tǒng)。在實體計算機中能夠完成的工作在虛擬機中都能夠?qū)崿F(xiàn)。

在計算機中創(chuàng)建虛擬機時，需要將實體機的部分硬盤和內(nèi)存容量作為虛擬機的硬盤和內(nèi)存容量。每個虛擬機都有獨立的 CMOS、硬盤和操作系統(tǒng)，可以像使用實體機一樣對虛擬機進行操作。在容器技術(shù)之前，業(yè)界的網(wǎng)紅是虛擬機。

虛擬機技術(shù)的代表，是 VMWare 和 OpenStack。

2.容器：將操作系統(tǒng)層虛擬化，是一個標準的軟件單元

隨處運行：容器可以將代碼與配置文件和相關(guān)依賴庫進行打包，從而確保在任何環(huán)境下的運行都是一致的。
高資源利用率：容器提供進程級的隔離，因此可以更加精細地設置 CPU 和內(nèi)存的使用率，進而更好地利用服務器的計算資源。
快速擴展：每個容器都可作為單獨的進程予以運行，并且可以共享底層操作系統(tǒng)的系統(tǒng)資源，這樣一來可以加快容器的啟動和停止效率。

3.區(qū)別與聯(lián)系

虛擬機雖然可以隔離出很多「子電腦」，但占用空間更大，啟動更慢。虛擬機軟件可能還要花錢，例如VMWare；
容器技術(shù)不需要虛擬出整個操作系統(tǒng)，只需要虛擬一個小規(guī)模的環(huán)境，類似「沙箱」；
運行空間，虛擬機一般要幾 GB 到幾十 GB 的空間，而容器只需要 MB 級甚至 KB 級；

我們來看一下對比數(shù)據(jù)：

與虛擬機相比，容器更輕量且速度更快，因為它利用了 Linux 底層操作系統(tǒng)在隔離的環(huán)境中運行。虛擬機的 Hypervisor 創(chuàng)建了一個非常牢固的邊界，以防止應用程序突破它，而容器的邊界不那么強大。

物理機部署不能充分利用資源，造成資源浪費。虛擬機方式部署，虛擬機本身會占用大量資源，導致資源浪費，另外虛擬機性能也很差。而容器化部署比較靈活，且輕量級，性能較好。

虛擬機屬于虛擬化技術(shù)，而 Docker 這樣的容器技術(shù)，屬于輕量級的虛擬化。

三、認識 Docker

1.概念

Docker 是一個開源的應用容器引擎，讓開發(fā)者可以打包他們的應用以及依賴包到一個可移植的容器中，然后發(fā)布到任何流行的 Linux 機器上，也可以實現(xiàn)虛擬化。容器是完全使用沙箱機制，相互之間不會有任何接口。

Docker 技術(shù)的三大核心概念，分別是：鏡像 Image、容器 Container、倉庫 Repository。

2.Docker 輕量級的原因？

相信你也會有這樣的疑惑：為什么 Docker 啟動快？如何做到和宿主機共享內(nèi)核？

當我們請求 Docker 運行容器時，Docker 會在計算機上設置一個資源隔離的環(huán)境。然后將打包的應用程序和關(guān)聯(lián)的文件復制到 Namespace 內(nèi)的文件系統(tǒng)中，此時環(huán)境的配置就完成了。之后 Docker 會執(zhí)行我們預先指定的命令，運行應用程序。

鏡像不包含任何動態(tài)數(shù)據(jù)，其內(nèi)容在構(gòu)建之后也不會被改變。

四、核心概念

Build, Ship and Run（搭建、運輸、運行）；
Build?once, Run?anywhere（一次搭建，處處運行）；
Docker 本身并不是容器，它是創(chuàng)建容器的工具，是應用容器引擎；
Docker 三大核心概念，分別是：鏡像 Image，容器 Container、倉庫 Repository；
Docker 技術(shù)使用 Linux 內(nèi)核和內(nèi)核功能（例如 Cgroups 和 namespaces）來分隔進程，以便各進程相互獨立運行。
由于 Namespace 和 Cgroups 功能僅在 Linux 上可用，因此容器無法在其他操作系統(tǒng)上運行。那么 Docker 如何在 macOS 或 Windows 上運行？Docker 實際上使用了一個技巧，并在非 Linux 操作系統(tǒng)上安裝 Linux 虛擬機，然后在虛擬機內(nèi)運行容器。
鏡像是一個可執(zhí)行包，其包含運行應用程序所需的代碼、運行時、庫、環(huán)境變量和配置文件，容器是鏡像的運行時實例。

更多關(guān)于 Docker 的原理，可以查看 Docker 工作原理及容器化簡易指南，這里不再贅述。

五、安裝 Docker

1.命令行安裝
Homebrew 的 Cask 已經(jīng)支持 Docker for Mac，因此可以很方便的使用 Homebrew Cask 來進行安裝，執(zhí)行如下命令：


brew cask install docker

更多安裝方式，請查看官方文檔。

2.查看版本


docker -v

3.配置鏡像加速

設置 Docker Engine 寫入配置：


{  "registry-mirrors": [    "http://hub-mirror.c.163.com/",    "https://registry.docker-cn.com"  ],  "insecure-registries":[],  "experimental": false,  "debug": true}

4.安裝桌面端

桌面端操作非常簡單，先去官網(wǎng)下載。通過 Docker 桌面端，我們可以方便的操作：

clone：克隆一個項目
build：打包鏡像
run：運行實例
share：共享鏡像

好了，準備工作就緒，下面可以大展身手了！

六、快速開始

安裝完 Docker 之后，我們先打個實際項目的鏡像，邊學邊用。

首先需要大致了解一下我們將會用到的 11 個命令

新建項目

為了快捷，我們直接使用Vue 腳手架構(gòu)建項目：


vue create docker-demo

嘗試啟動一下：


yarn serve

訪問地址：http://localhost:8080/。項目就緒，我們接著為項目打包：


yarn build

這時候，項目目錄下的 Dist 就是我們要部署的靜態(tài)資源了，我們繼續(xù)下一步。

需要注意：前端項目一般分兩類，一類直接 Nginx 靜態(tài)部署，一類需要啟動 Node 服務。本節(jié)我們只考慮第一種。關(guān)于 Node 服務，下文我會詳細說明。

3.新建 Dockerfile


cd docker-demo && touch Dockerfile

此時的項目目錄如下：

.├── Dockerfile├── README.md├── babel.config.js├── dist├── node_modules├── package.json├── public├── src└── yarn.lock

可以看到我們已經(jīng)在 docker-demo 目錄下成功創(chuàng)建了 Dockerfile 文件。

4.準備 Nginx 鏡像
運行你的 Docker 桌面端，就會默認啟動實例，我們在控制臺拉取 Nginx 鏡像：


docker pull nginx

控制臺會出現(xiàn)如下信息：


Using default tag: latestlatest: Pulling from library/nginx8559a31e96f4: Pull complete8d69e59170f7: Pull complete3f9f1ec1d262: Pull completed1f5ff4f210d: Pull complete1e22bfa8652e: Pull completeDigest: sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133Status: Downloaded newer image for nginx:latestdocker.io/library/nginx:latest

如果你出現(xiàn)這樣的異常，請確認 Docker 實例是否正常運行。


Cannot connect to the Docker daemon at unix:///var/run/docker.sock. Is the docker daemon running?

鏡像準備 OK，我們在根目錄創(chuàng)建 Nginx 配置文件：


touch default.conf

寫入：


server {    listen       80;    server_name  localhost;
    #charset koi8-r;    access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;    error_log  /var/log/nginx/error.log  error;
    location / {        root   /usr/share/nginx/html;        index  index.html index.htm;    }
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;    location = /50x.html {        root   /usr/share/nginx/html;    }}

5.配置鏡像

打開 Dockerfile ，寫入如下內(nèi)容：


FROM nginxCOPY dist/ /usr/share/nginx/html/COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf

我們逐行解釋一下代碼：

FROM nginx 指定該鏡像是基于 nginx:latest 鏡像而構(gòu)建的；
COPY dist/ /usr/share/nginx/html/ 命令的意思是將項目根目錄下 dist 文件夾中的所有文件復制到鏡像中 /usr/share/nginx/html/ 目錄下；
COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf 將 default.conf 復制到 etc/nginx/conf.d/default.conf，用本地的 default.conf 配置來替換 Nginx 鏡像里的默認配置。

6.構(gòu)建鏡像
Docker 通過 build 命令來構(gòu)建鏡像：


docker build -t jartto-docker-demo .

按照慣例，我們解釋一下上述代碼：

-t 參數(shù)給鏡像命名 jartto-docker-demo
. 是基于當前目錄的 Dockerfile 來構(gòu)建鏡像

執(zhí)行成功后，將會輸出：


Sending build context to Docker daemon  115.4MBStep 1/3 : FROM nginx ---> 2622e6cca7ebStep 2/3 : COPY dist/ /usr/share/nginx/html/ ---> Using cache ---> 82b31f98dce6Step 3/3 : COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf ---> 7df6efaf9592Successfully built 7df6efaf9592Successfully tagged jartto-docker-demo:latest

鏡像制作成功！我們來查看一下容器：


docker image ls | grep jartto-docker-demo

可以看到，我們打出了一個 133MB 的項目鏡像：


jartto-docker-demo latest 7df6efaf9592 About a minute ago 133MB

鏡像也有好壞之分，后續(xù)我們將介紹如何優(yōu)化，這里可以先暫時忽略。

7.運行容器


docker run -d -p 3000:80 --name docker-vue jartto-docker-demo

這里解釋一下參數(shù)：

-d 設置容器在后臺運行
-p 表示端口映射，把本機的 3000 端口映射到 container 的 80 端口（這樣外網(wǎng)就能通過本機的 3000 端口訪問了
—name 設置容器名 docker-vue
jartto-docker-demo 是我們上面構(gòu)建的鏡像名字

補充一點：
在控制臺，我們可以通過 docker ps 查看剛運行的 Container 的 ID：


docker ps -a

控制臺會輸出：


CONTAINER ID IMAGE              COMMAND                  CREATED       STATUS PORTS  NAMESab1375befb0b jartto-docker-demo "/docker-entrypoint.…"   8 minutes ago Up 7 minutes  0.0.0.0:3000->80/tcp  docker-vue

如果你使用桌面端，那么打開 Docker Dashboard 就可以看到容器列表了，如下圖：

8.訪問項目
因為我們映射了本機 3000 端口，所以執(zhí)行：


curl -v -i localhost:3000

或者打開瀏覽器，訪問：localhost:3000

9.發(fā)布鏡像
發(fā)布鏡像需要如下步驟：

登陸 [dockerhub](https://hub.docker.com)，注冊賬號；
命令行執(zhí)行 docker login，之后輸入我們的賬號密碼，進行登錄；
推送鏡像之前，需要打一個 Tag，執(zhí)行 docker tag <image> <username>/<reposiory>:<tag>

全流程結(jié)束，以后我們要使用，再也不需要「搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子」了，拎包入住。這也是 docker 獨特魅力所在。

七、常規(guī)操作

到這里，恭喜你已經(jīng)完成了 Docker 的入門項目！如果還想繼續(xù)深入，不妨接著往下看看。

1.參數(shù)使用

FROM

指定基礎鏡像，所有構(gòu)建的鏡像都必須有一個基礎鏡像，且 FROM 命令必須是 Dockerfile 的第一個命令
FROM <image> [AS] 指定從一個鏡像構(gòu)建起一個新的鏡像名字
FROM <image>[:<tag>] [AS <name>] 指定鏡像的版本 Tag
示例：FROM mysql:5.0 AS database

MAINTAINER

鏡像維護人的信息
MAINTAINER
示例：MAINTAINER Jartto [email protected]

構(gòu)建鏡像時要執(zhí)行的命令
RUN
示例：RUN [“executable”, “param1”, “param2”]

將本地的文件添加復制到容器中去，壓縮包會解壓，可以訪問網(wǎng)絡上的文件，會自動下載
ADD <src><dest>
示例：ADD *.js /app 添加 js 文件到容器中的 app 目錄下

COPY

功能和 ADD 一樣，只是復制，不會解壓或者下載文件

啟動容器后執(zhí)行的命令，和 RUN 不一樣，RUN 是在構(gòu)建鏡像是要運行的命令
當使用 docker run 運行容器的時候，這個可以在命令行被覆蓋
示例：CMD [“executable”, “param1”, “param2”]

ENTRYPOINT

也是執(zhí)行命令，和 CMD 一樣，只是這個命令不會被命令行覆蓋
ENTRYPOINT [“executable”, “param1”, “param2”]
示例：ENTRYPOINT [“donnet”, “myapp.dll”]

LABEL：為鏡像添加元數(shù)據(jù)，key-value 形式

LABEL <key>=<value> <key>=<value> ...
示例：LABEL version=”1.0” description=”這是一個web應用”

ENV：設置環(huán)境變量，有些容器運行時會需要某些環(huán)境變量

ENV <key>=<value>一次設置一個環(huán)境變量
ENV <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> 設置多個環(huán)境變量
示例：ENV JAVA_HOME /usr/java1.8/

EXPOSE：暴露對外的端口（容器內(nèi)部程序的端口，雖然會和宿主機的一樣，但是其實是兩個端口）

EXPOSE <port>
示例：EXPOSE 80
容器運行時，需要用 -p 映射外部端口才能訪問到容器內(nèi)的端口

VOLUME：指定數(shù)據(jù)持久化的目錄，官方語言叫做掛載

VOLUME /var/log 指定容器中需要被掛載的目錄，會把這個目錄映射到宿主機的一個隨機目錄上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化和同步。
VOLUME [“/var/log”,”/var/test”…..] 指定容器中多個需要被掛載的目錄，會把這些目錄映射到宿主機的多個隨機目錄上，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化和同步
VOLUME /var/data var/log 指定容器中的 var/log 目錄掛載到宿主機上的 /var/data 目錄，這種形式可以手動指定宿主機上的目錄

WORKDIR：設置工作目錄，設置之后，RUN、CMD、COPY、ADD 的工作目錄都會同步變更

WORKDIR
示例：WORKDIR /app/test

USER：指定運行命令時所使用的用戶，為了安全和權(quán)限起見，根據(jù)要執(zhí)行的命令選擇不同用戶

USER <user>:[<group>]
示例：USER test

ARG：設置構(gòu)建鏡像是要傳遞的參數(shù)

ARG <name>[=<value>]
ARG name=sss

八、最佳實踐

在掌握 Docker 常規(guī)操作之后，我們很容易就可以打出自己想要的項目鏡像。然而不同的操作打出的鏡像也是千差萬別。

究竟是什么原因?qū)е络R像差異，我們不妨繼續(xù)探索。

以下是在應用 Docker 過程中整理的最佳實踐，請盡量遵循如下準則：

Require 明確：需要什么鏡像
步驟精簡：變化較少的 Step 優(yōu)先
版本明確：鏡像命名明確
說明文檔：整個鏡像打包步驟可以重現(xiàn)

九、總結(jié)

容器化技術(shù)必將是云時代不可或缺的技能之一，而 Docker 只是滄海一粟。隨之而來的還有集群容器管理 K8s、Service Mesh 、Istio 等技術(shù)。打開 Docker 的大門，不斷抽絲剝繭，逐層深入，你將感受到容器化的無窮魅力。

來源：http://jartto.wang/2020/07/04/learn-docker/

文章轉(zhuǎn)載：高效運維
（版權(quán)歸原作者所有，侵刪）

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