Docker_01_基础概念
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Docker基础
镜像（image）：类似模板，可通过模板创建容器（一个镜像可创建多个容器）
容器（container）：类似简易的Linux内核，能够独立运行一个或者一组应用
仓库（repository）：存储镜像，分为公有仓库和私有仓库
如：镜像、容器和仓库运行的流程
工作原理
如：使用Docker输出“hello-world”
镜像
镜像：一种轻量级、可执行的独立软件包
1）可用来打包软件运行环境和基础运行环境开发的软件
2）其包含运行某个软件所需的所有内容（包括代码、运行时的库、环境变量和配置文件等）
3）得到镜像途径：仓库下载、主机拷贝、自制（DockerFile）
images命令：列出主机上的镜像
指令格式：docker images 选项
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -a | 列出所有镜像 |
| -q | 仅显示镜像ID |
| -f | 设置过滤选项显示 |
| 镜像名 | 显示指定镜像的相关信息 |
如：若不添加选项，默认显示如下
| 内容 | 说明 |
|---|---|
| REPOSITORY | 镜像名 |
| TAG | 镜像的标签 （通常用来标识镜像的版本） |
| IMAGE ID | 镜像的ID |
| CREATED | 镜像的创建时间 |
| SIZE | 镜像的大小 |
search命令：在仓库中搜索指定的镜像
指令格式：docker search 镜像名 选项
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -f | 设置过滤选项搜索 |
如：搜索STARS大于3000的MySQL镜像
内容格式：仓库名 镜像描述 用户评价 是否官方 自动构建
pull命令：下载镜像
指令格式：docker pull 镜像名：标签
1）从指定仓库中下载镜像：“docker pull 仓库名/镜像名：标签”
如：若不指定标签，则默认下载last（最新版）
//“last”标签代表最新版本
rmi命令：删除主机上指定镜像
指令格式：docker rmi 选项 镜像ID
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -f | 强制删除 |
//若删除多个镜像，镜像之间使用空格分隔
//为保证删除命令运行，建议每次删除带上-f选项
联合文件系统
联合文件系统（UnionFS）：一种分层、轻量级并且高性能的文件系统
1）支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加；
2）可以同时将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下
UnionFS是Docker镜像的基础：
1）镜像通过父镜像的分层继承，制作各种具体应用的镜像；
2）一次可同时加载多个文件系统，但只能看到一个文件系统
如：Docker镜像实际上就是由一层一层的文件系统组成
（1）bootfs（boot file system）：主要包含bootloader和kernel
1）Linux启动时会加载bottfs文件系统，Docker镜像的最底层是bottfs
2）原理：类似Linux/Unix系统包含的boot加载器和内核，当boot加载完成之后整个内核都在内存中，此时内存的使用权由boot转交至内核，系统会卸载boot
3）不同发行版本的系统也可共用一个bootfs
（2）bootloader：引导加载kernel，
（3）rootfs（root file system）：存在与bootfs之上
1）所包含文档类似Linux系统中的/dev、/proc、/bin、/etc等标准目录和文件
2）rootfs在不同的发行版本的系统其包含的文档也可能不同
镜像快的原因：镜像共用最底层的bootfs，但拥有自己的rootfs
1）rootfs可以很小，只需包含最基本的命令、工具和程序库就可以了
写时复制
写时复制（Copy on write）：若多个程序同时要求相同资源时，程序会取得相同的指标（指向相同的资源），直到某个程序尝试修改资源时，系统才会真正复制该资源的一个副本发给该程序，以避免被修改的资源被直接察觉到
1）若没有程序尝试修改资源，则就不会有副本建立
镜像层
镜像层：所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的镜像层。
如：在Ubuntu镜像的基础上安装Python和Security Patch镜像
1）在添加额外的镜像层时，镜像始终保持当前所有镜像的组合
如：将两个互不冲突的镜像打包成一个镜像
2）若上层镜像层中的文件与下层有冲突/重复的，则上层镜像层中的文件会覆盖底层镜像层中的文件
如：第3层的文件7是第2层的文件5的升级版
1）镜像内部的文件情况
2）实际下载看到的镜像层：
容器层：当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的头层
镜像层：容器层以下的层（镜像层都是只读的）
如：当拉取一个Tomcat镜像，并运行时
如：当下载一个镜像时，可看到镜像是一层一层的在下载
1）拉取redis镜像
2）通过docker inspect redis查看镜像
容器
容器：根据镜像格式进行标准操作后的，一个运行环境
1）镜像名和镜像ID是同义的（两者可相互替换）；
2）所有容器默认存储在/var/lib/docker/containers目录
run命令：以指定镜像建立容器
指令格式：docker run 选项 镜像ID
//拥有镜像前提下才可创建容器（一个镜像可建立多个容器）
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| --name container | 指定容器的名称为container （镜像名称具有唯一性） |
| -d | 以后台方式运行容器 |
| -i | 交互方式运行容器 （通常于-t选项一起使用） |
| -t | 分配一个伪输入终端 |
| -p 指定方式 | 指定容器端口 |
| -P | 随机容器端口 （首先尝试EXPOSE指定端口，再随机） |
| --restart | 指定容器需重启时的退出代码 |
| -v 挂载方式 | 添加数据卷使容器目录挂载到主机 |
| --volume-from 容器名 | 将指定容器的数据卷添加到该容器中 |
| -w 目录路径 | 指定容器的登入/工作目录 |
| -e 环境变量 | 传递指定的环境变量到容器内 |
| -u 用户名：用户组 | 指定运行容器的用户/用户组 （可仅指定用户/用户组） |
| --link 容器名 | 链接容器 |
| --privileged | 以特权模式启动Docker （主要用于实现Docker内部运行Docker） |
1）容器命名可使用字符：a~z、A~Z、0~9、下划线、圆点和横线
2）Docker容器若在后台运行，就必须有一个对应前台进程
//若容器没有对应的前台进程，就会自动停止（容器仍存在）
如：在后台运行Centos容器，再列出当前正在运行容器
3）交互式运行，可进入容器内部
如：建立一个Centos容器并查看内容
//exit属于将容器结束并退出，Ctrl+P+Q属于将容器放入后台并退出
4）-p选项指定容器端口的4种方式：
（1）-p 容器端口
说明：暴露指定容器端口，并随机映射到主机端口（一般为32768~61000）
（2）-p 主机端口：容器端口
说明：暴露指定容器端口，并映射到指定主机端口
（3）-p IP：IP端口：容器端口
说明：暴露指定容器端口，并映射到指定IP的指定端口
（4）-p IP：：容器端口
说明：暴露指定容器端口，并随机映射的指定IP的端口
5）--restart选项：在容器关闭时，根据容器的退出代码，判断容器是否重启
如：指定无论nginx容器的退出代码是说明，在nginx关闭时，重启该容器
如：指定mysql容器的退出代码为非0的时候，才进行重启，并指定重启次数5
6）-v选项添加数据卷到容器的3种方式：
//3种方式均可通过在最后添加“：权限”，指定容器内目录的权限
（1）匿名挂载方式：-v 容器目录
说明：在主机创建数据卷“/var/lib/docker/volumes/随机名称”
//数据默认存储在该目录下的“_data”目录下
如：使用匿名挂载方式创建centos1容器
1）创建centos1容器，挂载数据卷xxx，并在/xxx目录下创建123文件
2）查看/var/lib/docker/volumes/数据卷名/_data目录下文件
（2）具名挂载方式：-v 指定名称：容器目录
说明：在主机创建数据卷“/var/lib/docker/volumes/指定名称”
//数据默认存储在该目录下的“_data”目录下
如：使用具名挂载方式创建centos2容器
1）创建centos2容器，挂载数据卷yyy，并在/yyy目录下创建456文件
2）查看/var/lib/docker/volumes/指定卷名/_data目录下文件
（3）指定宿主机路径挂载方式：-v 主机目录：容器目录
说明：在主机创建数据卷“指定主机目录”
//数据直接存储在指定主机目录下
如：使用指定宿主机路径挂载方式
1）创建centos3容器，挂载数据卷zzz，并在/zzz目录下创建789文件
2）查看/centos3目录下文件
7）--volume-from选项：实现多个容器之间的数据共享
如：使两个MySQL容器数据同步
ps命令：查看主机上的容器信息
指令格式：docker ps 选项
1）无选项，则默认仅列出当前正在运行的容器
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -a | 列出所有运行过的容器信息（包括正在运行的） |
| -l | 仅列出最后一个运行的容器 （无论当前是否在运行） |
| -q | 只列出容器的ID |
| -n=N | 列出前N个容器信息 |
如：列出主机运行过的容器和前两个的容器ID
内容格式：容器ID 创建容器的镜像 容器最后执行的命令 创建时间 容器的退出状态
rm命令：删除指定容器
指令格式：docker rm 选项 容器名
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -f | 强制删除 |
//若容器正在运行，则无法删除（-f可强行删除）
//删除多个容器时，容器名之间使用空格分隔
如：删除Centos容器
commit命令：根据主机上指定容器生成一个镜像副本
指令格式：docker commit 选项 容器名 镜像名：TAG
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -a=“string” | 指定该镜像作者 |
| -m=“string” | 描述镜像信息 |
//本质：将容器层变为镜像层，从而生成一个新镜像
如：创建一个容器Tomcat的镜像副本
管理
logs命令：列出容器日志
指令格式：docker logs 选项 容器名
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -f | 跟踪日志输出 （类似Linux中tail -f） |
| -t | 同时列出日志的时间戳 |
| --tail N | 列出前N条日志 默认显示全部的日志信息 |
inspect命令：查看容器的源数据
指令格式：docker inspect 容器名
//显示配置、名称、命令和网络配置等信息
如：查看上列中的Centos源数据
top命令：查看运行的容器中进程信息
指令格式：docker top 容器名
如：查看正在运行的Centos容器中的进程
stats命令：显示指定容器的统计信息
指令格式：docker stats 容器名
//若显示多个容器的信息，容器之间使用空格分隔
如：列出指定容器ID的统计信息
内容格式：容器ID 容器名 CPU 内存 网络I/O 磁盘I/O PIDS
exec命令：以新终端进入正在运行的容器
指令格式：docker exec 选项 容器名
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| -i | 以Stdin打开 |
| -t | 分配一个伪输入端 |
如：以Bash shell终端进入Centos容器
attach命令：进入正在运行的容器
指令格式：docker attach 容器名
| 命令 | 区别 |
|---|---|
| exec | 以新的终端进入容器，并可启动新的进程 |
| attach | 直接进入容器终端，且不会启动新的进程 |
//两者共同点在于：该容器必须是正在运行的，否则无法进入
cp命令：将容器内数据拷贝到主机或其他容器上
指令格式：docker cp 容器名：容器内路径 目的主机路径
//容器存在，则容器的数据就存在（不与其是否运行有关）
如：将CentOS容器内的/home目录拷贝到主机上的/root目录下
容器其他相关命令：
启动容器：docker start 容器名
停止容器：docker stop 容器名
强制停止容器：docker kill 容器名
重启容器：docker restart 容器名
仓库
login命令：登录到Docker Hub
指令格式：docker login
1）输入命令后，会提示输入用户名和密码进行验证登录；
2）也可通过“-u 用户名 -p 密码”直接登录（安全性低）
3）登录成功后，个人认证信息将保存到“~/.docker/config.json”文件中
如：登录Docker Hub，并在登录成功后查看个人认证信息
logout命令：退出登录的Docker Hub
指令格式：docker logout
//退出登录的同时，个人认证信息文件中的信息也会被删除
如：退出Docker Hub
save命令：将多个镜像打包成一个指定压缩镜像文件
指令格式：docker save -o 打包文件名.tar 镜像1：Tag 镜像2：Tag
load命令：将save打包的镜像文件解压到主机镜像仓库
指令格式：docker load -i 压缩包名
//若本地已存在该镜像，则本地镜像会被覆盖
export命令：将多个容器的基础镜像打包成一个指定压缩镜像文件
指令格式：docker import -o 打包文件名.tar 容器1ID 容器2ID
import命令：将exprot打包的镜像文件解压到主机镜像仓库
指令格式：docker import 压缩包名
//若对镜像重命名，可在压缩包名后加“镜像名：版本号”
| 导出 | 导入 | ||
|---|---|---|---|
| save | export | load | import |
| 从镜像中保存镜像，具有历史记录和元数据，支持事务回滚 | 从容器中保存基础镜像，没有历史记录和元数据，不支持事务回滚 | 载入save打包的文件，导入镜像，不能对载入的镜像重命名 | 载入export打包的文件，导入为容器的基础镜像，可对载入的镜像重命名 |
tag命令：标记主机镜像，并将其归入某一仓库
指令格式：docker tag 源镜像：Tag 用户名/仓库名：新镜像名
1）镜像名本质为Tag，不过为了在仓库中便于管理，使用新镜像替代Tag
//若需表达版本，可在新镜像名后添加特殊字符以示
push命令：将主机镜像上传到当前登录的镜像仓库
指令格式：docker push 用户名/仓库名：新镜像名
1）可在镜像名前加“--disable-content-trust”取消镜像校验（默认开启）
2）若上传的仓库不存在，则默认创建该仓库
如：上传mysql1.0镜像至meaningofself用户的forstudy仓库
1）上传；
2）验证
数据卷
数据卷：一个或多个容器中特殊指定的目录
1）实现容器与主机和容器，容器和容器之间的数据同步/共享
2）数据卷可以在容器间共享和重用，且共享数据卷的容器不一定要运行；
3）数据同步属于双向绑定，一方修改数据都会导致另一方会自动修改
4）数据卷的生命周期：除非没有容器引用该数据，否则会一直存在
5）更新镜像时，不会对数据卷修改；
如：将容器MySQL中的/usr/mysql同步到主机中的/root/mysql
//即使容器被删除，数据也不会丢失
volume命令：对系统/容器中的数据卷操作
指令格式：docker volume 选项
| 选项 | 含义 |
|---|---|
| create | 创建数据卷 |
| ls | 列出所有数据卷 |
| inspect | 查看某一数据卷的具体信息 |
| prune | 移除所有未使用的数据卷 |
| rm | 移除指定数据卷 |
1）所有Docker容器的数据卷在没有被指定的情况下，都默认存放在：
/var/lib/docker/volumes/数据卷名
2）数据存储在数据卷目录下的“_data”目录
如：列出主机所有数据卷，并查看某一数据卷的具体信息
