一篇文章全面快速入门Docker

目录

  • 1.Docker介绍
  • 2.Docker安装
  • 3.Docker快速入门
    • [3.1 部署MySQL](#3.1 部署MySQL)
    • [3.2 命令解读](#3.2 命令解读)
  • 4.Docker基础
    • [4.1 常见命令](#4.1 常见命令)
      • [4.1.1 命令介绍](#4.1.1 命令介绍)
      • [4.1.2 演示](#4.1.2 演示)
      • [4.1.3 命令起别名](#4.1.3 命令起别名)
    • [4.2 数据卷](#4.2 数据卷)
      • [4.2.1 什么是数据卷](#4.2.1 什么是数据卷)
      • [4.2.2 数据卷命令](#4.2.2 数据卷命令)
      • [4.2.3 案例演示](#4.2.3 案例演示)
      • [4.2.4 匿名数据卷](#4.2.4 匿名数据卷)
      • [4.2.5 挂载本地目录或文件](#4.2.5 挂载本地目录或文件)
      • [4.2.6 挂载本地目录或文件演示](#4.2.6 挂载本地目录或文件演示)
    • [4.3 镜像](#4.3 镜像)
      • [4.3.1 镜像结构](#4.3.1 镜像结构)
      • [4.3.2 Dockerfile](#4.3.2 Dockerfile)
      • [4.3.3 准备java项目的jar包](#4.3.3 准备java项目的jar包)
      • [4.3.4 构建镜像](#4.3.4 构建镜像)
    • [4.4 网络](#4.4 网络)
      • [4.4.1 介绍](#4.4.1 介绍)
      • [4.4.2 案例演示](#4.4.2 案例演示)
    • [4.5 DockerCompose](#4.5 DockerCompose)
      • [4.5.1 介绍](#4.5.1 介绍)
      • [4.5.2 基本语法](#4.5.2 基本语法)
      • [4.5.3 基础命令](#4.5.3 基础命令)
      • [4.5.4 案例演示](#4.5.4 案例演示)

1.Docker介绍

Docker 是一个开源的容器化平台,用于打包、发布和运行应用程序 。它可以把应用程序及其运行所依赖的环境(如操作系统库、运行时、配置文件等)统一打包成一个镜像(Image),并以**容器(Container)**的形式运行。

Docker 解决了这样一个经典问题:

"在我电脑上能跑,为什么到你那就不行了?"

简单来说,Docker 会通过操作系统级别的隔离机制创建一个轻量级的运行环境(容器) 。容器可以被理解为类似迷你版的 Linux 服务器 ,容器并不是完整的虚拟机,而是共享宿主机内核,但在进程、网络、文件系统等方面相互隔离。程序运行在容器中,就像运行在一台独立的服务器上一样,拥有自己的运行环境而不会影响其他应用。同时,Docker 可以将应用及其依赖的运行环境打包成镜像,从而实现"一次构建,到处运行"。无论在本地、测试环境还是生产环境,只要有 Docker,就可以直接运行该应用。

2.Docker安装

1.确定你是CentOS7及以上版本

plain 复制代码
cat /etc/redhat-release

.

2.卸载旧版本

plain 复制代码
sudo yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-engine

3.yum安装gcc相关

首先确保CentOS能上外网

plain 复制代码
yum -y install gcc
yum -y install gcc-c++

4.下载Docker依赖的组件

plain 复制代码
yum -y install yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

5.设置下载Docker服务的镜像源,设置为阿里云

plain 复制代码
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

6.安装Docker服务

plain 复制代码
yum -y install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
plain 复制代码
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

7.安装成功后,需要启动docker服务

plain 复制代码
# 启动docker服务
systemctl start docker

8.测试安装结果

plain 复制代码
docker version

9.配置镜像加速器

plain 复制代码
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<'EOF'
{
  "registry-mirrors": [
      "https://docker.1ms.run",
      "https://docker-registry.nmqu.com",
    "https://dockercf.jsdelivr.fyi",
    "https://docker.jsdelivr.fyi",
    "https://dockertest.jsdelivr.fyi",
    "https://mirror.iscas.ac.cn",
    "https://docker.m.daocloud.io"
  ],
  "dns": ["114.114.114.114", "8.8.8.8"]
}
EOF
plain 复制代码
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

拉取hello-world

plain 复制代码
docker run hello-world

显示如上表示Docker配置成功了

9.如果想卸载docker依次执行如下的步骤

plain 复制代码
systemctl stop docker
yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io
rm -rf /var/lib/docker
rm -rf /var/lib/containerd

3.Docker快速入门

3.1 部署MySQL

首先,我们利用Docker来安装一个MySQL软件,大家可以对比一下之前传统的安装方式,看看哪个效率更高一些。

如果是利用传统方式部署MySQL,大概的步骤有:

  • 搜索并下载MySQL安装包
  • 上传至Linux环境
  • 编译和配置环境
  • 安装

而使用Docker安装,仅仅需要一步即可,在命令行输入下面的命令(建议采用CV大法):

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

运行效果如图:

MySQL安装完毕!通过任意客户端工具即可连接到MySQL.

大家可以发现,当我们执行命令后,Docker做的第一件事情,是去自动搜索并下载了MySQL,然后会自动运行MySQL,我们完全不用插手,是不是非常方便。

而且,这种安装方式你完全不用考虑运行的操作系统环境,它不仅仅在CentOS系统是这样,在Ubuntu系统、macOS系统、甚至是装了WSL的Windows下,都可以使用这条命令来安装MySQL。

要知道,不同操作系统下其安装包、运行环境是都不相同的 !如果是手动安装,必须手动解决安装包不同、环境不同的、配置不同的问题

而使用Docker,这些完全不用考虑。就是因为Docker会自动搜索并下载MySQL。注意:这里下载的不是安装包,而是镜像。镜像中不仅包含了MySQL本身,还包含了其运行所需要的环境、配置、系统级函数库。因此它在运行时就有自己独立的环境,就可以跨系统运行,也不需要手动再次配置环境了。这套独立运行的隔离环境我们称为容器

说明:

  • 镜像:英文是image
  • 容器:英文是container

因此,Docker安装软件的过程,就是自动搜索下载镜像,然后创建并运行容器的过程。

Docker会根据命令中的镜像名称自动搜索并下载镜像,那么问题来了,它是去哪里搜索和下载镜像的呢?这些镜像又是谁制作的呢?

Docker官方提供了一个专门管理、存储镜像的网站,并对外开放了镜像上传、下载的权利。Docker官方提供了一些基础镜像,然后各大软件公司又在基础镜像基础上,制作了自家软件的镜像,全部都存放在这个网站。这个网站就成了Docker镜像交流的社区(可能需要翻墙):

plain 复制代码
https://hub.docker.com/

基本上我们常用的各种软件都能在这个网站上找到,我们甚至可以自己制作镜像上传上去。

像这种提供存储、管理Docker镜像的服务器,被称为DockerRegistry,可以翻译为镜像仓库。DockerHub网站是官方仓库,阿里云、华为云会提供一些第三方仓库,我们也可以自己搭建私有的镜像仓库。

官方仓库在国外,下载速度较慢,一般我们都会使用第三方仓库提供的镜像加速功能,提高下载速度。而企业内部的机密项目,往往会采用私有镜像仓库。

总之,镜像的来源有两种:

  • 基于官方基础镜像自己制作
  • 直接去DockerRegistry下载.

Docker本身包含一个后台服务,我们可以利用Docker命令告诉Docker服务,帮助我们快速部署指定的应用。Docker服务部署应用时,首先要去搜索并下载应用对应的镜像,然后根据镜像创建并允许容器,应用就部署完成了。

用一幅图标示如下:

3.2 命令解读

利用Docker快速的安装了MySQL,非常的方便,不过我们执行的命令到底是什么意思呢?

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

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,必须唯一
  • -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。

比如在DockerHub网站中搜索MySQL,然后就能看到默认的一些环境变量的

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。

4.Docker基础

Docker官方文档:

plain 复制代码
https://docs.docker.com/get-started/introduction/

4.1 常见命令

Docker的命令有很多,想要了解命令的细节直接去Docker官网查看

plain 复制代码
https://docs.docker.com/reference/cli/docker/

4.1.1 命令介绍

命令 说明 常用参数
docker build 基于dockerfile文件构建容器
docker pull 拉取镜像
docker push 推送镜像到DockerRegistry
docker images 查看本地镜像
docker rmi 删除本地镜像 -f:强制删除镜像(即使有容器在使用)
docker run 创建并运行容器 -d:后台运行容器 -it:交互式运行(就是能进入容器内部) -e:设置环境变量
docker stop 停止指定容器
docker start 启动指定容器
docker restart 重新启动容器
docker rm 删除指定容器 -f:强制删除正在运行的容器(相当于先 stop 再 rm)。
docker ps 查看容器 -a: 查看所有容器
docker logs 查看容器运行日志 -f 表示"持续跟踪"日志
docker exec 进入容器
docker save 保存镜像到本地压缩文件 -o: 指定输出的 tar 文件路径(推荐使用) 例如:docker save -o myapp.tar nginx:latest
docker load 加载本地压缩文件到镜像 -i: 指定输入的 tar 文件路径 例如:docker load -i myapp.tar
docker inspect 查看容器详细信息

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:

plain 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]

4.1.2 演示

下面以安装Nginx为例子将上边的命令演示一遍

  1. 去DockerHub查看nginx镜像仓库及相关信息
  1. 拉取Nginx镜像
  1. 查看镜像
plain 复制代码
docker images
  1. 创建并允许Nginx容器
plain 复制代码
docker run -d --name nginx -p 80:80 nginx
  1. 查看运行中容器
plain 复制代码
docker ps

也可以加格式化方式访问,格式会更加清爽

plain 复制代码
docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"

docker ps返回命令的结果讲解:

  • CONTAINER ID 容器的唯一标识符
  • IMAGE 该容器所基于的镜像名称和标签
  • COMMAND 容器启动时执行的主命令 通常会被截断显示,完整内容可通过 docker inspect 查看。
  • CREATED 容器创建的时间
  • STATUS 容器的当前状态
  • PORTS 容器端口与主机端口的映射关系
  • NAMES 容器的名称
  1. 访问网页,地址:http://虚拟机地址
  1. 停止容器
java 复制代码
docker stop nginx
  1. 查看所有容器
plain 复制代码
docker ps -a
  1. 再次启动容器
plain 复制代码
docker start nginx
  1. 再次查看容器
  1. 查看容器详细信息

docker inspect是 Docker 中一个非常强大的命令,用于获取容器、镜像、网络或卷等 Docker 对象的详细底层信息(元数据)

plain 复制代码
docker inspect nginx
  1. 进入容器,查看容器内目录

指的是进入nginx容器后执行bash命令,启动 bash shell,从而获得一个交互式命令行界面

plain 复制代码
docker exec -it nginx bash
  1. 删除容器
plain 复制代码
docker rm nginx

发现无法删除,因为容器运行中,强制删除容器

plain 复制代码
docker rm -f nginx

4.1.3 命令起别名

给常用Docker命令起别名,方便我们访问:

修改/root/.bashrc文件

plain 复制代码
vi /root/.bashrc

添加如下内容并保存文件

plain 复制代码
alias dps='docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"'
alias dis='docker images'

然后,执行命令使别名生效

plain 复制代码
source /root/.bashrc

4.2 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

4.2.1 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:confhtml
  • 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confhtml目录就 与宿主机的confhtml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/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

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。

4.2.2 数据卷命令

数据卷的相关命令有:

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

注意:Docker 容器的数据卷挂载通常需要在创建容器时通过 -v--mount 参数指定。对于已经创建的容器,无法直接新增挂载点。

4.2.3 案例演示

  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
bash 复制代码
docker run -d --name nginx -p 80:80 -v html:/usr/share/nginx/html nginx
  1. 然后再查看容器卷
  2. 查看数据卷详情
plain 复制代码
docker volume inspect html

上图中可以看到新创建的html数据卷再宿主机中的位置为*/var/lib/docker/volumes/html/_data*

  1. 查看/var/lib/docker/volumes/html/_data目录可以看到与nginx的html目录内容一样,结果如下:
  2. 进入该目录,并随意修改index.html内容
plain 复制代码
cd /var/lib/docker/volumes/html/_data
vi index.html
  1. 清空浏览器缓存访问nginx首页
    说明修改的内容已经同步到了容器内中
  2. 进入容器内部,查看/usr/share/nginx/html目录内的文件是否变化
plain 复制代码
docker exec -it nginx bash

4.2.4 匿名数据卷

匿名卷 是 Docker 自动创建的一种没有用户指定名称的数据卷 。它的名字由 Docker 自动生成,通常是一串随机的哈希字符串,认在宿主机的 /var/lib/docker/volumes/ 目录下

匿名卷会在以下情况下生成:

  • Dockerfile 中使用了 VOLUME 指令,但运行容器时未显式挂载
dockerfile 复制代码
# 示例 Dockerfile
FROM ubuntu
VOLUME /app/data
  • docker run 时使用 -v 但只写了容器路径
bash 复制代码
docker run -d -v /data nginx

上面在部署MySQL镜像的时候执行的是如下的命令:

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

其中的mysql镜像是我们从远程仓库中拉取的,这个镜像底层就中定义了 VOLUME

下面来看下我们运行的mysql容器的内部匿名卷的信息

bash 复制代码
docker inspect mysql

先看.Config.Volumes部分

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:

上述配置是将容器内的/var/lib/mysql这个目录,与数据卷e0fd7cb9ea0fd338b84857788ca2d7571caca424112ca51a7434e444547cb357挂载。于是在宿主机中就有了/var/lib/docker/volumes/e0fd7cb9ea0fd338b84857788ca2d7571caca424112ca51a7434e444547cb357/_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:

bash 复制代码
ls /var/lib/docker/volumes/e0fd7cb9ea0fd338b84857788ca2d7571caca424112ca51a7434e444547cb357/_data

可以看到这个目录下就是存放着MySQL的数据binglog日志

注意:每一个不同的镜像,将来创建容器后内部有哪些目录可以挂载,可以参考DockerHub对应的页面

4.2.5 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:

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 /./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:

bash 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

下面以mysql为例子演示,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(这个容器下的SQL脚本会在MySQL容器运行时自动的初始化)
  • 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)

将如下SQL脚本和配置文件导入到对应的目录中

init.sql

sql 复制代码
-- 1. 创建数据库(可选)
CREATE DATABASE IF NOT EXISTS myapp;
USE myapp;

-- 2. 删除已存在的 User 表(避免重复创建)
DROP TABLE IF EXISTS `User`;

-- 3. 创建 User 表
CREATE TABLE `User` (
    id INT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY COMMENT '用户ID,主键',
    username VARCHAR(50) NOT NULL UNIQUE COMMENT '用户名,唯一',
    email VARCHAR(100) NOT NULL UNIQUE COMMENT '邮箱,唯一',
    password_hash VARCHAR(255) NOT NULL COMMENT '密码哈希值(实际应用中不应存明文)',
    full_name VARCHAR(100) COMMENT '真实姓名',
    age INT CHECK (age >= 0 AND age <= 150) COMMENT '年龄',
    created_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间',
    updated_at DATETIME DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '更新时间'
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COLLATE=utf8mb4_unicode_ci COMMENT='用户表';

-- 4. 插入示例数据
INSERT INTO `User` (username, email, password_hash, full_name, age) VALUES
('alice', 'alice@example.com', '$2b$12$examplehash1234567890123456789012345678901234567890', 'Alice Johnson', 28),
('bob', 'bob@example.com', '$2b$12$examplehash1234567890123456789012345678901234567890', 'Bob Smith', 34),
('charlie', 'charlie@example.com', '$2b$12$examplehash1234567890123456789012345678901234567890', 'Charlie Brown', 22),
('diana', 'diana@example.com', '$2b$12$examplehash1234567890123456789012345678901234567890', 'Diana Prince', 31);

my.cnf

plain 复制代码
[client]
default_character_set=utf8mb4
[mysql]
default_character_set=utf8mb4
[mysqld]
character_set_server=utf8mb4
collation_server=utf8mb4_unicode_ci
init_connect='SET NAMES utf8mb4'

其中,hm.cnf主要是配置了MySQL的默认编码,改为utf8mb4;而init.sql主要是创建对应的sql表

将inti.sql放置到/root/mysql/init目录下

将my.cnf放置到/root/mysql/conf目录下

接下来,我们演示本地目录挂载:

4.2.6 挂载本地目录或文件演示

  1. 删除原来的MySQL容器
plain 复制代码
docker rm -f mysql
  1. 进入root目录
plain 复制代码
cd 
  1. 创建并运行新mysql容器,挂载本地目录
bash 复制代码
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
  1. 查看root目录,可以发现~/mysql/data目录已经自动创建好了
  1. 进入data目录下查看,会发现里面有大量数据库数据,说明数据库完成了初始化
  2. 看MySQL容器内数据,进入MySQL
bash 复制代码
docker exec -it mysql mysql -uroot -p123

查看编码表结果,发现编码是utf8mb4没有问题

  1. 查看数据查看数据库
plain 复制代码
show databases;

脚本中创建的数据库存在切换到myapp数据库,查看user表数据

plain 复制代码
user myapp;
select * from User;
复制代码
演示成功

4.3 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?

4.3.1 镜像结构

要想自己构建镜像,必须先了解镜像的结构。

之前我们说过,镜像之所以能让我们快速跨操作系统部署应用而忽略其运行环境、配置,就是因为镜像中包含了程序运行需要的系统函数库、环境、配置、依赖。

因此,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。

举个例子,我们要从0部署一个Java应用,大概流程是这样:

  • 准备一个linux服务(CentOS或者Ubuntu均可)
  • 安装并配置JDK
  • 上传Jar包
  • 运行jar包

那因此,我们打包镜像也是分成这么几步:

  • 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)。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:

下面我们拉取以下redis:

plain 复制代码
docker pull redis

从 Redis 镜像可以看出,Docker 镜像是由多个只读层(layers)组成的,每一层都有唯一的 ID。这些层叠加在一起形成完整的镜像。Redis 镜像本身也可以作为基础镜像被其他镜像复用。因此,Docker 镜像并非一个单一的大文件,而是像积木一样,由多个可复用、分层的文件系统层组合而成。

4.3.2 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:

plain 复制代码
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
FROM 指定基础镜像
ENV 设置环境变量,可在后面指令使用
COPY 拷贝本地文件到镜像的指定目录
RUN 执行Linux的shell命令,一般是安装过程的命令
EXPOSE 指定容器运行时监听的端口,是给镜像使用者看的
ENTRYPOINT 镜像中应用的启动命令,容器运行时调用

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

plain 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"]

同学们思考一下: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:

plain 复制代码
# 基础镜像
FROM openjdk:8u342-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"]

是不是简单多了。

4.3.3 准备java项目的jar包

创建一个springboot项目

引入依赖

xml 复制代码
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>

    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>

        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>

        <version>2.7.8</version>

        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>

    <groupId>com.zhp</groupId>

    <artifactId>docker-demo</artifactId>

    <version>1.0-SNAPSHOT</version>

    <properties>
        <maven.compiler.source>8</maven.compiler.source>

        <maven.compiler.target>8</maven.compiler.target>

        <project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>

    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>

            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>

        </dependency>

    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>

                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>

            </plugin>

        </plugins>

    </build>

</project>

HelloController

java 复制代码
@RestController
public class HelloController {
    @RequestMapping("hello")
    public String hello() {
        return "Hello World!";
    }
}

启动项目访问localhost:8080/hello

复制代码
<!-- 这是一张图片,ocr 内容为: -->

执行package打成jar包

将jar包上传到服务器中/root/demo目录下

4.3.4 构建镜像

编写Dockerfile文件

plain 复制代码
# 基础镜像
FROM openjdk:8u342-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:

plain 复制代码
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(repositorytag
  • . : 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:
plain 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:

bash 复制代码
docker images

然后尝试运行该镜像:

plain 复制代码
docker run -d --name dd -p 8080:8080 docker-demo:1.0

查看运行状态

访问

4.4 网络

4.4.1 介绍

Docker 启动时会自动创建一个名为 bridge 的默认网桥,所有未指定网络的容器默认都连接到该网桥下。

默认情况下,所有容器都是以bridge方式连接到Docker的一个虚拟网桥上:

上节课我们创建了一个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:

用基本命令,寻找Networks.bridge.IPAddress属性

plain 复制代码
docker inspect mysql

可以看到mysql容器在默认网桥bridge下,容器内部ip地址为172.17.0.3

再来看我们创建的dd容器的内部ip地址

plain 复制代码
docker inspect dd

可以看到它们都在一个网段下,下边我们进入dd容器内部去ping一下mysql的ip地址

plain 复制代码
docker exec -it dd bash
复制代码
<!-- 这是一张图片,ocr 内容为: -->

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:

plain 复制代码
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/network/

常见命令有:

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

4.4.2 案例演示

  1. 首先通过命令创建一个网络
plain 复制代码
docker network create newnet

查看网络的详细信息

plain 复制代码
docker network inspect newnet

可以看到新网桥是在默认的网桥的IP地址递增之前是17.17现在是17.18

  1. 然后查看网络
plain 复制代码
docker network ls

除了newnet之外都是默认网络

  1. 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,这样就可以通过别名和容器名互相访问,这样就避免了ip地址变化连接失败的问题,当然需要注意只有我们自己创建的网络通过别名互相访问
plain 复制代码
docker network connect newnet mysql --alias db
plain 复制代码
docker network connect newnet dd
  1. 进入dd容器,尝试利用别名访问db
plain 复制代码
docker exec -it dd bash

用容器名访问
OK,现在无需记住IP地址也可以实现容器互联了。

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

4.5 DockerCompose

4.5.1 介绍

大家可以看到,我们部署一个简单的java项目,其中包含3个容器:

  • MySQL
  • Nginx
  • Java项目

而稍微复杂的项目,其中还会有各种各样的其它中间件,需要部署的东西远不止3个。如果还像之前那样手动的逐一部署,就太麻烦了。

而Docker Compose就可以帮助我们实现多个相互关联的Docker容器的快速部署。它允许用户通过一个单独的 docker-compose.yml 模板文件(YAML 格式)来定义一组相关联的应用容器。

4.5.2 基本语法

docker-compose.yml文件的基本语法可以参考官方文档:

plain 复制代码
https://docs.docker.com/reference/compose-file/legacy-versions/

docker-compose文件中可以定义多个相互关联的应用容器,每一个应用容器被称为一个服务(service)。由于service就是在定义某个应用的运行时参数,因此与docker run参数非常相似。

举例来说,用docker run部署MySQL的命令如下:

bash 复制代码
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 \
  --network hmall
  mysql

如果用docker-compose.yml文件来定义,就是这样:

bash 复制代码
version: "3.8"

services:
  mysql:
    image: mysql
    container_name: mysql
    ports:
      - "3306:3306"
    environment:
      TZ: Asia/Shanghai
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - "./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d"
      - "./mysql/data:/var/lib/mysql"
    networks:
      - new
networks:
  new:
    name: hmall

对比如下:

docker run 参数 docker compose 指令
--name container_name
-p ports
-e environment
-v volumes
--network networks

将上边的部署过的MySQL、nginx、java项目通过DockerCompose部署,部署文件如下:

yaml 复制代码
services:
  mysql:
    image: mysql
    container_name: mysql
    ports:
      - "3306:3306"
    environment:
      TZ: Asia/Shanghai
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - "./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d"
      - "./mysql/data:/var/lib/mysql"
      - "./mysql/init:/docker-entrypoint-initdb.d"
    networks:
      - docker-newnet
  dd:
    build: 
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    container_name: dd
    ports:
      - "8080:8080"
    networks:
      - docker-newnet
    depends_on:
      - mysql
  nginx:
    image: nginx
    container_name: nginx
    ports:
      - "80:80"
    depends_on:
      - dd
    networks:
      - docker-newnet
networks:
  docker-newnet:
    name: dnewnet
  • docker-newnetCompose 文件内部使用的网络标识符(逻辑名称) ,仅在该 docker-compose.yml 文件中引用网络时使用。
  • dnewnet实际创建的 Docker 网络的名称(真实名称) ,也就是你在运行 docker network ls 时看到的名字。

4.5.3 基础命令

需要将上边的部署文件编写到docker-compose.yml文件

然后就可以部署项目了。常见的命令:

plain 复制代码
https://docs.docker.com/reference/cli/docker/compose/

基本语法如下:

plain 复制代码
docker compose [OPTIONS] [COMMAND]

其中,OPTIONS和COMMAND都是可选参数,比较常见的有:

类型 参数或指令 说明
Options -f 指定compose文件的路径和名称
Options -p 指定project名称。project就是当前compose文件中设置的多个service的集合,是逻辑概念
Commands up 创建并启动所有service容器
Commands down 停止并移除所有容器、网络
Commands ps 列出所有启动的容器
Commands logs 查看指定容器的日志
Commands stop 停止容器
Commands start 启动容器
Commands restart 重启容器
Commands top 查看运行的进程
Commands exec 在指定的运行中容器中执行命令

4.5.4 案例演示

  1. 进入root目录
plain 复制代码
cd /root
  1. 删除旧容器
plain 复制代码
docker rm -f $(docker ps -qa)
  1. 删除镜像
plain 复制代码
docker rmi docker-demo:1.0
  1. 清空MySQL数据
plain 复制代码
rm -rf mysql/data
  1. 进入demo目录
plain 复制代码
cd demo

注意Dockerfile和jar包也要放在下边

  1. 启动所有, -d 参数是后台启动
plain 复制代码
docker compose up -d
  1. 查看镜像
plain 复制代码
docker compose images
  1. 查看容器

  2. 验证打开浏览器访问后端接口
    访问nginx

复制代码
登录mysql
plain 复制代码
docker exec -it mysql mysql -uroot -p123

DockerCompose案列演示成功

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