Docker 極簡入門教程,傻瓜都能看懂!

2022-01-01 Java技術棧

Java技術棧

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富 Web 時代，應用變得越來越強大，與此同時也越來越複雜。集群部署、隔離環境、灰度發布以及動態擴容缺一不可，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。我需要蓋一個房子，於是我搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。一頓操作，終於把這個房子蓋好了。結果，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複製一份，做成「鏡像」，放在我的背包裡。等我到了海邊，就用這個「鏡像」，複製一套房子，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，鏡像就是項目的複製，背包就是鏡像倉庫。如果要動態擴容，從倉庫中取出項目鏡像，隨便複製就可以了。Build once，Run anywhere!不用再關注版本、兼容、部署等問題，徹底解決了「上線即崩，無休止構建」的尷尬。虛擬機 Virtual Machine 指通過軟體模擬的具有完整硬體系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。在實體計算機中能夠完成的工作在虛擬機中都能夠實現。在計算機中創建虛擬機時，需要將實體機的部分硬碟和內存容量作為虛擬機的硬碟和內存容量。每個虛擬機都有獨立的 CMOS、硬碟和作業系統，可以像使用實體機一樣對虛擬機進行操作。在容器技術之前，業界的網紅是虛擬機。虛擬機技術的代表，是 VMWare 和 OpenStack。

隨處運行：容器可以將代碼與配置文件和相關依賴庫進行打包，從而確保在任何環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 和內存的使用率，進而更好地利用伺服器的計算資源。

快速擴展：每個容器都可作為單獨的進程予以運行，並且可以共享底層作業系統的系統資源，這樣一來可以加快容器的啟動和停止效率。

虛擬機雖然可以隔離出很多「子電腦」，但佔用空間更大，啟動更慢。虛擬機軟體可能還要花錢，例如VMWare；

容器技術不需要虛擬出整個作業系統，只需要虛擬一個小規模的環境，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。

虛擬機屬於虛擬化技術，而 Docker 這樣的容器技術，屬於輕量級的虛擬化。與虛擬機相比，容器更輕量且速度更快，因為它利用了 Linux 底層作業系統在隔離的環境中運行。虛擬機的 Hypervisor 創建了一個非常牢固的邊界，以防止應用程式突破它，而容器的邊界不那麼強大。Docker 是一個開源的應用容器引擎，讓開發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，然後發布到任何流行的 Linux 機器上，也可以實現虛擬化。容器是完全使用沙箱機制，相互之間不會有任何接口。Docker 技術的三大核心概念，分別是：鏡像 Image、容器 Container、倉庫 Repository。

Build, Ship and Run（搭建、運輸、運行）；

Build once, Run anywhere（一次搭建，處處運行）；

Docker 本身並不是容器，它是創建容器的工具，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 技術使用 Linux 內核和內核功能（例如 Cgroups 和 namespaces）來分隔進程，以便各進程相互獨立運行。

由於 Namespace 和 Cgroups 功能僅在 Linux 上可用，因此容器無法在其他作業系統上運行。那麼 Docker 如何在 macOS 或 Windows 上運行？Docker 實際上使用了一個技巧，並在非 Linux 作業系統上安裝 Linux 虛擬機，然後在虛擬機內運行容器。

鏡像是一個可執行包，其包含運行應用程式所需的代碼、運行時、庫、環境變量和配置文件，容器是鏡像的運行時實例。

Homebrew 的 Cask 已經支持 Docker for Mac，因此可以很方便的使用 Homebrew Cask 來進行安裝，執行如下命令：

更多安裝方式，請查看官方文檔：https://www.docker.com/get-started

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

桌面端操作非常簡單，先去官網下載[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

安裝完 Docker 之後，我們先打個實際項目的鏡像，邊學邊用。

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

這時候，項目目錄下的 Dist 就是我們要部署的靜態資源了，我們繼續下一步。需要注意：前端項目一般分兩類，一類直接 Nginx 靜態部署，一類需要啟動 Node 服務。本節我們只考慮第一種。關於 Node 服務，後文我會詳細說明。

cd docker-demo && touch Dockerfile

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

可以看到我們已經在 docker-demo 目錄下成功創建了 Dockerfile 文件。具體這裡不再介紹，更多Docker系列教程可以關注公眾號Java技術棧搜索閱讀。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：

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，我們在根目錄創建 Nginx 配置文件：

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

FROM nginx 指定該鏡像是基於 nginx:latest 鏡像而構建的；

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複製到鏡像中 /usr/share/nginx/html/ 目錄下；

COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf 將 default.conf 複製到 etc/nginx/conf.d/default.conf，用本地的 default.conf 配置來替換 Nginx 鏡像裡的默認配置。

docker build -t jartto-docker-demo .

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

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，後續我們將介紹如何優化，這裡可以先暫時忽略。

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

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

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，那麼打開 Docker Dashboard 就可以看到容器列表了，如下圖：

curl -v -i localhost:3000

或者打開瀏覽器，訪問：localhost:3000。如果你想為社區貢獻力量，那麼需要將鏡像發布，方便其他開發者使用。全流程結束，以後我們要使用，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。到這裡，恭喜你已經完成了 Docker 的入門項目！如果還想繼續深入，不妨接著往下看看。

指定基礎鏡像，所有構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 <name>] 指定從一個鏡像構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

啟動容器後執行的命令，和 RUN 不一樣，RUN 是在構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"]

也是執行命令，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：為鏡像添加元數據，key-value 形式ENV：設置環境變量，有些容器運行時會需要某些環境變量

ENV <key> <value> 一次設置一個環境變量

ENV <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> 設置多個環境變量

示例：ENV JAVA_HOME /usr/java1.8/

EXPOSE：暴露對外的埠（容器內部程序的埠，雖然會和宿主機的一樣，但是其實是兩個埠）VOLUME：指定數據持久化的目錄，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，實現數據的持久化和同步。

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，實現數據的持久化和同步

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，設置之後 ，RUN、CMD、COPY、ADD 的工作目錄都會同步變更

WORKDIR <path>

示例：WORKDIR /app/test

USER：指定運行命令時所使用的用戶，為了安全和權限起見，根據要執行的命令選擇不同用戶

USER <user>:[<group>]

示例：USER test

ARG <name>[=<value>]

ARG name=sss

在掌握 Docker 常規操作之後，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。以下是在應用 Docker 過程中整理的最佳實踐，請儘量遵循如下準則：

Require 明確：需要什麼鏡像

步驟精簡：變化較少的 Step 優先

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

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