docker基础 - 技术栈

一.常用命令

首先我们来学习Docker中的常见命令，可以参考官方文档：https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/cli/

1.1 命令介绍

其中，比较常见的命令有：

命令	说明	文档地址
docker pull	拉取镜像	docker pull
docker push	推送镜像到DockerRegistry	docker push
docker images	查看本地镜像	docker images
docker rmi	删除本地镜像	docker rmi
docker run	创建并运行容器（不能重复创建）	docker run
docker stop	停止指定容器	docker stop
docker start	启动指定容器	docker start
docker restart	重新启动容器	docker restart
docker rm	删除指定容器	docs.docker.com
docker ps	查看容器	docker ps
docker logs	查看容器运行日志	docker logs
docker exec	进入容器	docker exec
docker save	保存镜像到本地压缩文件	docker save
docker load	加载本地压缩文件到镜像	docker load
docker inspect	查看容器详细信息	docker inspect

用一副图来表示这些命令的关系：

补充：

默认情况下，每次重启虚拟机我们都需要手动启动Docker和Docker中的容器。通过命令可以实现开机自启：

shell 复制代码

# Docker开机自启
systemctl enable docker

# Docker容器开机自启
docker update --restart=always [容器名/容器id]

1.2 命令别名

给常用Docker命令起别名，方便我们访问：

shell 复制代码

# 修改/root/.bashrc文件
vim /root/.bashrc
内容如下：
# .bashrc

# User specific aliases and functions

alias rm='rm -i'
alias cp='cp -i'
alias mv='mv -i'
alias dps='docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"'
alias dis='docker images'

# Source global definitions
if [ -f /etc/bashrc ]; then
        . /etc/bashrc
fi

然后，执行命令使别名生效

shell 复制代码

source /root/.bashrc

二.数据卷

容器是隔离环境，容器内程序的文件、配置、运行时产生的容器都在容器内部，我们要读写容器内的文件非常不方便。大家思考几个问题：

如果要升级MySQL版本，需要销毁旧容器，那么数据岂不是跟着被销毁了？
MySQL、Nginx容器运行后，如果我要修改其中的某些配置该怎么办？
我想要让Nginx代理我的静态资源怎么办？

因此，容器提供程序的运行环境，但是程序运行产生的数据、程序运行依赖的配置都应该与容器解耦。

2.1 什么是数据卷

数据卷（volume）是一个虚拟目录，是容器内目录与宿主机目录之间映射的桥梁。

以Nginx为例，我们知道Nginx中有两个关键的目录：

html：放置一些静态资源
conf：放置配置文件

如果我们要让Nginx代理我们的静态资源，最好是放到html目录；如果我们要修改Nginx的配置，最好是找到conf下的nginx.conf文件。但遗憾的是，容器运行的Nginx所有的文件都在容器内部。所以我们必须利用数据卷将两个目录与宿主机目录关联，方便我们操作。如图：

在上图中：

我们创建了两个数据卷：conf、html
Nginx容器内部的conf目录和html目录分别与两个数据卷关联。
而数据卷conf和html分别指向了宿主机的/var/lib/docker/volumes/conf/_data目录和/var/lib/docker/volumes/html/_data目录

这样以来，容器内的conf和html目录就与宿主机的conf和html目录关联起来，我们称为挂载。此时，我们操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html/_data就是在操作容器内的/usr/share/nginx/html/_data目录。只要我们将静态资源放入宿主机对应目录，就可以被Nginx代理了。

/var/lib/docker/volumes这个目录就是默认的存放所有容器数据卷的目录，其下再根据数据卷名称创建新目录，格式为/数据卷名/_data。

2.2 数据卷命令

命令	说明	文档地址
docker volume create	创建数据卷	docker volume create
docker volume ls	查看所有数据卷	docs.docker.com
docker volume rm	删除指定数据卷	docs.docker.com
docker volume inspect	查看某个数据卷的详情	docs.docker.com
docker volume prune	清除数据卷	docker volume prune

注意：容器与数据卷的挂载要在创建容器时配置，对于创建好的容器，是不能设置数据卷的。而且创建容器的过程中，数据卷会自动创建。

演示一下MySQL的匿名数据卷

shell 复制代码

# 1.查看MySQL容器详细信息
docker inspect mysql
# 关注其中.Config.Volumes部分和.Mounts部分

我们关注两部分内容，第一是.Config.Volumes部分：

json 复制代码

{
  "Config": {
    // ... 略
    "Volumes": {
      "/var/lib/mysql": {}
    }
    // ... 略
  }
}

可以发现这个容器声明了一个本地目录，需要挂载数据卷 ，但是数据卷未定义。这就是匿名卷。

然后，我们再看结果中的.Mounts部分：

json 复制代码

{
	"Mounts": [{
		"Type": "volume",
		"Name": "55dc1360c73015945fc5bb35cfa7aec9572a3ef7459a16c9d1a826647e399a04",
		"Source": "/var/lib/docker/volumes/55dc1360c73015945fc5bb35cfa7aec9572a3ef7459a16c9d1a826647e399a04/_data",
		"Destination": "/var/lib/mysql",
		"Driver": "local",
		"Mode": "",
		"RW": true,
		"Propagation": ""
	}]
}

可以发现，其中有几个关键属性：

Name：数据卷名称。由于定义容器未设置容器名，这里的就是匿名卷自动生成的名字，一串hash值。
Source：宿主机目录
Destination : 容器内的目录

上述配置是将容器内的/var/lib/mysql这个目录，与数据卷55dc1360c73015945fc5bb35cfa7aec9572a3ef7459a16c9d1a826647e399a04挂载。于是在宿主机中就有了/var/lib/docker/volumes/55dc1360c73015945fc5bb35cfa7aec9572a3ef7459a16c9d1a826647e399a04/_data这个目录。这就是匿名数据卷对应的目录，其使用方式与普通数据卷没有差别。

接下来，可以查看该目录下的MySQL的data文件：

shell 复制代码

ls -l /var/lib/docker/volumes/55dc1360c73015945fc5bb35cfa7aec9572a3ef7459a16c9d1a826647e399a04/_data

2.3 挂载本地目录或文件

可以发现，数据卷的目录结构较深，如果我们去操作数据卷目录会不太方便。在很多情况下，我们会直接将容器目录与宿主机指定目录挂载。挂载语法与数据卷类似：

shell 复制代码

# 挂载本地目录
-v 本地目录:容器内目录
# 挂载本地文件
-v 本地文件:容器内文件

注意：本地目录或文件必须以 / 或 ./开头，如果直接以名字开头，会被识别为数据卷名而非本地目录名。

例如：

shell 复制代码

-v mysql:/var/lib/mysql # 会被识别为一个数据卷叫mysql，运行时会自动创建这个数据卷
-v ./mysql:/var/lib/mysql # 会被识别为当前目录下的mysql目录，运行时如果不存在会创建目录

三.镜像

前面我们一直在使用别人准备好的镜像，那如果我要部署一个Java项目，把它打包为一个镜像该怎么做呢？

3.1 镜像结构

我们打包镜像分成这么几步：
- 准备Linux运行环境（java项目并不需要完整的操作系统，仅仅是基础运行环境即可）
- 安装并配置JDK
- 拷贝jar包
- 配置启动脚本

上述步骤中的每一次操作其实都是在生产一些文件（系统运行环境、函数库、配置最终都是磁盘文件），所以镜像就是一堆文件的集合。

但需要注意的是，镜像文件不是随意堆放的，而是按照操作的步骤分层叠加而成，每一层形成的文件都会单独打包并标记一个唯一id，称为Layer（层）。这样，如果我们构建时用到的某些层其他人已经制作过，就可以直接拷贝使用这些层，而不用重复制作。

3.2 Dockerfile

由于制作镜像的过程中，需要逐层处理和打包，比较复杂，所以Docker就提供了自动打包镜像的功能。我们只需要将打包的过程，每一层要做的事情用固定的语法写下来，交给Docker去执行即可。而这种记录镜像结构的文件就称为Dockerfile，其对应的语法可以参考官方文档：https://docs.docker.com/engine/reference/builder/

指令	说明	示例
FROM	指定基础镜像	FROM centos:6
ENV	设置环境变量，可在后面指令使用	ENV key value
COPY	拷贝本地文件到镜像的指定目录	COPY ./xx.jar /tmp/app.jar
RUN	执行Linux的shell命令，一般是安装过程的命令	RUN yum install gcc
EXPOSE	指定容器运行时监听的端口，是给镜像使用者看的	EXPOSE 8080
ENTRYPOINT	镜像中应用的启动命令，容器运行时调用	ENTRYPOINT java -jar xx.jar

例如，要基于Ubuntu镜像来构建一个Java应用，其Dockerfile内容如下：

shell 复制代码

# 指定基础镜像
FROM ubuntu:16.04
# 配置环境变量，JDK的安装目录、容器内时区
ENV JAVA_DIR=/usr/local
ENV TZ=Asia/Shanghai
# 拷贝jdk和java项目的包
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar
# 设定时区
RUN ln -snf /usr/share/zoneinfo/$TZ /etc/localtime && echo $TZ > /etc/timezone
# 安装JDK
RUN cd $JAVA_DIR \
 && tar -xf ./jdk8.tar.gz \
 && mv ./jdk1.8.0_144 ./java8
# 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
# 指定项目监听的端口
EXPOSE 8080
# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

思考一下：以后我们会有很多很多java项目需要打包为镜像，他们都需要Linux系统环境、JDK环境这两层，只有上面的3层不同（因为jar包不同）。如果每次制作java镜像都重复制作前两层镜像，是不是很麻烦。

所以，就有人提供了基础的系统加JDK环境，我们在此基础上制作java镜像，就可以省去JDK的配置了：

shell 复制代码

# 基础镜像
FROM openjdk:11.0-jre-buster
# 设定时区
ENV TZ=Asia/Shanghai
RUN ln -snf /usr/share/zoneinfo/$TZ /etc/localtime && echo $TZ > /etc/timezone
# 拷贝jar包
COPY docker-demo.jar /app.jar
# 入口
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

3.3 构建镜像

当Dockerfile文件写好以后，就可以利用命令来构建镜像了。我们准备好了一个demo项目及对应的Dockerfile

首先，我们将资料中的docker-demo.jar包以及Dockerfile拷贝到虚拟机的/root/demo目录：

Dockerfile:

shell 复制代码

# 基础镜像
FROM openjdk:11.0-jre-buster
# 设定时区
ENV TZ=Asia/Shanghai
RUN ln -snf /usr/share/zoneinfo/$TZ /etc/localtime && echo $TZ > /etc/timezone
# 拷贝jar包
COPY docker-demo.jar /app.jar
# 入口
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

然后，执行命令，构建镜像：

shell 复制代码

# 进入镜像目录
cd /root/demo
# 开始构建
docker build -t docker-demo:1.0 .

命令说明：

docker build : 就是构建一个docker镜像
-t docker-demo:1.0 ：-t参数是指定镜像的名称（repository和tag）
. : 最后的点是指构建时Dockerfile所在路径，由于我们进入了demo目录，所以指定的是.代表当前目录，也可以直接指定Dockerfile目录：

shell 复制代码

# 直接指定Dockerfile目录
docker build -t docker-demo:1.0 /root/demo

结果：

查看镜像列表：

shell 复制代码

# 查看镜像列表：
docker images
# 结果
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
docker-demo   1.0       d6ab0b9e64b9   27 minutes ago   327MB
nginx         latest    605c77e624dd   16 months ago    141MB
mysql         latest    3218b38490ce   17 months ago    516MB

然后尝试运行该镜像：

shell 复制代码

# 1.创建并运行容器
docker run -d --name dd -p 8090:8090 docker-demo:1.0
# 2.查看容器
dps
# 结果
CONTAINER ID   IMAGE             PORTS                                                  STATUS         NAMES
78a000447b49   docker-demo:1.0   0.0.0.0:8080->8080/tcp, :::8090->8090/tcp              Up 2 seconds   dd
f63cfead8502   mysql             0.0.0.0:3306->3306/tcp, :::3306->3306/tcp, 33060/tcp   Up 2 hours     mysql

# 3.访问
curl localhost:8080/hello/count
# 结果：
<h5>欢迎访问测试商城, 这是您第1次访问<h5>

四.网络

刚才我们创建了一个Java项目的容器，而Java项目往往需要访问其它各种中间件，例如MySQL、Redis等。现在，我们的容器之间能否互相访问呢？我们来测试一下

首先，我们查看下MySQL容器的详细信息，重点关注其中的网络IP地址：

shell 复制代码

# 1.用基本命令，寻找Networks.bridge.IPAddress属性
docker inspect mysql
# 也可以使用format过滤结果
docker inspect --format='{{range .NetworkSettings.Networks}}{{println .IPAddress}}{{end}}' mysql
# 得到IP地址如下：
172.17.0.2

# 2.然后通过命令进入dd容器
docker exec -it dd bash

# 3.在容器内，通过ping命令测试网络
ping 172.17.0.2
# 结果
PING 172.17.0.2 (172.17.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.053 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.059 ms
64 bytes from 172.17.0.2: icmp_seq=3 ttl=64 time=0.058 ms

发现可以互联，没有问题。

但是，容器的网络IP其实是一个虚拟的IP，其值并不固定与某一个容器绑定，如果我们在开发时写死某个IP，而在部署时很可能MySQL容器的IP会发生变化，连接会失败。

所以，我们必须借助于docker的网络功能来解决这个问题，官方文档：
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/network/

常见命令有：

命令	说明	文档地址
docker network create	创建一个网络	docker network create
docker network ls	查看所有网络	docs.docker.com
docker network rm	删除指定网络	docs.docker.com
docker network prune	清除未使用的网络	docs.docker.com
docker network connect	使指定容器连接加入某网络	docs.docker.com
docker network disconnect	使指定容器连接离开某网络	docker network disconnect
docker network inspect	查看网络详细信息	docker network inspect

shell 复制代码

# 1.首先通过命令创建一个网络
docker network create hmall

# 2.然后查看网络
docker network ls
# 结果：
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
639bc44d0a87   bridge    bridge    local
403f16ec62a2   hmall     bridge    local
0dc0f72a0fbb   host      host      local
cd8d3e8df47b   none      null      local
# 其中，除了hmall以外，其它都是默认的网络

# 3.让dd和mysql都加入该网络，注意，在加入网络时可以通过--alias给容器起别名
# 这样该网络内的其它容器可以用别名互相访问！
# 3.1.mysql容器，指定别名为db，另外每一个容器都有一个别名是容器名
docker network connect hmall mysql --alias db
# 3.2.db容器，也就是我们的java项目
docker network connect hmall dd

# 4.进入dd容器，尝试利用别名访问db
# 4.1.进入容器
docker exec -it dd bash
# 4.2.用db别名访问
ping db
# 结果
PING db (172.18.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from mysql.hmall (172.18.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.070 ms
64 bytes from mysql.hmall (172.18.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.056 ms
# 4.3.用容器名访问
ping mysql
# 结果：
PING mysql (172.18.0.2) 56(84) bytes of data.
64 bytes from mysql.hmall (172.18.0.2): icmp_seq=1 ttl=64 time=0.044 ms
64 bytes from mysql.hmall (172.18.0.2): icmp_seq=2 ttl=64 time=0.054 ms

总结：

在自定义网络中，可以给容器起多个别名，默认的别名是容器名本身
在同一个自定义网络中的容器，可以通过别名互相访问