Docker理解

一、认识 Docker

1、什么是 Docker

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

1.1、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。

1.2、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。

1.3、Docker解决操作系统环境差异 

要解决不同操作系统环境差异问题，必须先了解操作系统结构。以一个Ubuntu操作系统为例，结构如下：

结构包括：

• 计算机硬件：例如CPU、内存、磁盘等

• 系统内核：所有Linux发行版的内核都是Linux，例如CentOS、Ubuntu、Fedora等。内核可以与计算机硬件交互，对外提供内核指令，用于操作计算机硬件。

• 系统应用：操作系统本身提供的应用、函数库。这些函数库是对内核指令的封装，使用更加方便。

应用于计算机交互的流程如下：

1）应用调用操作系统应用（函数库），实现各种功能

2）系统函数库是对内核指令集的封装，会调用内核指令

3）内核指令操作计算机硬件

Ubuntu和CentOSpringBoot都是基于Linux内核，无非是系统应用不同，提供的函数库有差异：

此时，如果将一个Ubuntu版本的MySQL应用安装到CentOS系统，MySQL在调用Ubuntu函数库时，会发现找不到或者不匹配，就会报错了： 

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

如图：

1.4、小结

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

 2、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：

对比来看：

小结：

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

3、Docker 架构

3.1、镜像和容器

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。

例如你下载了一个QQ，如果我们将QQ在磁盘上的运行文件及其运行的操作系统依赖打包，形成QQ镜像。然后你可以启动多次，双开、甚至三开QQ，跟多人进行聊天。

3.2、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。

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：

 

3.3、Docker架构

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。

如图：

3.4、小结

镜像：

• 将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起

容器：

• 镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器

Docker结构：

• 服务端：接收命令或远程请求，操作镜像或容器

• 客户端：发送命令或者请求到Docker服务端

DockerHub：

• 一个镜像托管的服务器，类似的还有阿里云镜像服务，统称为DockerRegistry

4、安装 Docker

企业部署一般都是采用Linux操作系统，而其中又数CentOS发行版占比最多，因此我们在CentOS下安装Docker。

4.1、卸载(可选) 

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

4.2、安装 Docker

首先需要虚拟机联网，安装yum工具

yum install -y yum-utils \           device-mapper-persistent-data \           lvm2 --skip-broken

然后更新本地镜像源：

# 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

然后输入命令：

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。

4.3、启动 Docker

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

通过命令启动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

然后输入命令，可以查看docker版本：

docker -v

如图：

4.4、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：阿里云登录 - 欢迎登录阿里云，安全稳定的云计算服务平台

二、Docker的基本操作

1、镜像操作

1.1、镜像名称

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

 这里的mysql就是repository，5.7就是tag，合一起就是镜像名称，代表5.7版本的MySQL镜像。

1.2、镜像命令

常见的镜像操作命令如图：

Docker pull nginx:latest   -----从dockerhub 上拉取镜像到docker 

Docker images          ------查看docker 进程里所有的镜像文件

Docker rmi             -------删除镜像文件

Docker save -o nginx.tar nginx:latest   ------将镜像文件 从 docker 进程里拉出来 变成 文件 给别人使用

Docker load -I nginx.tar   --------将压缩包变成镜像文件

2、容器操作

2.1 容器相关命令

容器操作的命令如图：

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

例1：创建并运行nginx容器的命令：docker run --name containerName -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：

例 2：进入容器：docker exec -it mn 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

• mn ：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

2.2、小结

docker run命令的常见参数有哪些？

• --name：指定容器名称

• -p：指定端口映射

• -d：让容器后台运行

查看容器日志的命令：

• docker logs

• 添加 -f 参数可以持续查看日志

查看容器状态：

• docker ps

• docker ps -a 查看所有容器，包括已经停止的 

3、数据卷(容器数据管理) 

3.1、认识数据卷

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

3.2、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：

• create 创建一个volume

• inspect 显示一个或多个volume的信息

• ls 列出所有的volume

• prune 删除未使用的volume

• rm 删除一个或多个指定的volume

3.3、挂载数据卷

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 mn \  -v html:/root/html \  -p 8080:80  nginx \

这里的-v就是挂载数据卷的命令：

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

3.3、小结

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

数据卷操作：

• 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

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 

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原文转载：https://blog.csdn.net/qq_50846224/article/details/126277270

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本文作者：独苏
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