1.概念
- 问题：
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
Docker到底是什么
Docker是一个应用打包、分发、部署的工具 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。
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 |
Docker用于解决什么问题
- 解决应用部署的环境问题
- 解决依赖兼容问题
- 解决操作系统环境差异
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
Docker通常用来做什么
- 应用分发、部署，方便传播给他人安装。特别是开源软件和提供私有部署的应用
- 快速安装测试/学习软件，用完就丢（类似小程序），不把时间浪费在安装软件上。例如 Redis / MongoDB / ElasticSearch / ELK
- 多个版本软件共存，不污染系统，例如 Python2、Python3，Redis4.0，Redis5.0
- Windows 上体验/学习各种 Linux 系统
2.架构
镜像和容器
Docker中有几个重要的概念：
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。
DockerHub
类似于github、maven的仓库系统
- 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。
我们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：
Docker架构
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。
3.使用
安装：略，推荐是安装Linux版
镜像常用命令
案例1-拉取、查看镜像
需求：从DockerHub中拉取一个nginx镜像并查看
1）首先去镜像仓库搜索nginx镜像，比如DockerHub:
2）根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令：docker pull nginx
3）通过命令：docker images 查看拉取到的镜像
案例2-保存、导入镜像s
需求：利用docker save将nginx镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来
1）利用docker xx --help命令查看docker save和docker load的语法
例如，查看save命令用法，可以输入命令：
docker save --help
命令格式：
docker save -o [保存的目标文件名称] [镜像名称]
2）使用docker save导出镜像到磁盘
运行命令：
docker save -o nginx.tar nginx:latest
3）使用docker load加载镜像
先删除本地的nginx镜像：
docker rmi nginx:latest
然后运行命令，加载本地文件：
docker load -i nginx.tar
容器常用命令
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
案例-创建并运行一个容器
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：
案例-进入容器，修改文件
需求：进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加一些内容
提示：进入容器要用到docker exec命令。
步骤：
1）进入容器。进入我们刚刚创建的nginx容器的命令为：
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）进入nginx的HTML所在目录 /usr/share/nginx/html
容器内部会模拟一个独立的Linux文件系统，看起来如同一个linux服务器一样：
nginx的环境、配置、运行文件全部都在这个文件系统中，包括我们要修改的html文件。
查看DockerHub网站中的nginx页面，可以知道nginx的html目录位置在/usr/share/nginx/html
我们执行命令，进入该目录：
cd /usr/share/nginx/html
3）修改index.html的内容
容器内没有vi命令，无法直接修改，我们用下面的命令来修改：
sed -i -e 's#Welcome to nginx#传智教育欢迎您#g' -e 's#<head>#<head><meta charset="utf-8">#g' index.html
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
数据卷相关操作
什么是数据卷
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
- 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
创建和查看数据卷
需求：创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置
① 创建数据卷
docker volume create html
② 查看所有数据
docker volume ls
结果：
③ 查看数据卷详细信息卷
docker volume inspect html
结果：
可以看到，我们创建的html这个数据卷关联的宿主机目录为/var/lib/docker/volumes/html/_data目录。
挂载数据卷
我们在创建容器时，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
案例-给nginx挂载数据卷
需求：创建一个nginx容器，修改容器内的html目录内的index.html内容
分析：上个案例中，我们进入nginx容器内部，已经知道nginx的html目录所在位置/usr/share/nginx/html ，我们需要把这个目录挂载到html这个数据卷上，方便操作其中的内容。
提示：运行容器时使用 -v 参数挂载数据卷
步骤：
① 创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录
docker run --name mn -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx
② 进入html数据卷所在位置，并修改HTML内容
# 查看html数据卷的位置 docker volume inspect html # 进入该目录 cd /var/lib/docker/volumes/html/_data # 修改文件 vi index.html
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
4.DockerFile
Dockerfile语法
构建自定义的镜像时，并不需要一个个文件去拷贝，打包。
我们只需要告诉Docker，我们的镜像的组成，需要哪些BaseImage、需要拷贝什么文件、需要安装什么依赖、启动脚本是什么，将来Docker会帮助我们构建镜像。
而描述上述信息的文件就是Dockerfile文件。
Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层Layer。
更新详细语法说明，请参考官网文档： Dockerfile reference | Docker Documentation
案例-基于java8构建Java项目
虽然我们可以基于Ubuntu基础镜像，添加任意自己需要的安装包，构建镜像，但是却比较麻烦。所以大多数情况下，我们都可以在一些安装了部分软件的基础镜像上做改造。
例如，构建java项目的镜像，可以在已经准备了JDK的基础镜像基础上构建。
需求：基于java:8-alpine镜像，将一个Java项目构建为镜像
实现思路如下：
- ① 新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile
- ② 拷贝课前资料提供的docker-demo.jar到这个目录中
- ③ 编写Dockerfile文件：
- a ）基于java:8-alpine作为基础镜像
- b ）将app.jar拷贝到镜像中
- c ）暴露端口
- d ）编写入口ENTRYPOINT
内容如下： FROM java:8-alpine COPY ./app.jar /tmp/app.jar EXPOSE 8090 ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar
- ④ 使用docker build命令构建镜像
- ⑤ 使用docker run创建容器并运行
小结：
- Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程
- Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建
- 基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如：java:8-alpine
