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          Docker 極簡入門教程,傻瓜都能看懂!

          共 8355字,需瀏覽 17分鐘

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          2020-08-14 11:49

          Java技術(shù)棧

          www.javastack.cn

          關(guān)注閱讀更多優(yōu)質(zhì)文章



          富 Web 時代,應(yīng)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。

          本文我們就來探索一下 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。

          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(yīng)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。

          虛擬機與容器

          開始之前,我們來做一些基礎(chǔ)知識的儲備:

          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。

          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(shè)置 CPU 和內(nèi)存的使用率,進而更好地利用服務(wù)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。


          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):


          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。

          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(yīng)用程序突破它,而容器的邊界不那么強大。

          認識 Docker


          概念

          Docker?是一個開源的應(yīng)用容器引擎,讓開發(fā)者可以打包他們的應(yīng)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。

          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(shè)置一個資源隔離的環(huán)境。然后將打包的應(yīng)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(yīng)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。

          核心概念

          1. Build, Ship and Run(搭建、運輸、運行);

          2. Build?once, Run?anywhere(一次搭建,處處運行);

          3. Docker 本身并不是容器,它是創(chuàng)建容器的工具,是應(yīng)用容器引擎;

          4. Docker 三大核心概念,分別是:鏡像 Image,容器 Container、倉庫 Repository;

          5. 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。

          6. 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。

          7. 鏡像是一個可執(zhí)行包,其包含運行應(yīng)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《終于有人把 Docker 講清楚了,萬字詳解!》,這里不再贅述。

          安裝 Docker

          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:https://www.docker.com/get-started

          查看版本
          docker?-v

          配置鏡像加速

          設(shè)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
          }

          安裝桌面端


          桌面端操作非常簡單,先去官網(wǎng)下載[1]。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!

          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(wù)。本節(jié)我們只考慮第一種。關(guān)于 Node 服務(wù),后文我會詳細說明。

          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。具體這里不再介紹,更多Docker系列教程可以關(guān)注公眾號Java技術(shù)棧搜索閱讀。

          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:?latest
          latest:?Pulling?from?library/nginx
          8559a31e96f4:?Pull?complete
          8d69e59170f7:?Pull?complete
          3f9f1ec1d262:?Pull?complete
          d1f5ff4f210d:?Pull?complete
          1e22bfa8652e:?Pull?complete
          Digest:?sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133
          Status:?Downloaded?newer?image?for?nginx:latest
          docker.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
          推薦閱讀:終于有人把 Nginx 說清楚了,圖文詳解!

          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;
          ????}
          }
          具體這里不再介紹,更多Nginx系列教程可以關(guān)注公眾號Java技術(shù)棧搜索閱讀。

          配置鏡像

          打開 Dockerfile ,寫入如下內(nèi)容:
          FROM?nginx
          COPY?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。


          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??115.4MB
          Step?1/3?:?FROM?nginx
          ?--->?2622e6cca7eb
          Step?2/3?:?COPY?dist/?/usr/share/nginx/html/
          ?--->?Using?cache
          ?--->?82b31f98dce6
          Step?3/3?:?COPY?default.conf?/etc/nginx/conf.d/default.conf
          ?--->?7df6efaf9592
          Successfully?built?7df6efaf9592
          Successfully?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。

          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(shè)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(shè)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??NAMES
          ab1375befb0b?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:


          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。

          發(fā)布鏡像

          如果你想為社區(qū)貢獻力量,那么需要將鏡像發(fā)布,方便其他開發(fā)者使用。

          發(fā)布鏡像需要如下步驟:

          • 登陸 dockerhub[2],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 /:


          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。

          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。

          參數(shù)使用

          FROM:

          • 指定基礎(chǔ)鏡像,所有構(gòu)建的鏡像都必須有一個基礎(chǔ)鏡像,且 FROM 命令必須是 Dockerfile 的第一個命令

          • FROM [AS ] 指定從一個鏡像構(gòu)建起一個新的鏡像名字

          • FROM [:] [AS ] 指定鏡像的版本 Tag

          • 示例:FROM mysql:5.0 AS database


          MAINTAINER:


          RUN:

          • 構(gòu)建鏡像時要執(zhí)行的命令

          • RUN

          • 示例:RUN ["executable", "param1", "param2"]


          ADD:

          • 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(luò)上的文件,會自動下載

          • ADD

          • 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


          CMD:

          • 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 = = ...

          • 示例:LABEL version="1.0" description="這是一個web應(yīng)用"


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

          • ENV 一次設(shè)置一個環(huán)境變量

          • ENV = = = 設(shè)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

          • 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(shè)置工作目錄,設(shè)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 :[]

          • 示例:USER test


          ARG:設(shè)置構(gòu)建鏡像是要傳遞的參數(shù)

          • ARG [=]

          • ARG name=sss


          更多操作,請移步官方使用文檔[3]。

          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(yīng)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)


          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 Kubernetes、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。

          相關(guān)鏈接:

          1. https://www.docker.com/products/docker-desktop

          2. https://hub.docker.com/

          3. https://docs.docker.com/


          版權(quán)聲明:文章首發(fā)于 Jartto's blog

          原文鏈接:http://jartto.wang/2020/07/04/learn-docker/

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