数据库应用(Mysql、Mongodb、Redis、Memcached、CouchDB、Cassandra)
目前，主流数据库包括关系型（SQL）和非关系型（NoSQL）两种。
关系数据库是建立在关系模型基础上的数据库，借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据，支持复杂的事物处理和结构化查询。代表实现有MySQL、Oracle、PostGreSQL、MariaDB、SQLServer等。
非关系数据库是新兴的数据库技术，它放弃了传统关系型数据库的部分强一致性限制，带来性能上的提升，使其更适用于需要大规模并行处理的场景。非关系型数据库是关系型数据库的良好补充，代表产品有MongoDB、Memcached、CouchDB、Cassandra等。
MySQL
MySQL是全球最流行的开源的开源关系数据库软件之一，因为其高性能、成熟可靠和适应性而得到广泛应用。MySQL目前在不少大规模网站和应用中被使用。
使用官方镜像可以快速启动一个MySQL Server实例，如下所示：
$ docker run --name hi-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 -d mysql:latest
e6cb906570549812c798b7b3ce46d669a8a4e8ac62a3f3c8997e4c53d16301b6
以上指令中的hi-mysql是容器名称，123为数据库的root密码。
使用docker ps指令可以看到现在运行中的容器：
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
e6cb90657054 mysql "docker-entrypoint.sh" 4 minutes ago Up 3 minutes 3306/tcp hi-mysql
当然，还可以使用--link标签将一个应用容器连接至MySQL容器：
$ docker run --name some-app --link some-mysql:mysql -d application-that-uses-mysql
MySQL服务的标准端口是3306，用户可以通过CLI工具对配置进行修改：
$ docker run -it --link some-mysql:mysql --rm mysql sh -c 'exec mysql -h"$MYSQL_PORT_3306_TCP_ADDR" -P "$MYSQL_PORT_3306_TCP_PORT" -uroot -p"$MYSQL_ENV_MYSQL_ROOT_PASSWORD"'
官方MySQL镜像还可以作为客户端，连接非Docker或者远程的MySQL实例：
$ docker run -it --rm mysql mysql -hsome.mysql.host -usome-mysql-user -p
1.系统与日志访问
用户可以使用docker exec指令调用内部系统中的bash shell，以访问容器内部系统：
$ docker exec -it some-mysql bash
MySQL Server日志可以使用docker logs指令查看：
$ docker logs some-mysql
2.使用自定义配置文件
如果用户希望使用自定义MySQL配置，则可以创建一个目录，内置cnf配置文件，然后将其挂载至容器的/etc/mysql/conf.d目录。
比如，自定义配置文件为/my/custom/config-file.cnf，则可以使用以下指令：
$ docker run --name some-mysql -v /my/custom:/etc/mysql/conf.d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d mysql:tag
这是新的容器some-mysql启动后，就会结合使用/etc/mysql/my.cnf和/etc/mysql/conf.d/config-file.cnf两个配置文件。
3.脱离cnf文件进行配置
很多的配置选项可以通过标签（flags）传递至mysqld进程。这样用户就可以脱离cnf配置文件，对容器进行弹性的定制。
比如，用户需要改变默认编码方式，将所有表格的编码方式修改为uft8mb4，则可以使用以下指令：
$ docker run --name some-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d mysql:tag --character-set-server=utf8mb4 --collation-server=utf8mb4_unicode_ci
如果需要查看可用选项的完整列表，可以执行：
$ docker run -it --rm mysql:tag --verbose --help
MongoDB
MongoDB是一款可扩展、高性能的开源文档数据库，是当今最流行的NoSQL数据库软件之一。它采用C++开发，支持复杂的数据类型和强大的查询语言，提供了关系数据库的绝大部分功能。由于MongoDB高性能、易部署、易使用等特点，已经在很多领域都得到了广泛的应用。
使用官方镜像
用户可以使用docker run指令直接运行官方mongodb镜像：
$ docker run --name mongo-container -d mongo
ade2b5036f457a6a2e7574fd68cf7a3298936f27280833769e93392015512735
之后，可以通过docker ps指令查看正在运行的mongo-container容器的容器ID：
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
ade2b5036f45 mongo "/entrypoint.sh mongo" 1 hours ago Up 22 hours 27017/tcp mongo-container
在此mongo容器启动一个bash进程，并通过mongo指令启动mongodb交互命令行，再通过db.stats()指令查看数据库状态：
$ docker exec -it ade2b5036f45 sh
# mongo MongoDB shell version: 3.2.6 connecting to: test > show dbs local 0.000GB > db.stats() { "db" : "test", "collections" : 1, "objects" : 1, "avgObjSize" : 39, "dataSize" : 39, "storageSize" : 16384, "numExtents" : 0, "indexes" : 1, "indexSize" : 16384, "ok" : 1 }
这里用户可以通过env指令查看环境变量的配置：
root@ade2b5036f45:/bin# env HOSTNAME=ade2b5036f45 MONGO_VERSION=3.2.6 PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin GPG_KEYS=DFFA3DCF326E302C4787673A01C4E7FAAAB2461C 42F3E95A2C4F08279C4960ADD 68FA50FEA312927 PWD=/bin SHLVL=1 HOME=/root MONGO_MAJOR=3.2 GOSU_VERSION=1.7 _=/usr/bin/env OLDPWD=/
镜像默认暴露了mongodb的服务端口：27017，可以通过该端口访问服务。
1.连接mongodb容器
使用--link参数，连接新建的mongo-container容器：
$ docker run -it --link mongo-container:db alpine sh
/ # ls
进入alpine系统容器后，用户可以使用ping指令测试db容器的连通性：
/ # ping db
2.直接使用mongo cli指令
如果想直接在宿主机器上使用mongodb镜像，可以在docker run指令后面加入entrypoint指令，这样就可以非常方便的直接进入mongo cli了。
$ docker run -it --link mongo-container:db --entrypoint mongo mongo --host db
> db.version(); 3.2.6 > db.stats(); { "db" : "test", "collections" : 0, "objects" : 0, "avgObjSize" : 0, "dataSize" : 0, "storageSize" : 0, "numExtents" : 0, "indexes" : 0, "indexSize" : 0, "fileSize" : 0, "ok" : 1 } > show dbs local 0.000GB
最后，还可以使用--storageEngine参数来设置储存引擎：
$ docker run --name mongo-container -d mongo --storageEngine wiredTiger
使用自定义Dockerfile
第一步：准备工作。
新建项目目录，并在根目录新建Dockerfile，内容如下：
#设置从用户之前创建的sshd镜像继承。 FROM sshd MAINTAINER docker_user (user@docker.com) RUN apt-get update && \ apt-get install -y mongodb pwgen && \ apt-get clean && \ rm -rf /var/lib/apt/lists/* #创建mongodb存放数据文件的文件夹 RUN mkdir -p /data/db VOLUME /data/db ENV AUTH yes #添加脚本 ADD run.sh /run.sh ADD set_mongodb_password.sh /set_mongodb_password.sh RUN chmod 755 ./*.sh EXPOSE 27017 EXPOSE 28017 CMD ["/run.sh"]
新建set_mongodb_password.sh脚本。此脚本主要负责配置数据库的用户名和密码：
#!/bin/bash #这个脚本主要是用来设置数据库的用户名和密码。 #判断是否已经设置过密码。 if [ -f /.mongodb_password_set ]; then echo "MongoDB password already set!" exit 0 fi /usr/bin/mongod --smallfiles --nojournal & PASS=${MONGODB_PASS:-$(pwgen -s 12 1)} _word=$( [ ${MONGODB_PASS} ] && echo "preset" || echo "random" ) RET=1 while [[ RET -ne 0 ]]; do echo "=> Waiting for confirmation of MongoDB service startup" sleep 5 mongo admin --eval "help" >/dev/null 2>&1 RET=$? done #通过docker logs + id可以看到下面的输出。 echo "=> Creating an admin user with a ${_word} password in MongoDB" mongo admin --eval "db.addUser({user: 'admin', pwd: '$PASS', roles: [ 'userAdminAnyDatabase', 'dbAdminAnyDatabase' ]});" mongo admin --eval "db.shutdownServer();" echo "=> Done!" touch /.mongodb_password_set echo "========================================================================" echo "You can now connect to this MongoDB server using:" echo "" echo " mongo admin -u admin -p $PASS --host --port " echo "" echo "Please remember to change the above password as soon as possible!" echo "========================================================================"
新建run.sh，此脚本是主要的mongodb启动脚本：
#!/bin/bash if [ ! -f /.mongodb_password_set ]; then /set_mongodb_password.sh fi if [ "$AUTH" == "yes" ]; then #这里可以自己设定Mongodb的启动参数。 export mongodb='/usr/bin/mongod --nojournal --auth --httpinterface --rest' else export mongodb='/usr/bin/mongod --nojournal --httpinterface --rest' fi if [ ! -f /data/db/mongod.lock ]; then eval $mongodb else export mongodb=$mongodb' --dbpath /data/db' rm /data/db/mongod.lock mongod --dbpath /data/db --repair && eval $mongodb fi
第二步，使用docker build指令构建镜像：
$ docker build -t mongodb-image .
第三步，启动后台容器，并分别映射27017和28017端口到本地：
$ docker run -d -p 27017:27017 -p 28017:28017 mongodb
通过docker logs来查看默认的admin帐户密码：
$ docker logs sa9
======================================================================= You can now connect to this MongoDB server using: mongo admin -u admin -p 5elsT6KtjrqV --host --port Please remember to change the above password as soon as possible! =======================================================================
屏幕输出中的5elsT6KtjrqV就是admin用户的密码。
也可以利用环境变量在容器启动时指定密码：
$ docker run -d -p 27017:27017 -p 28017:28017 -e MONGODB_PASS="mypass" mongodb
甚至，设定不需要密码即可访问：
$ docker run -d -p 27017:27017 -p 28017:28017 -e AUTH=no mongodb
同样，也可以使用-v参数来映射本地目录到容器。
Redis
Redis是一个开源（BSD许可）的基于内存的数据结构存储系统，可以用作数据库、缓存和消息中间件。
通过docker run指令可以直接启动一个redis-container容器：
$ docker run --name redis-container -d redis
6f7d16f298e9c505f35ae28b61b4015877a5b0b75c60797fa4583429e4a14e24
之后可以通过docker ps指令查看正在运行的redis-container容器的容器ID：
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
6f7d16f298e9 redis "docker-entrypoint.sh" 32 seconds ago Up 31 seconds 6379/tcp redis-container
在此redis容器启动bash，并查看容器的运行时间和内存状况：
$ docker exec -it 6f7d16f298e9 bash
root@6f7d16f298e9:/data# uptime 12:26:19 up 20 min, 0 users, load average: 0.00, 0.04, 0.10 root@6f7d16f298e9:/data# free total used free shared buffers cached Mem: 1020096 699280 320816 126800 50184 527260 -/+ buffers/cache: 121836 898260 Swap: 1181112 0 1181112
同样可以通过env指令查看环境变量的配置：
root@6f7d16f298e9:/data# env HOSTNAME=6f7d16f298e9 REDIS_DOWNLOAD_URL=http://download.redis.io/releases/redis-3.0.7.tar.gz PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin PWD=/data SHLVL=1 HOME=/root REDIS_DOWNLOAD_SHA1=e56b4b7e033ae8dbf311f9191cf6fdf3ae974d1c REDIS_VERSION=3.0.7 GOSU_VERSION=1.7 _=/usr/bin/env
也可以通过ps指令查看当前容器运行的进程信息：
root@6f7d16f298e9:/data# ps -ef UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD redis 1 0 0 12:16 ? 00:00:02 redis-server *:6379 root 30 0 0 12:51 ? 00:00:00 sh root 39 30 0 12:52 ? 00:00:00 ps -ef
1.连接redis容器
用户可以使用--link参数，连接创建的redis-container容器：
$ docker run -it --link redis-container:db alpine sh
/ # ls
进入alpine系统容器后，可以使用ping指令测试redis容器：
/ # ping db
还可以使用nc指令（即NetCat）检测redis服务的可用性：
/ # nc db 6379
官方镜像内也自带了redis客户端，可以使用以下指令直接使用：
$ docker run -it --link redis-container:db --entrypoint redis-cli redis -h db
db:6379> ping PONG db:6379> set 1 2 OK db:6379> get 1 "2"
2.使用自定义配置
可以通过数据卷实现自定义redis配置，如下所示：
$ docker run -v /myredis/conf/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf --name myredis redis redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf
Memcached
Memcached是一个高性能、分布式的开源内存对象缓存系统。Memcached守护进程基于C语言实现，基于libevent的事件处理可以实现很高的性能。需要注意的是，由于数据仅存在于内存中，因此重启Memcached或重启操作系统会导致数据全部丢失。
可以直接通过官方提供的memcached镜像运行一个memcached-container容器：
$ docker run --name memcached-container -d memcached
94e957b52be9a254954cddd23d64ba520493519a19c2e548b4e3dd7f41475b2a
在docker run指令中可以设定memcached server使用的内存大小：
$ docker run --name memcached-container-2 -d memcached memcached -m 64
bde9544643ac2a43945322c9bde76342dfc55db12875973da83408a8d239f94c
以上指令会将memcached server的内存使用量设置为64MB。
此时，用户可以在宿主机器直接telnet测试访问memcached容器，并直接输入客户端命令：
$ telnet 192.168.99.100 11211 Trying 192.168.99.100... Connected to 192.168.99.100. Escape character is '^]'. stats STAT pid 1 STAT uptime 19 STAT time 1462972021 STAT version 1.4.25 ... END
CouchDB
CouchDB是一款面向文档的NoSQL数据库，以JSON格式存储数据。它兼容ACID，可以用于存储网站的数据与内容，以及提供缓存等。CouchDB里文档域（Field）都是以键值对的形式存储的，对数据的每次修改都会得到一个新的文档修订号。CouchDB侧重于AP（可用性和分区容忍度）。相比之下，MongoDB侧重于CP（一致性和分区容忍度）。
可以直接使用docker run指令运行官方镜像，如下所示：
$ docker run -d --name couchdb-container couchdb
50badad3e71da22b77bfd5522b27aa77299b649560254343d4a0c80c52a37c36
这个镜像中CouchDB的默认端口是5984，用户可以使用link指令进行容器链接：
$ docker run --name couchdb-app --link couchdb-container:couch couchdb
获取容器IP之后，用户可以使用curl指令，通过CouchDB API来操作CouchDB容器：
$ curl http://192.168.99.100:5984
{"couchdb":"Welcome","uuid":"7298b57db384b931f43bbc8c49e75b53","version":"1.6.1",
"vendor":{"name":"The Apache Software Foundation","version":"1.6.1"}}
Cassandra
Cassandra是个开源（Apache License 2.0）的分布式数据库，支持分散的数据存储，可以实现容错以及无单点故障等。Cassandra在设计上引入了P2P技术，具备大规模可分区行存储能力，并支持Spark、Storm、Hadoop的集成。目前Facebook、Twitter、Instagram、eBay、Github、Reddit、Netflix等多家公司都在使用Cassandra。类似工具还有HBase等。
1.使用官方镜像
首先可以使用docker run指令基于Cassandra官方镜像启动容器：
$ docker run --name my-cassandra -d cassandra:latest
1dde81cddc53322817f8c6e67022c501759d8d187a2de40f1a25710a5f2dfa53
这里的--name标签指定容器名称。cassandra:tag中的标签指定版本号。
标签名称可以参考官方仓库的标签说明：https://hub.docker.com/r/library/cassandra/tags/。
用户可以将另一个容器中的应用与Cassandra容器连接起来。此应用容器要暴露Cassandra需要使用的端口（Cassandra默认服务端口为rpc_port:9160；CQL默认本地服务端口为native_transport_port:9042），这样就可以通过容器link功能来连接Cassandra容器与应用容器：
$ docker run --name my-app --link my-cassandra:cassandra -d app-that-uses-cassandra
2.搭建Cassandra集群
Cassandra有两种集群模式：单机模式（所有实例集中于一台机器）和多机模式（实例分布于多台机器）。
单机模式下，可以按照上面描述的方法启动容器即可。
如果需要启动更多实例，则需要在指令中配置首个实例信息：
$ docker run --name my-cassandra2 -d -e CASSANDRA_SEEDS="$(docker inspect --format='{{ .NetworkSettings.IPAddress }}' my-cassandra)" cassandra:latest
其中my-cassandra就是首个Cassandra Server的实例名称。在这里使用了docker inspect指令，以获取首个实例的IP地址信息。
还可以使用docker run的--link标签来连接这两个Cassandra实例：
$ docker run --name my-cassandra2 -d --link my-cassandra:cassandra cassandra:latest
多机模式下，由于容器网络基于Docker bridge，所以需要通过环境变量配置Cassandra Server容器的IP广播地址（即使用-e标签）。
假设第一台虚拟机的IP是10.22.22.22，第二台虚拟机的IP是10.23.23.23，Gossip端口是7000。
那么启动第一台虚拟机中的Cassandra容器时的指令如下：
$ docker run --name my-cassandra -d -e CASSANDRA_BROADCAST_ADDRESS=10.42.42.42 -p 7000:7000 cassandra:latest
启动第二台虚拟机的Cassandra容器时，同样需要暴露Gossip端口，并通过环境变量声明第一台Cassandra容器的IP地址：
$ docker run --name my-cassandra -d -e CASSANDRA_BROADCAST_ADDRESS=10.43.43.43 -p 7000:7000 -e CASSANDRA_SEEDS=10.42.42.42 cassandra:latest
小结
在使用数据库容器时，建议将数据库文件映射到宿主主机，一方面减少容器文件系统带来的性能损耗，另一方面实现数据的持久化。
