一个小时学会Docker(开源的应用容器引擎)

一、概要

1.1 为什么需要 Docker

在软件开发的世界里，环境一致性是个永恒的挑战。开发者在本地开发的应用，往往在部署到测试或生产环境时出现问题，这就是所谓的“在我的机器上可以运行”的困境。Docker 的出现，通过容器化技术，将应用及其依赖打包在一起，确保了在任何环境下的一致性，从而解决了这一问题。此外，Docker 还提供了资源隔离和快速部署的能力，使得开发和运维工作更加高效。

常规应用开发部署方式：自己在 Windows 上开发、测试 --> 到 Linux 服务器配置运行环境部署。

问题：我机器上跑都没问题，怎么到服务器就各种问题了

用 Docker 开发部署流程：自己在 Windows 上开发、测试 --> 打包为 Docker 镜像（可以理解为软件安装包） --> 各种服务器上只需要一个命令部署好

优点：确保了不同机器上跑都是一致的运行环境，不会出现我机器上跑正常，你机器跑就有问题的情况。

1.2 什么是 Docker

Docker 是一个开源的应用容器引擎，它允许开发者将应用及其依赖打包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器或 Windows 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

Docker 是一个应用打包、分发、部署的工具
你也可以把它理解为一个轻量的虚拟机，它只虚拟你软件需要的运行环境，多余的一点都不要，
而普通虚拟机则是一个完整而庞大的系统，包含各种不管你要不要的软件。

1.3 跟普通虚拟机的对比

虚拟机（VM）通过模拟硬件来运行完整的操作系统，而 Docker 容器则是直接运行在宿主机的操作系统上，共享宿主机的内核。因此，Docker 容器比虚拟机更轻量，启动更快，资源消耗更少。简单来说，如果你把虚拟机比作完整的旅行大巴，那么 Docker 容器就像是一辆轻便的自行车，都能带你到达目的地，但后者更加高效和便捷。

特性	普通虚拟机	Docker
跨平台	通常只能在桌面级系统运行，例如 Windows/Mac，无法在不带图形界面的服务器上运行	支持的系统非常多，各类 windows 和 Linux 都支持
性能	性能损耗大，内存占用高，因为是把整个完整系统都虚拟出来了	性能好，只虚拟软件所需运行环境，最大化减少没用的配置
自动化	需要手动安装所有东西	一个命令就可以自动部署好所需环境
稳定性	稳定性不高，不同系统差异大	稳定性好，不同系统都一样部署方式

1.4 Docker 的特点与优势

• 轻量级：Docker 容器直接运行在宿主机的操作系统上，不需要额外的操作系统，因此比虚拟机更节省资源。
• 快速部署：容器启动几乎是即时的，相比虚拟机的启动时间大大缩短。
• 一致性：确保开发、测试和生产环境的一致性，减少“在我的机器上可以运行”的问题。
• 可移植性：容器可以在任何安装了 Docker 的系统上运行，无论是开发、测试还是生产环境。
• 隔离性：每个容器都是独立的，一个容器的故障不会影响其他容器。
• 可扩展性：可以轻松地将应用扩展到多个容器，实现负载均衡和服务的高可用性。

1.5 Docker 通常用来做什么

Docker 被广泛应用于以下领域：

• 开发与测试：提供一致的开发环境，简化测试流程。
• 持续集成/持续部署（CI/CD）：自动化应用的构建、测试和部署过程。
• 微服务架构：支持微服务的部署和管理，使得服务更加模块化和易于维护。
• 云计算和数据中心：容器化的应用更容易在云环境中部署和管理，提高了资源的利用率和应用的弹性。

1.6 Docker 中名词解释

• 镜像（Image）：Docker 镜像是容器的模板。镜像包含了文件系统和应用运行所需的所有内容。
• 容器（Container）：容器是镜像运行时的实例。容器可以创建、启动、停止、删除。
• 仓库（Repository）：仓库是集中存放镜像文件的地方。Docker Hub 是最著名的公共仓库。
• Dockerfile：Dockerfile 是一种脚本，包含了从基础镜像开始，如何构建一个新的 Docker 镜像的指令。
• 端口映射（Port Mapping）：端口映射允许你将容器内部的端口映射到宿主机的端口，从而能够访问运行在容器内部的应用。
• 卷（Volume）：卷是 Docker 中用于数据持久化和共享的一种机制。它可以在容器之间共享和重用数据。
• 打包：就是把你软件运行所需的依赖、第三方库、软件打包到一起，变成一个安装包
• 分发：你可以把你打包好的“安装包”上传到一个镜像仓库，其他人可以非常方便的获取和安装
• 部署：拿着“安装包”就可以一个命令运行起来你的应用，自动模拟出一摸一样的运行环境，不管是在 Windows/Mac/Linux。

1.7 Docker 学习资料

为了帮助您更好地学习和掌握 Docker，这里为您整理了一些重要的学习资源，包括官方网站、中文学习网站以及官方文档等。

• Docker 官方网站
  官方网站是学习 Docker 的最佳起点，提供了最新的信息、教程和文档。您可以在这里找到从基础到高级的各种资源。
  Docker 官方网站
• Docker 官方文档
  官方文档详细介绍了 Docker 的所有功能和使用方法，是深入学习 Docker 的重要资源。
  Docker 官方文档
• Docker Hub
  Docker Hub 是 Docker 官方的镜像仓库，您可以在这里找到成千上万的预构建镜像，以及由社区维护的各种工具和应用。
  Docker Hub
• Docker中文网
• https://www.docker.org.cn/

通过这些资源的学习和实践，您将能够更快地掌握 Docker 的使用技巧，提高软件开发和部署的效率。记得在学习过程中多动手实践，这是掌握 Docker 最快的方式。

二、Docker安装

2.1、安装地址

桌面版：https://www.docker.com/products/docker-desktop服务器版：https://docs.docker.com/engine/install/#server

2.2、启动报错解决

报错截图

解决方法：

控制面板->程序->启用或关闭 windows 功能，开启 Windows 虚拟化和 Linux 子系统（WSL2)

命令行安装 Linux 内核
wsl.exe --install -d Ubuntu

你也可以打开微软商店 Microsoft Store 搜索 Linux 进行安装，选择一个最新版本的 Ubuntu 或者 Debian 都可以

上面命令很可能你安装不了，微软商店你也可能打不开，如果遇到这个问题，参考：

设置开机启动 Hypervisor
bcdedit /set hypervisorlaunchtype auto

注意要用管理员权限打开 PowerShell

设置默认使用版本2
wsl.exe --set-default-version 2

查看 WSL 是否安装正确

wsl.exe --list --verbose应该如下图，可以看到一个 Linux 系统，名字你的不一定跟我的一样，看你安装的是什么版本。

并且 VERSION 是 2

确保 BIOS 已开启虚拟化，下图检查是否已开启好

如果是已禁用，请在开机时按 F2 进入 BIOS 开启一下，不会设置的可以网上搜索下自己主板的设置方法，Intel 和 AMD 的设置可能稍有不同

出现下图错误，点击链接安装最新版本的 WSL2

https://wslstorestorage.blob.core.windows.net/wslblob/wsl_update_x64.msi

2.3、镜像加速源

镜像加速器	镜像加速器地址
Docker 中国官方镜像	https://registry.docker-cn.com
DaoCloud 镜像站	http://f1361db2.m.daocloud.io
Azure 中国镜像	https://dockerhub.azk8s.cn
科大镜像站	https://docker.mirrors.ustc.edu.cn
阿里云	https://ud6340vz.mirror.aliyuncs.com
七牛云	https://reg-mirror.qiniu.com
网易云	https://hub-mirror.c.163.com
腾讯云	https://mirror.ccs.tencentyun.com

"registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"]

 三、Docker 快速安装软件

3.1、直接安装的缺点

• 安装麻烦，可能有各种依赖，运行报错。例如：WordPress，ElasticSearch，Redis，ELK
• 可能对 Windows 并不友好，运行有各种兼容问题，软件只支持 Linux 上跑
• 不方便安装多版本软件，不能共存。
• 电脑安装了一堆软件，拖慢电脑速度。
• 不同系统和硬件，安装方式不一样

3.2、Docker 安装的优点

• 一个命令就可以安装好，快速方便
• 有大量的镜像，可直接使用
• 没有系统兼容问题，Linux 专享软件也照样跑
• 支持软件多版本共存
• 用完就丢，不拖慢电脑速度
• 不同系统和硬件，只要安装好 Docker 其他都一样了，一个命令搞定所有

3.3、演示 Docker 安装 Redis

Redis 官网：https://redis.io/

官网下载安装教程只有源码安装方式，没有 Windows 版本。想要自己安装 windows 版本需要去找别人编译好的安装包。

Docker 官方镜像仓库查找 Redis ：https://hub.docker.com/

一个命令跑起来：docker run -d -p 6379:6379 --name redis redis:latest

docker run: 这是Docker命令行工具的基本命令之一，用于创建一个新的容器并运行一个镜像。

-d: 这个参数代表"detached"，意味着容器将在后台运行。也就是说，一旦容器启动，命令行会立即返回，不会显示容器的输出。

-p 6379:6379: 这个参数用于端口映射。-p后面跟着的是两组数字，中间用冒号分隔。第一组数字是宿主机（也就是运行Docker的机器）上的端口，第二组数字是容器内部的端口。在这个例子中，宿主机的6379端口被映射到容器的6379端口上。这意味着，你可以通过访问宿主机的6379端口来与容器内的Redis服务进行通信。

--name redis: 这个参数用于给创建的容器指定一个名称。在这个例子中，容器的名称被设置为"redis"。这样做可以让你之后更方便地引用这个容器，而不需要记住容器的ID。

redis:latest: 这是要运行的Docker镜像的名称及标签。"redis"是镜像的名称，而"latest"是一个标签，代表要运行的是这个镜像的最新版本。Docker会自动从Docker Hub（一个公共的镜像仓库）拉取这个镜像，如果本地没有的话。

命令参考：https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/run/

3.4、安装 Wordpress

docker-compose.yml

version: '3.1'

services:

  wordpress:
    image: wordpress
    restart: always
    ports:
      - 8080:80
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: db
      WORDPRESS_DB_USER: exampleuser
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: examplepass
      WORDPRESS_DB_NAME: exampledb
    volumes:
      - wordpress:/var/www/html

  db:
    image: mysql:5.7
    restart: always
    environment:
      MYSQL_DATABASE: exampledb
      MYSQL_USER: exampleuser
      MYSQL_PASSWORD: examplepass
      MYSQL_RANDOM_ROOT_PASSWORD: '1'
    volumes:
      - db:/var/lib/mysql

volumes:
  wordpress:
  db:

3.5、安装 ELK

docker run -p 5601:5601 -p 9200:9200 -p 5044:5044 -it --name elk sebp/elk

内存不够解决方法转到用户目录 cd ~，路径类似这个：C:\Users\<UserName>创建 .wslconfig 文件填入以下内容

[wsl2] memory=10GB # Limits VM memory in WSL 2 to 4 GB processors=2 # Makes the WSL 2 VM use two virtual processors

生效配置，命令行运行 wsl --shutdown

3.6、更多相关命令

docker ps 查看当前运行中的容器
docker images 查看镜像列表
docker rm container-id 删除指定 id 的容器
docker stop/start container-id 停止/启动指定 id 的容器
docker rmi image-id 删除指定 id 的镜像
docker volume ls 查看 volume 列表
docker network ls 查看网络列表

四、镜像制作

4.1、什么是dockerfile?

Dockerfile是一个包含用于组合映像的命令的文本文档。可以使用在命令行中调用任何命令。 Docker通过读取Dockerfile中的指令自动生成映像。

docker build命令用于从Dockerfile构建映像。可以在docker build命令中使用-f标志指向文件系统中任何位置的Dockerfile。

例：

docker build -f -t /path/to/a/Dockerfile registry:v1.0.1

4.2、Dockerfile的基本结构

Dockerfile 一般分为四部分：基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令和容器启动时执行指令，’#’ 为 Dockerfile 中的注释。

4.3、Dockerfile文件说明

Docker以从上到下的顺序运行Dockerfile的指令。为了指定基本映像，第一条指令必须是FROM。一个声明以＃字符开头则被视为注释。可以在Docker文件中使用RUN，CMD，FROM，EXPOSE，ENV等指令。

在这里列出了一些常用的指令。

FROM：指定基础镜像，必须为第一个命令

格式：
　　FROM 
　　FROM :
　　FROM @
示例：
　　FROM mysql:5.6
注：
　　tag或digest是可选的，如果不使用这两个值时，会使用latest版本的基础镜像

MAINTAINER: 维护者信息

格式：
    MAINTAINER 
示例：
    MAINTAINER zhangsan
    MAINTAINER [e-mail]
    MAINTAINER zhangsan <[e-mail]>

RUN：构建镜像时执行的命令

RUN用于在镜像容器中执行命令，其有以下两种命令执行方式：
shell执行
格式：
    RUN 
exec执行
格式：
    RUN ["executable", "param1", "param2"]
示例：
    RUN ["executable", "param1", "param2"]
    RUN apk update
    RUN ["/etc/execfile", "arg1", "arg1"]
注：
　　RUN指令创建的中间镜像会被缓存，并会在下次构建中使用。如果不想使用这些缓存镜像，可以在构建时指定--no-cache参数，如：docker build --no-cache

ADD：将本地文件添加到容器中，tar类型文件会自动解压，可以访问网络资源，类似wget

格式：
    ADD ... 
    ADD ["",... ""] 用于支持包含空格的路径
示例：
    ADD hom* /mydir/          # 添加所有以"hom"开头的文件
    ADD hom?.txt /mydir/      # ? 替代一个单字符,例如："home.txt"
    ADD test relativeDir/     # 添加 "test" 到 `WORKDIR`/relativeDir/
    ADD test /absoluteDir/    # 添加 "test" 到 /absoluteDir/

COPY：功能类似ADD，但是是不会自动解压文件，也不能访问网络资源

CMD：构建容器后调用，也就是在容器启动时才进行调用。

格式：
    CMD ["executable","param1","param2"] (执行可执行文件，优先)
    CMD ["param1","param2"] (设置了ENTRYPOINT，则直接调用ENTRYPOINT添加参数)
    CMD command param1 param2 (执行shell内部命令)
示例：
    CMD echo "This is a test." | wc -
    CMD ["/usr/bin/wc","--help"]
注：
 　　CMD不同于RUN，CMD用于指定在容器启动时所要执行的命令，而RUN用于指定镜像构建时所要执行的命令。

ENTRYPOINT：配置容器，使其可执行化。配合CMD可省去"application"，只使用参数。

docker run
docker run

LABEL：用于为镜像添加元数据

格式：
    LABEL = = = ...
示例：
　　LABEL version="1.0" description="这是一个Web服务器" by="IT笔录"
注：
　　使用LABEL指定元数据时，一条LABEL指定可以指定一或多条元数据，指定多条元数据时不同元数据之间通过空格分隔。推荐将所有的元数据通过一条LABEL指令指定，以免生成过多的中间镜像。

ENV：设置环境变量

格式：
    ENV  
    ENV = ...
示例：
    ENV myName John Doe
    ENV myDog Rex The Dog
    ENV myCat fluffy

EXPOSE：指定于外界交互的端口

docker run
-P

VOLUME：用于指定持久化目录

格式：
    VOLUME ["/path/to/dir"]
示例：
    VOLUME ["/data"]
    VOLUME ["/var/www", "/var/log/apache2", "/etc/apache2"
注：
　　一个卷可以存在于一个或多个容器的指定目录，该目录可以绕过联合文件系统，并具有以下功能：

1 卷可以容器间共享和重用
2 容器并不一定要和其它容器共享卷
3 修改卷后会立即生效
4 对卷的修改不会对镜像产生影响
5 卷会一直存在，直到没有任何容器在使用它

WORKDIR：工作目录，类似于cd命令

docker run

USER:指定运行容器时的用户名或 UID，后续的 RUN 也会使用指定用户。使用USER指定用户时，可以使用用户名、UID或GID，或是两者的组合。当服务不需要管理员权限时，可以通过该命令指定运行用户。并且可以在之前创建所需要的用户

 格式:
　　USER user
　　USER user:group
　　USER uid
　　USER uid:gid
　　USER user:gid
　　USER uid:group

 示例：
　　USER www

 注：

　　使用USER指定用户后，Dockerfile中其后的命令RUN、CMD、ENTRYPOINT都将使用该用户。镜像构建完成后，通过docker run运行容器时，可以通过-u参数来覆盖所指定的用户。

ARG：用于指定传递给构建运行时的变量

格式：
    ARG [=]
示例：
    ARG site
    ARG build_user=www

ONBUILD：用于设置镜像触发器

格式：
　　ONBUILD [INSTRUCTION]
示例：
　　ONBUILD ADD . /app/src
　　ONBUILD RUN /usr/local/bin/python-build --dir /app/src
注：
　　当所构建的镜像被用做其它镜像的基础镜像，该镜像中的触发器将会被钥触发

 

以下是一个小例子：

# This my first nginx Dockerfile
# Version 1.0

# Base images 基础镜像
FROM centos

#MAINTAINER 维护者信息
MAINTAINER zhangsan 

#ENV 设置环境变量
ENV PATH /usr/local/nginx/sbin:$PATH

#ADD  文件放在当前目录下，拷过去会自动解压
ADD nginx-1.8.0.tar.gz /usr/local/  
ADD epel-release-latest-7.noarch.rpm /usr/local/  

#RUN 执行以下命令 
RUN rpm -ivh /usr/local/epel-release-latest-7.noarch.rpm
RUN yum install -y wget lftp gcc gcc-c++ make openssl-devel pcre-devel pcre && yum clean all
RUN useradd -s /sbin/nologin -M www

#WORKDIR 相当于cd
WORKDIR /usr/local/nginx-1.8.0 

RUN ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-pcre && make && make install

RUN echo "daemon off;" >> /etc/nginx.conf

#EXPOSE 映射端口
EXPOSE 80

#CMD 运行以下命令
CMD ["nginx"]

 

解释常用指令的意义

Dockerfile 文件中还是其它参数，参考：http://www.docker.org.cn/dockerppt/114.html