Docker基础

文章目录

Docker基础
- [1. Docker简介](#1. Docker简介)
- - [1.1 应用容器引擎](#1.1 应用容器引擎)
  - [1.2 Docker的核心概念和功能](#1.2 Docker的核心概念和功能)
  - [1.3 Docker的架构和组件](#1.3 Docker的架构和组件)
- [2. 快速入门](#2. 快速入门)
- [3. Docker常用命令](#3. Docker常用命令)
- - [3.1 常见命令介绍](#3.1 常见命令介绍)
  - [3.2 Nginx实例](#3.2 Nginx实例)
  - [3.3 命令别名](#3.3 命令别名)
- [4. 数据卷](#4. 数据卷)
- - [4.1 数据卷的作用和特性](#4.1 数据卷的作用和特性)
  - [4.2 数据卷的使用场景](#4.2 数据卷的使用场景)
  - [4.3 示例](#4.3 示例)
- [5. 数据卷命令](#5. 数据卷命令)
- - [5.1 Nginx示例](#5.1 Nginx示例)
  - [5.2 匿名数据卷](#5.2 匿名数据卷)
  - [5.3 挂载本地目录](#5.3 挂载本地目录)
- [6. 镜像](#6. 镜像)
- - [6.1 镜像结构](#6.1 镜像结构)
  - [6.2 Dockerfile](#6.2 Dockerfile)
  - [6.3 示例](#6.3 示例)
- [7. 网络](#7. 网络)

1. Docker简介

1.1 应用容器引擎

Docker是一种开源的应用容器引擎，允许开发者将应用程序及其所有依赖项打包到一个标准化的单元中，这个单元被称为"容器"。容器可以在任何支持Docker的环境中运行，确保应用程序的可移植性和一致性。‌

1.2 Docker的核心概念和功能

Docker基于操作系统层级的虚拟化技术，将软件及其依赖项打包为容器。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。Docker的核心功能包括：

‌轻量级虚拟化‌：Docker容器启动和停止可以在秒级实现，相比传统的虚拟机方式要快得多。
‌资源高效‌：Docker容器对系统资源需求很少，一台主机上可以同时运行数千个Docker容器。
‌可移植性‌：Docker容器可以在任何流行的Linux机器上运行，方便快捷。

1.3 Docker的架构和组件

Docker使用客户端-服务器（C/S）架构模式，主要包括以下几个组件：

‌Docker Client客户端‌：向Docker服务器进程发起请求，如创建、停止、销毁容器等操作。
‌Docker Server服务器进程‌：处理所有Docker的请求，管理所有容器。
‌Docker Image镜像‌：存放容器的模板。
‌Docker Container容器‌：实际运行的实例。

2. 快速入门

利用Docker快速的安装了MySQL：

shell 复制代码

docker run -d \
  --name mysql \
  -p 3306:3306 \
  -e TZ=Asia/Shanghai \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
  mysql

命令解读

docker run -d ：创建并运行一个容器，-d则是让容器以后台进程运行

--name`` mysql : 给容器起个名字叫mysql，你可以叫别的

-p 3306:3306 : 设置端口映射。

容器是隔离环境 ，外界不可访问。但是可以将宿主机端口映射容器内到端口，当访问宿主机指定端口时，就是在访问容器内的端口了。

容器内端口往往是由容器内的进程决定，例如MySQL进程默认端口是3306，因此容器内端口一定是3306；而宿主机端口则可以任意指定，一般与容器内保持一致。

格式： -p 宿主机端口:容器内端口，示例中就是将宿主机的3306映射到容器内的3306端口

-``e`` TZ=Asia/Shanghai : 配置容器内进程运行时的一些参数

格式：-e KEY=VALUE，KEY和VALUE都由容器内进程决定

案例中，TZ``=Asia/Shanghai是设置时区；MYSQL_ROOT_PASSWORD=123是设置MySQL默认密码

mysql : 设置镜像名称，Docker会根据这个名字搜索并下载镜像

格式：REPOSITORY:TAG，例如mysql:8.0，其中REPOSITORY可以理解为镜像名，TAG是版本号

在未指定TAG的情况下，默认是最新版本，也就是mysql:latest

镜像的名称不是随意的，而是要到DockerRegistry中寻找，镜像运行时的配置也不是随意的，要参考镜像的帮助文档，这些在DockerHub网站或者软件的官方网站中都能找到。

如果我们要安装其它软件，也可以到DockerRegistry中寻找对应的镜像名称和版本，阅读相关配置即可。

3. Docker常用命令

官方参考文档地址：https://docs.docker.com/reference/cli/docker/

3.1 常见命令介绍

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

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

PowerShell 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]

3.2 Nginx实例

PowerShell 复制代码

# 第1步，去DockerHub查看nginx镜像仓库及相关信息

# 第2步，拉取Nginx镜像
docker pull nginx

# 第3步，查看镜像
docker images
# 结果如下：
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
nginx        latest    605c77e624dd   16 months ago   141MB
mysql        latest    3218b38490ce   17 months ago   516MB

# 第4步，创建并允许Nginx容器
docker run -d --name nginx -p 80:80 nginx

# 第5步，查看运行中容器
docker ps
# 也可以加格式化方式访问，格式会更加清爽
docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"

# 第6步，访问网页，地址：http://虚拟机地址

# 第7步，停止容器
docker stop nginx

# 第8步，查看所有容器
docker ps -a --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"

# 第9步，再次启动nginx容器
docker start nginx

# 第10步，再次查看容器
docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"

# 第11步，查看容器详细信息
docker inspect nginx

# 第12步，进入容器,查看容器内目录
docker exec -it nginx bash
# 或者，可以进入MySQL
docker exec -it mysql mysql -uroot -p

# 第13步，删除容器
docker rm nginx
# 发现无法删除，因为容器运行中，强制删除容器
docker rm -f nginx

3.3 命令别名

给常用的命令起别名：

PowerShell 复制代码

# 修改/root/.bashrc文件
vi /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

执行命令别名生效语句：

PowerShell 复制代码

source /root/.bashrc

4. 数据卷

**数据卷（Data Volumes）**‌是Docker中用于数据管理和持久化的一个重要概念。数据卷是一个特殊的目录，它可以将容器内的数据直接映射到宿主机的文件系统中，类似于Linux中的mount行为。通过使用数据卷，可以实现容器之间的数据共享和重用，同时保证数据的持久性和独立性‌12。

4.1 数据卷的作用和特性

‌数据持久化‌：数据卷可以将容器内的数据持久化存储在宿主机上，即使容器被删除，数据也不会丢失。这类似于在计算机中使用外部存储设备（如U盘）来保存数据‌35。
‌容器间数据共享‌：数据卷可以在多个容器之间共享和重用，使得容器间的数据传递变得高效和方便‌16。
‌解耦应用和数据‌：对数据卷的修改会立即生效，但不会影响容器的镜像，从而实现了应用和数据的解耦‌16。
‌独立性‌：数据卷独立于容器的生命周期，即使容器被删除，数据卷仍然存在，可以安全地卸载‌13。

4.2 数据卷的使用场景

‌数据库和数据文件‌：在微服务和数据库应用中，数据卷可以用于持久化数据库数据和配置文件，确保即使容器重启或删除，数据也不会丢失‌4。
‌配置文件‌：对于需要频繁修改配置文件的应用（如Nginx），使用数据卷可以方便地修改配置文件，而不需要重新创建容器‌2。
‌静态资源‌：对于需要共享静态资源的应用（如Nginx代理静态资源），可以通过数据卷将静态资源目录映射到宿主机上，实现资源的共享和更新‌2。

通过使用数据卷，可以有效地管理Docker容器中的数据，确保数据的持久性和共享性，同时保持应用和数据的高可用性和灵活性。

4.3 示例

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。

提示：

/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。

为什么不让容器目录直接指向宿主机目录呢？

因为直接指向宿主机目录就与宿主机强耦合了，如果切换了环境，宿主机目录就可能发生改变了。由于容器一旦创建，目录挂载就无法修改，这样容器就无法正常工作了。

但是容器指向数据卷，一个逻辑名称，而数据卷再指向宿主机目录，就不存在强耦合。如果宿主机目录发生改变，只要改变数据卷与宿主机目录之间的映射关系即可。

5. 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

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。

5.1 Nginx示例

PowerShell 复制代码

# 1.首先创建容器并指定数据卷，注意通过 -v 参数来指定数据卷
docker run -d --name nginx -p 80:80 -v html:/usr/share/nginx/html nginx

# 2.然后查看数据卷
docker volume ls
# 结果
DRIVER    VOLUME NAME
local     29524ff09715d3688eae3f99803a2796558dbd00ca584a25a4bbc193ca82459f
local     html

# 3.查看数据卷详情
docker volume inspect html
# 结果
[
    {
        "CreatedAt": "2024-05-17T19:57:08+08:00",
        "Driver": "local",
        "Labels": null,
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/html/_data",
        "Name": "html",
        "Options": null,
        "Scope": "local"
    }
]

# 4.查看/var/lib/docker/volumes/html/_data目录
ll /var/lib/docker/volumes/html/_data
# 可以看到与nginx的html目录内容一样，结果如下：
总用量 8
-rw-r--r--. 1 root root 497 12月 28 2021 50x.html
-rw-r--r--. 1 root root 615 12月 28 2021 index.html

# 5.进入该目录，并随意修改index.html内容
cd /var/lib/docker/volumes/html/_data
vi index.html

# 6.打开页面，查看效果

# 7.进入容器内部，查看/usr/share/nginx/html目录内的文件是否变化
docker exec -it nginx bash

5.2 匿名数据卷

shell 复制代码

# 查看mysql容器详情
docker inspect mysql

shell 复制代码

    "Mounts": [
        {
            "Type": "volume",
            "Name": "ed3ab4b03460c1b82bdf168481a6f866cb6639d23cbeca7bbcb6345806518bc2",
            "Source": "/var/lib/docker/volumes/ed3ab4b03460c1b82bdf168481a6f866cb6639d23cbeca7bbcb6345806518bc2/_data",
            "Destination": "/var/lib/mysql",
            "Driver": "local",
            "Mode": "",
            "RW": true,
            "Propagation": ""
        }
    ],

通过命令查看mysql容器的详情，里面存在Mounts数据卷信息，这个数据卷就是mysql容器的匿名数据卷，

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29524ff09715d3688eae3f99803a2796558dbd00ca584a25a4bbc193ca82459f挂载。于是在宿主机中就有了/var/lib/docker/volumes/29524ff09715d3688eae3f99803a2796558dbd00ca584a25a4bbc193ca82459f/_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。

5.3 挂载本地目录

挂载本地目录：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：

Bash 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。

示例

删除并重新创建mysql容器，并完成本地目录挂载：

挂载/root/mysql/data到容器内的/var/lib/mysql目录

挂载/root/mysql/init到容器内的/docker-entrypoint-initdb.d目录（初始化的SQL脚本目录）

挂载/root/mysql/conf到容器内的/etc/mysql/conf.d目录（这个是MySQL配置文件目录）

Bash 复制代码

# 1.删除原来的MySQL容器
docker rm -f mysql

# 2.进入root目录
cd ~

# 3.创建并运行新mysql容器，挂载本地目录
docker run -d \
  --name mysql \
  -p 3306:3306 \
  -e TZ=Asia/Shanghai \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
  -v ./mysql/data:/var/lib/mysql \
  -v ./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d \
  -v ./mysql/init:/docker-entrypoint-initdb.d \
  mysql

# 4.查看root目录，可以发现~/mysql/data目录已经自动创建好了
ls -l mysql
# 结果：
总用量 4
drwxr-xr-x. 2 root    root   20 5月  19 15:11 conf
drwxr-xr-x. 7 polkitd root 4096 5月  19 15:11 data
drwxr-xr-x. 2 root    root   23 5月  19 15:11 init

# 查看data目录，会发现里面有大量数据库数据，说明数据库完成了初始化
ls -l data

# 5.查看MySQL容器内数据
# 5.1.进入MySQL
docker exec -it mysql mysql -uroot -p123
# 5.2.查看编码表
show variables like "%char%";

6. 镜像

6.1 镜像结构

自定义镜像本质就是依次准备好程序运行的基础环境、依赖、应用本身、运行配置等文件，并且打包而成

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。

镜像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。

例如，第一步中需要的Linux运行环境，通用性就很强，所以Docker官方就制作了这样的只包含Linux运行环境的镜像。我们在制作java镜像时，就无需重复制作，直接使用Docker官方提供的CentOS或Ubuntu镜像作为基础镜像。然后再搭建其它层即可，这样逐层搭建，最终整个Java项目的镜像结构如图所示：

6.2 Dockerfile

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/

其中的语法比较多，比较常用的有：

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

构建java应用的Dockerfile

Dockerfile 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"]

基于基础镜像构建java应用的Dockerfile

Dockerfile 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"]

6.3 示例

首先准备好完整可运行的java部署包，和编写好的Dockerfile

拷贝到虚拟机的/root/demo

执行命令，构建镜像：

Bash 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：
*
Bash 复制代码
# 直接指定Dockerfile目录
docker build -t docker-demo:1.0 /root/demo

查看镜像

Bash 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

运行镜像

Bash 复制代码

# 1.创建并运行容器
docker run -d --name dd -p 8080:8080 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

7. 网络

不同容器，加入同一个自定义网络，才能实现网络互通。

通过自定义网络，实现网络互通：

常见命令：

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

自定义网络

Bash 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

以上内容是学习黑马课程，参考整理的笔记。