三分钟快速了解Docker

Docker 是什么？

Docker 就是一个**"轻量级的虚拟机"**，但它比虚拟机更聪明。它把操作系统、代码库、依赖包全都打包在一起。

① 镜像 (Image) ------ "游戏光盘"

• 是什么： 这是一个只读的模板。你的导师把配置好的环境（Ubuntu + ROS 2 + Autoware 依赖）打包成了一个文件，这就叫镜像。

• 特点： 它是冰冻的，怎么玩都不会坏。

• 你的操作： 就像你买了一张《黑神话：悟空》的光盘，所有人买到的光盘内容都是一模一样的。

② 容器 (Container) ------ "游戏存档 / 运行中的游戏"

• 是什么： 当你把"镜像"运行起来，它就变成了"容器"。这就是你现在终端里看到的 root@21f8611da6f8 这个环境。

• 特点： 它是一次性的、临时的。 你在里面安装软件、编译代码，都是在当前的"存档"里操作。

• 关键点： 如果你把容器删了（docker rm），你在里面装的软件、改的系统配置，就全部消失了，就像没保存游戏直接关机一样。

③ 挂载 (Volume) ------ "连接现实世界的传送门" 🌟🌟🌟

• 作用： 因为容器里存不住东西，我们需要把容器里的某个文件夹，打通到你真实电脑（WSL）的硬盘上。

• 你的现状：

  • 你的代码其实是在 WSL（真实世界）里的。

  • Docker 只是负责提供一个编译环境（编译器、ROS 工具）。

  • 它俩通过 -v 命令连在了一起。

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3. 图解：你现在的套娃结构

为了让你更清楚，咱们再理一下这个层级（从外到内）：

1. Windows 11： 你的物理电脑（房东）。

2. WSL 2 (Ubuntu)： 寄生在 Windows 上的 Linux 系统（你的出租屋）。你的代码文件存在这里！

3. Docker 引擎： 运行在 WSL 里的管家。

4. 容器 (Autoware 环境)： 管家临时搭的一个帐篷。你进去编译代码，编译完你就出来了。

4. 为什么要这样设计？（好处）

这种架构有巨大的优势：

1. 统一标准： 不管你是用 Windows 还是 Mac，只要跑这个 Docker 镜像，大家的代码运行环境是像素级一致的。不会出现"由于系统版本不同导致的 Bug"。

2. 甚至车端一致： 你在电脑 Docker 里跑的代码，最后部署到真实的自动驾驶汽车上时，车上的电脑里跑的也是同一个 Docker 镜像。这叫"端到端一致性"。

3. 不怕搞坏：

   • 如果你把 Docker 容器里的系统搞崩了（比如误删了 /usr/bin），没关系。

   • exit 退出，docker rm 删掉容器。

   • 重新 docker run，瞬间又变回了一个全新的、干净的环境。

   • 前提是：你别把挂载的代码文件夹给删了！

5. 总结：实习生的 Docker 生存法则

• Docker 是你的"编译车间"： 你进去只是为了利用里面的工具（gcc, colcon, ros2）来干活。

• 代码在"外面"： 你的核心资产（代码）是通过挂载放进去的。

• 别太把容器当回事： 容器是消耗品，坏了就换。

• 千万把挂载当回事： 那个连接内外的"传送门"文件夹，是你的命根子。

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误删容器了怎么办：

我们来拆解一下，如果现在你的容器突然没了（或者被你误删了），会发生什么：

1. 需要重新下载几个 G 的系统吗？

不需要。 ❌

• 还记得我们说的"游戏光盘"（镜像 Image）吗？

• Docker 镜像 是存储在你的硬盘深处的，删除容器 （存档）并不会删除镜像（光盘）。

• 你重新敲一行启动命令（docker run ...），只需要 1秒钟，一个新的容器就会根据那个镜像立刻弹出来。它不需要联网下载任何东西。

2. 需要重新编译代码吗？

大概率不需要。 😲

• 这得益于你的挂载（Volume Mapping）。

• 请回忆一下，你编译生成的 build 和 install 文件夹在哪里？它们是在 ~/work_space/lubo_auto_car 目录下。

• 而这个目录，是通过"传送门"直接连接到你的 WSL（一楼） 的。

• 结论： 容器虽然炸了，但它死前编译好的 build 和 install 文件夹还安安全全地躺在你的 WSL 硬盘里。

• 恢复： 新容器启动后，它再次连接到这个文件夹，看到现成的 install 文件夹，你只需要 source install/setup.bash，马上就能跑，甚至不用重新编译。

3. 那真正的"麻烦"在哪里？

你担心的"麻烦"主要来自这里------你在容器里的"临时装修"会丢失。

举个例子，如果你在上一台容器里为了调试代码，手动干了这些事：

• apt install vim （装了个编辑器）

• pip install some-library （装了个 Python 库）

• export ROS_DOMAIN_ID=30 （设了个环境变量，且没写进配置文件）

一旦容器删了，这些东西就真没了。

新启动的容器，是一个**"恢复出厂设置"**的状态（基于原始镜像）。你需要重新手动敲一遍这些安装命令。

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💡 总结：两个灾难的对比

灾难类型	误删挂载的文件夹 (上次的事故)	误删 Docker 容器 (你现在的担心)
性质	物理毁灭	重启还原
代码会丢吗？	会，找不回就是永别	不会，代码在外面
编译结果会丢吗？	会	不会，也在外面
环境会丢吗？	不会	会 (临时装的软件要重装)
恢复时间	几小时 ~ 几天	几分钟
心情	😭 (想离职)	😑 (啧，真麻烦)

⚡️ 给实习生的建议

不要在容器里"偷偷"装软件。

如果你发现代码运行缺了一个库（比如 scipy），不要 只在终端里敲 pip install scipy 就算了。

一定要告诉你的导师 ，让他把这个库加到Dockerfile（镜像的配方表）里去，或者写在项目的依赖文档里。这样下次大家启动新容器时，环境就是自带这个库的了。

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常用的Docker命令：

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第一类：镜像操作 💿

这些命令是在操作那些只读的系统模板。

1. 查看我有多少张光盘

   docker images

   • 作用： 列出本地下载好的所有镜像。

   • 关注点： REPOSITORY (名字), TAG (版本), IMAGE ID (身份证号), SIZE (大小)。

2. 去公司网盘或者网上下载镜像

   docker pull <镜像名>:<版本号>
   # 例子：docker pull osrf/ros:humble-desktop

   • 作用： 从网上下载镜像。如果没写版本号，默认下载最新版 (latest)。

3. 删除镜像 ⚠️

   docker rmi <镜像ID 或 镜像名>
   # rmi = remove image

   • 注意： 如果有容器（存档）正在使用这张光盘，你是删不掉的。你需要先删容器，再删镜像。

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第二类：容器操作 (玩游戏/读档) 📦

这是你每天工作频率最高的命令。

1. 看看现在谁在运行

   docker ps

   • 作用： 列出所有正在运行的容器（活着的）。

   • 重要信息： CONTAINER ID (短ID), NAMES (你起的名字，比如 vigilant_newton)。

2. 看看所有存档 (包括死掉的) 🌟

   docker ps -a

   • 作用： 非常重要！ 很多时候你以为容器丢了，其实它只是停止运行了（Stopped）。加了 -a (all) 才能看到它们。

3. 启动/停止 容器

   docker start <容器名>   # 启动一个停止的容器
   docker stop <容器名>    #以此停止一个运行的容器

4. 进入容器内部 🌟🌟🌟 这是你每天都要用的命令，用来进入那个"黑框框"编译代码。

   docker exec -it <容器名> bash

   • 拆解：

     • exec: 执行命令。

     • -it: i nteractive (交互式) + tty (终端)。人话：给我一个能打字的终端。

     • bash: 我要用的具体程序（Linux 的命令行外壳）。

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第三类：创建与毁灭容器🔨

1. 新建一个存档 (从镜像启动容器) 🌟🌟🌟 这是最长、最复杂，但也最重要的命令。

   docker run -it -d --name <起个名字> -v <宿主机路径>:<容器内路径> <镜像名>

   • -d: 后台运行（Detached）。不然你一关终端，容器就挂了。

   • --name : 给容器起个好记的名字（比如 my_autoware），不然它会随机叫 happy_einstein 之类的。

   • -v : 挂载（传送门）！ 也就是你之前栽跟头的地方。把本地代码连进去。

   • 例子：

     docker run -it -d --name my_car -v ~/work_space:/root/work_space autoware/universe:latest

2. 删档 (删除容器) ⚠️

   docker rm <容器名>

   • 注意： 只能删停止状态 的容器。如果要强制删正在跑的，加 -f (force)：docker rm -f <容器名>。

   • 再次提醒： 删了容器，里面临时装的软件（vim, ping）就没了，但挂载的代码（WSL里）不会丢。

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案例解释：

1. 本地加载已有镜像 (Load Image)

sudo docker load -i *.tar

• 含义： 这是一个"离线安装"步骤。

• 作用： 如果你的公司内网不能随便下载 10GB 的镜像，或者导师直接用 U 盘拷给你一个打包好的镜像文件（.tar 格式），你就用这个命令把它解压并导入到你的本地 Docker 仓库里。

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2. 本地配置 (Display Configuration)

这一大段全是为了一件事：让 Docker 能"投屏"到你的屏幕上。

因为 Docker 本质上是一个没有屏幕的后台进程，如果你想看 Rviz，就必须打通它和宿主机（你的电脑）之间的图形显示通道。

• xhost +local:root：

  • 这是一个"暴力"授权命令。意思是：允许本地的 root 用户（也就是 Docker 容器里的默认用户）访问我的屏幕。

• XAUTH=/tmp/.docker.xauth ... xauth nlist ...：

  • 这是更高级、更安全的做法。

  • 它创建了一个"通行证"文件（.docker.xauth）。

  • 它把你当前电脑的显示授权信息（Magic Cookie）复制到这个文件里。

  • 目的： 稍后我们会把这个文件挂载进容器，容器拿着这个"通行证"，才被允许在你的屏幕上画图。

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3. 启动容器 (Run Container) ------ 最关键的一步

这行命令非常长，我们把它的参数拆开看，每个都很重要：
Bash

sudo docker run -it --gpus all \
  --name autoware \
  --env="DISPLAY=$DISPLAY" \
  --env="QT_X11_NO_MITSHM=1" \
  --env="XAUTHORITY=/tmp/.docker.xauth" \
  -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix:rw \
  -v /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth \
  -v /etc/localtime:/etc/localtime:ro \
  -v /home/y/work_space:/root/work_space \  # <--- 重点关注这行
  autoware_image:gpu

• --gpus all ：开启显卡加速。没有这句，你的深度学习模型跑不动，Rviz 也会卡成 PPT。

• --env="DISPLAY=$DISPLAY"：告诉容器："屏幕的地址在这里"。

• --env="QT_X11_NO_MITSHM=1" ：防闪退补丁。这是为了解决 Qt 程序的共享内存 Bug，不加这句，Rviz 打开瞬间就会崩。

• -v /tmp/.X11-unix:/tmp/.X11-unix:rw ：挂载图形接口。这是物理上的显示插口，必须挂载。

• -v /tmp/.docker.xauth:/tmp/.docker.xauth ：挂载通行证。把刚才第2步生成的"通行证"塞进容器。

• -v /home/y/work_space:/root/work_space ：🚨 高能预警！

  • 这是你需要手动修改的地方！

  • /home/y/work_space 是别人电脑上的路径。

  • 你需要把它改成你自己的 WSL 路径，比如：~/autoware_ws/wordk_space。

  • 如果不改，Docker 启动后里面是空的，或者直接报错路径不存在。

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4. 启动仿真 demo

ros2 launch autoware_launch planning_simulator.launch.xml ...

• 含义： 这是容器启动成功并进入终端后，运行的第一条命令。

• 作用： 启动 Autoware 的规划仿真器。如果前面第 2、3 步配置正确，此时你的屏幕上应该会弹出一个 Rviz 窗口，显示出地图和小车。

总结

这段脚本是 "带显卡 + 带显示器" 的 Docker 标准启动模板。

你需要注意的唯一修改点是： 仔细检查第 3 步里 -v 挂载代码的那一行，确保冒号左边的路径是你自己电脑上真实的路径！