Docker高阶实战：从镜像构建优化策略实践到MySQL主从集群详解+一主二从容器化实现，一文打通生产级部署！

文章目录

本篇摘要
一.基于centos:7使用dockerfile的C++镜像编写
二.基于CMD与ENTRYPOINT的正确使用
三.使用`dockerignore`测试
四.基于dockefile的多级构建
五.合理使用缓存
六.mysql主从同步
- [`docker compose build使用`](#docker compose build使用)
- `MySQL`主从同步
七.本篇小结

本篇摘要

本文详解Docker核心技术：从C++镜像构建、CMD/ENTRYPOINT用法对比、多阶段构建优化，到MySQL主从集群实战。通过Dockerfile优化、缓存利用及主从同步原理剖析，提供高效容器化部署方案，助力掌握生产级Docker应用技巧。

一.基于centos:7使用dockerfile的C++镜像编写

对应dockerfile：

cpp 复制代码

FROM centos:7

# 设置版本
ENV VERSION 1.0

# 替换国内源
RUN sed -i.bak \
  -e 's|^mirrorlist=|#mirrorlist=|g' \
  -e 's|^#baseurl=http://mirror.centos.org/centos|baseurl=https://mirrors.ustc.edu.cn/centos-vault/centos|g' \
  /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo

# 设置工作目录
WORKDIR /src

# 拷贝源文件
COPY demo.c .

# 安装gcc编译器
RUN yum makecache && yum install -y gcc

# 编译并清理
RUN gcc demo.c -o demo && \
    rm -f demo.c && \
    yum remove -y gcc

# 运行可执行文件 默认启动就执行
CMD ["/src/demo"]

下面进行build：

等待镜像制作。

成功运行最后一次cmd。

二.基于CMD与ENTRYPOINT的正确使用

CMD与ENTRYPOINT知识：

基本功能
- ENTRYPOINT和CMD均用于定义容器启动时执行的命令。
- 若镜像未设置这两个指令，运行时会报错。
覆盖行为
- Dockerfile中后写的指令会覆盖同类型的前置指令。
- 用户运行容器时可通过命令行参数覆盖Dockerfile中的CMD，但ENTRYPOINT需用--entrypoint与-c强制覆盖。
模式区别
- Shell模式 （如CMD echo "hello"）：
  命令通过/bin/sh -c启动，导致主进程PID非1，无法正常接收信号（如优雅终止容器）。
- Exec模式 （如CMD ["echo", "hello"]）：
  直接运行命令，PID为1，支持信号转发，强烈推荐使用。
组合使用
- ENTRYPOINT定义固定执行命令，CMD提供默认参数。
- 最终命令为拼接形式：<ENTRYPOINT> <CMD>，运行时可覆盖CMD参数。
应用建议
- 若希望容器始终执行固定程序，使用ENTRYPOINT；
- 若需保留参数灵活性，可组合使用ENTRYPOINT（Exec模式） + CMD（提供默认参数）。

演示下：

`1·如果dockerfile出现两次cmd会咋样？`

发现已经有提示说明了。

被最后一个cmd内容覆盖。

手动输入参数也会覆盖cmd。

`2·如果dockerfile出现两次entrypoint会咋样？`

同样也是覆盖。

演示下强制覆盖entrypoint：

一个exec执行一个就是shell。

`3·entrypoint搭配run输入的cmd参数使用:`

可以看出直接喂给它，作为参数了。

`4·exec与shell模式对比：`

shell模式发现启动后容器主进程不是对应指令而是bin/sh----->shell。

如果是exec模式呢（默认不会加上bin/sh）？

发现对应的主进程就是1，对应的命令。

`5.cmd配合entrypoint使用：`

默认ping主机也是成功的。

还可以根据ping的对象随时更改：

cmd做参数，entrypoint做命令，实时修改cmd；实现解耦性；两者相互配合，使得操作更加灵活。

三.使用`dockerignore`测试

简单介绍下：

Docker 是 C/S 架构。
构建镜像时，客户端（Client）会把当前目录（即命令最后的 .）所有文件打包发送给服务端（Server），这个包叫做 build context。
用 .dockerignore 文件可以忽略不需要的文件（如日志、缓存），让镜像更小更安全。

构建命令：

bash 复制代码

docker build -t 镜像名 .

一句话总结：build context 是客户端发给服务端的"材料包"，用 .dockerignore过滤掉多余文件。

下面来测试下：

这里把对应宿主机此目录下的所有文件都cp进镜像里。

然后把忽略的txt结尾文件加进去。

启动后发现只有这俩，无txt结尾的文件；说明ignore成功。

四.基于dockefile的多级构建

镜像程序构建步骤。

Docker 镜像构建的三种方式：

全部塞一起（一个镜像干所有事）
- 问题：Dockerfile 又长又难维护，镜像超大，部署慢。
分多个步骤（用多个Dockerfile+脚本）
- 镜像变小了，但要写多个文件+脚本，太麻烦。
多阶段构建（一个Dockerfile搞定）
- 只需一个文件，自动把编译和运行分开，最终镜像只留需要的东西，又小又干净！

结论：直接用第三种（多阶段构建），高效又省事！

下面演示下：

一个Dockerfile，先编译C程序，再把生成的可执行文件拷贝到小镜像里运行：

之前是默认一个centos的镜像同时编译运行等操作，下载了很多相关包文件没有清理干净：

可以看到一个centos的镜像外加对应包等很大（但是实际只需要一个exe即可）。

下面采取多级构建：

下面采取的是一个非常小的镜像源作为最终镜像（真正build的最后镜像以最后一个为主，其他中间镜像都会被清除）；因此对应只需要对应程序的镜像就可以采取多级构建，把对应的exe只需要放在一个能跑程序的小镜像里即可（如busybox）。

总结：

多阶段构建可以很好的解决镜像的层次多，体积大，部署时间长、维护性低等问题；我们编译使用的软件，都没有打到我们的运行态的软件里面，所以可以变得更小。

五.合理使用缓存

顺序执行与缓存复用

Docker会按Dockerfile中的指令顺序构建，每步都会优先查找并使用缓存中已有的镜像层，避免重复工作。
修改即失效原则

Dockerfile中每条指令都会生成一个镜像层。一旦某一层的内容被修改，它之后的所有层缓存都会失效，需要重新构建。
可手动禁用缓存

可以通过 docker build --no-cache=true 命令选项来完全禁用缓存，但合理利用缓存能极大提升构建效率。

举个例子：

这里的镜像只在COPY开始到以上有改变，因此再次构建镜像的时候下面的镜像就可以复用。

比如在频繁更改代码来编译程序：

这样更改就可以减少对应安装软件的频繁安装，直接复用上面的层。

演示下：

还是以之前的c++镜像制作为例：

这里发现很多都复用了之前构建的镜像的内容。

下面因为代码频繁更改，可以把对应的安装过程搞到上面，复用下对应缓存：

这里发现改了顺序时间更长了；因为之前的那一次完全复用缓存。

然后这一次从跑到yum这里发现上面的层就不同了；因此地下的复用（看到的就是过程的cached效果）；然后下面重新构建。

下面测试下更改源代码效果：

可以发现现在只有6秒比第一次还快（第一次和第三次才有对比意义）；可以看出先跑到更改层；然后发现之前的层都没动，直接复用之前的；然后更改层上面的重新构建（这里其实对应的重新安装软件也是比较耗时间的）。

总结下：

因此对应镜像构建的过程中；尽量让它不变化的放一起，变化的放一起都在上层；让它尽量能复用之前的缓存层；加快构建镜像的速度。

六.mysql主从同步

`docker compose build使用`

在 docker-compose.yml 里写 build，就能直接编译镜像，不用手动敲命令；就像给构建脚本找了个管家！

用途：一键把代码打包成镜像
用法：指定 Dockerfile 所在目录
好处：省事、自动化

两种方式进行docker-compose.yml使用：

成功位于不同位置的dockerfile进行构建镜像，但是不启动。

`MySQL`主从同步

主从同步概览

核心机制

数据从一个 MySQL 主节点自动复制到一个或多个从节点，默认采用异步方式。
主要目的（三大好处）
- 读写分离：主库处理写操作，从库处理读操作，提升整体性能和可用性。
- 数据备份：从库作为主库的实时数据备份，防止主库故障导致数据丢失。
- 高可用(HA)：主库出现故障时，可以快速切换到从库继续提供服务。
灵活配置

从库可以复制主库的全部数据 ，也可以只复制特定的数据库或表。

主从同步大致流程

主库记录日志

主库（Master）收到写操作（增、删、改）后，先将数据更新，同时将变更操作记录到二进制日志（binlog） 中。
主库发送日志

主库为每个连接的从库（Slave）创建一个 binlog dump 线程 。该线程负责读取主库的 binlog，并将其发送给从库的 I/O 线程。
从库接收日志

从库的 I/O 线程 接收到 binlog 内容后，将其写入到本地的中继日志（relay log） 中。
从库应用日志

从库的 SQL 线程 读取本地的 relay log，解析并执行其中的 SQL 事件，从而在从库上重做数据变更，最终实现与主库的数据同步。

一句话总结：主库将写操作记入binlog，从库的IO线程取、SQL线程执行，最终实现数据同步。

那什么是binlog？

MySQL的binlog是记录数据库写操作（增删改）的日志，主要用于数据同步和恢复。它有三种记录模式：

Statement ：记SQL语句（日志小，但可能出错，比如使用了now（）主从同步就可能会出问题）
Row：记每行数据变化（绝对准，但日志大）
Mixed ：混合模式（默认推荐，智能选择前两种，兼顾效率和准确性）

主从同步五大方式

全同步方式

做法：主库干完活，必须等所有从库也干完，才能告诉你成功了。
好处：主从数据100%一致。
坏处：超级慢 （被最慢的从库拖垮（多从的时候）），且一个从库挂了，主库也卡住。

一句话：用速度和可用性换绝对的数据一致。

异步方式

默认模式 ：MySQL主从复制默认采用的就是异步方式。
主库优先 ：主库在自己成功执行完事务后 ，会立即向客户端返回成功响应，而不会等待从库的同步结果。
弱一致性 ：主库不保证从库是否收到日志、是否已完成数据处理。这会导致主从数据存在短暂延迟，无法保证强一致性。

一句话：主库追求自身处理速度和响应能力，牺牲了数据的强一致性（比如主在同步过程，自己写了但是正在写从的时候挂了）。

半同步复制

核心机制

主库（Master）在自己完成事务后 ，必须等待至少一个从库（Slave）确认收到数据日志（binlog），才能向客户端返回成功响应。
最大优点（与异步复制比）
数据一致性更强。因为确保了至少一个从库有最新数据，降低了主库宕机导致数据完全丢失的风险。
主要缺点（与异步复制比）
- 性能较低：因为主库需要等待从库的确认，增加了事务处理的延迟。
- 存在幻读风险：如果主库在等待确认后、但在返回响应前宕机，客户端可能认为事务已成功，但实际上从库可能还未完全应用该数据。

一句话：半同步是异步和全同步的折衷方案，用部分性能换取比异步更好的一致性，但不如全同步可靠。

增强半同步复制

主库干活：收到请求，先记日志（binlog），发给从库（相当于半同步只是对应的主库存储在从库完成后进行的，数据一致性增强）。
主库等待 ：必须等至少一个从库回复"收到"，才能写入主库；告诉用户"成功了"。
从库备份：从库收日志、存日志（relaylog）、执行日志，然后通知主库。

好处：数据更安全（主从一致），解决了"幻读"问题。
代价：比纯异步慢一点（因为要等从库回信）。

一句话：主库等一个从库确认后才算成功，保证了数据不丢不错。

组复制

统一共识 ：所有写操作必须先发送到中央的 "Consensus" (共识模块) 进行协调和冲突检测，确保所有节点认可该操作的有效性和顺序。这是实现多主复制的核心（分发给所有主节点；这样防止多主挂了；只要有一个主从在就保证数据一致）。
并行处理：
- 发起节点 (Master 1)：执行事务 -> 提交共识 -> 记录binlog -> 提交。
- 同步节点 (Master 2/3)：从共识层获取操作 -> 写入relay log -> 应用操作 -> 记录自身binlog -> 提交。
最终一致 ：通过此流程，所有节点最终都会以相同的顺序应用所有写操作，从而保证整个集群的数据最终一致性。

一句话：所有写操作必须经过共识层审批，确保所有节点按相同顺序执行，最终实现多主数据同步。

MySQL主从形式

一主一从

一个主库配一个从库，最基本、最常用的备份与读写分离架构。
一主多从

一个主库配多个从库，显著提高系统的读性能，是扩展读能力的标准做法。

多主一从

多个主库的数据同步到一个从库，用于将多个数据库备份到一台高性能存储服务器。

双主复制

两个主库互为主从，任何一方的修改都会同步到另一方，实现双向同步。

级联复制

从库再作为其他从库的主库，减轻主库压力，避免主库连接过多而性能下降（比如对应分析数据库，时长进行读操作，不追求性能，此时就可以把它作为以从为主的从库）。

所有形式都是为了实现数据备份、读写分离、提升性能和可用性。

一主二从MySQL集群搭建

下面基于一下流程进行搭建：

主节点Dockerfile-初始化脚本注:这里主默认初始化故无需脚本了 2. 2个从节点Dockerfile-初始化脚本 3. 编写docker-compose.yml 4. 构建镜像 5. 启动服务, 检查服务和同步状态 6. 创建库表写入数据, 检查是否同步

首先看下对应目录：

构建主库的dockerfile（默认初始化，故无需copy对应sql脚本）：

俩从库的dockerfile（需要手动同步）：

对应的从的初始化sql：

对应的总的docker-compose文件：

cpp 复制代码

services:
  mysql-master:
    build:
      context: ./
      dockerfile: ./master/Dockerfile-master
    image: mysqlmaster:v1.0
    restart: always
    container_name: mysql-master
    volumes:
      - ./mastervarlib:/var/lib/mysql
    ports:
      - 9306:3306
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root
    privileged: true
    command: [
      '--server-id=1',
      '--log-bin=mysql-bin',
      '--binlog-ignore-db=mysql',
      '--binlog_cache_size=256M',
      '--binlog_format=mixed',
      '--lower_case_table_names=1',
      '--character-set-server=utf8',
      '--collation-server=utf8_general_ci'
    ]

  mysql-slave:
    build:
      context: ./
      dockerfile: ./slave/Dockerfile-slave
    image: mysqlslave:v1.0
    restart: always
    container_name: mysql-slave
    volumes:
      - ./slavevarlib:/var/lib/mysql
    ports:
      - 9307:3306
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root
    privileged: true
    command: [
      '--server-id=2',
      '--relay-log=slave-relay-bin',
      '--lower_case_table_names=1',
      '--character-set-server=utf8',
      '--collation-server=utf8_general_ci'
    ]
    depends_on:
      - mysql-master

  mysql-slave2:
    build:
      context: ./
      dockerfile: ./slave2/Dockerfile-slave2
    image: mysqlslave2:v1.0
    restart: always
    container_name: mysql-slave2
    volumes:
      - ./slave2varlib:/var/lib/mysql
    ports:
      - 9308:3306
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root
    privileged: true
    command: [
      '--server-id=3',
      '--relay-log=slave2-relay-bin',
      '--lower_case_table_names=1',
      '--character-set-server=utf8',
      '--collation-server=utf8_general_ci'
    ]
    depends_on:
      - mysql-master

这里对应的master的密码用户都是root；然后在两个从的初始化sql中都设置了用户名和密码都是root。

下面熟悉了之前的docker compose 配置参数后；这里就值介绍对应command了：

主节点 (mysql-master) 参数

--server-id=1
- 设置 MySQL 实例的唯一 ID（主从集群中每个节点必须不同）。
--log-bin=mysql-bin
- 启用二进制日志（binlog），记录所有数据更改，用于主从同步。
--binlog-ignore-db=mysql
- 忽略系统库 mysql 的变更，避免不必要的同步。
--binlog_format=mixed
- 设置 binlog 格式为混合模式（兼顾效率和可靠性）。

从节点 (mysql-slave, mysql-slave2) 参数

--server-id=2 / --server-id=3
- 设置从库的唯一 ID（不能与主库或其他从库重复）。
--relay-log=slave-relay-bin
- 启用中继日志（relay log），暂存从主库接收的 binlog 数据。
--lower_case_table_names=1
- 表名不区分大小写（避免主从同步因大小写问题失败）。
--character-set-server=utf8
- 设置默认字符集为 UTF-8，支持中文等字符。
--collation-server=utf8_general_ci
- 设置默认排序规则，确保字符串比较一致。

下面同规格docker compose进行镜像生成：

等待很长时间。

成功构建。

成功构建好容器。

进入主从mysql中。

通过下面的指令进行主从查看：

bash 复制代码

SHOW MASTER STATUS\G
SHOW SLAVE STATUS\G

下面进行插入数据看是否同步：

主库插入：

bash 复制代码

mysql> create database db1
    -> ;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

mysql> show databases;
+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| db1                |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

mysql> use db1;
Database changed
mysql> insert into t1 values("zs",1),("lm",2);
Query OK, 2 rows affected (0.00 sec)
Records: 2  Duplicates: 0  Warnings: 0

mysql> select * from t1
    -> ;
+------+------+
| name | age  |
+------+------+
| zs   |    1 |
| lm   |    2 |
+------+------+
2 rows in set (0.00 sec)

mysql>

从库查看：

发现同步成功。

至此可以看到我们搭建的 mysql 集群已经能够正常进行工作。

七.本篇小结

本篇通过Dockerfile多阶段构建大幅精简镜像体积，利用缓存机制提升构建效率；深入解析MySQL主从复制五大模式，并完成一主二从集群实战。掌握ENTRYPOINT+CMD组合、.dockerignore过滤等技巧，实现容器化部署的高性能与高可用。

Docker高阶实战：从镜像构建优化策略实践到MySQL主从集群详解+一主二从容器化实现，一文打通生产级部署！

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本篇摘要

一.基于centos:7使用dockerfile的C++镜像编写

二.基于CMD与ENTRYPOINT的正确使用

CMD与ENTRYPOINT知识：

1·如果dockerfile出现两次cmd会咋样？

2·如果dockerfile出现两次entrypoint会咋样？

3·entrypoint搭配run输入的cmd参数使用:

4·exec与shell模式对比：

5.cmd配合entrypoint使用：

三.使用dockerignore测试

四.基于dockefile的多级构建

五.合理使用缓存

六.mysql主从同步

docker compose build使用

MySQL主从同步

主从同步概览

主从同步大致流程

主从同步五大方式

全同步方式

异步方式

半同步复制

增强半同步复制

组复制

MySQL主从形式

一主二从MySQL集群搭建

七.本篇小结

`1·如果dockerfile出现两次cmd会咋样？`

`2·如果dockerfile出现两次entrypoint会咋样？`

`3·entrypoint搭配run输入的cmd参数使用:`

`4·exec与shell模式对比：`

`5.cmd配合entrypoint使用：`

三.使用`dockerignore`测试

`docker compose build使用`

`MySQL`主从同步