Docker 完全入门教程

kree2026-04-28 13:44

从零开始掌握容器化技术

目录

  1. 什么是 Docker？
  2. 核心概念
  3. 安装 Docker
  4. 基本命令
  5. Dockerfile 编写
  6. Docker Compose
  7. 数据持久化
  8. 网络管理
  9. 实战示例：部署 Node.js 应用
  10. 常见问题与技巧
  11. 总结

什么是 Docker？

Docker 是一个开源的容器化平台，让开发者可以将应用及其依赖打包到一个轻量级、可移植的容器中，从而实现"一次构建，到处运行"。

为什么使用 Docker？

传统部署 Docker 容器化
环境配置繁琐 环境一致性保证
依赖冲突频繁 依赖隔离
扩容困难 秒级启停，弹性扩缩
资源利用率低 轻量高效，共享宿主内核

核心概念

镜像（Image）

镜像是一个只读的模板，包含运行应用所需的代码、运行时、库和配置。可以把它理解为一个"快照"或"安装包"。

复制代码 
镜像 = 操作系统层 + 运行时 + 应用代码 + 依赖

容器（Container）

容器是镜像的运行实例。一个镜像可以启动多个容器，每个容器相互隔离。

复制代码 
容器 = 镜像 + 可写层 + 运行进程

仓库（Registry）

仓库用于存储和分发镜像 。最常用的是 Docker Hub，也可以搭建私有仓库。

ini 复制代码 
Docker Hub = GitHub（但存放的是镜像，不是代码）

安装 Docker

macOS / Windows

从 Docker 官网 下载并安装 Docker Desktop，安装完成后即可使用。

⚠️ 注意授权 ：Docker Desktop 对个人、教育及小型企业（员工 < 250 人且年收入 < 1000 万美元）免费；超出此范围的商业用途需购买付费订阅。

Linux（Ubuntu 为例）

bash 复制代码 
# 更新包索引
sudo apt-get update

# 安装依赖
sudo apt-get install -y ca-certificates curl gnupg

# 添加 Docker 官方 GPG 密钥
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | \
  sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg

# 添加仓库
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] \
  https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

# 安装 Docker
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 验证安装
docker --version

验证安装

arduino 复制代码 
docker run hello-world

看到 Hello from Docker! 说明安装成功 🎉

基本命令

镜像操作

perl 复制代码 
# 搜索镜像
docker search nginx

# 拉取镜像（不指定标签默认拉取 latest）
docker pull nginx
docker pull nginx:1.25

# 查看本地镜像
docker images

# 删除镜像
docker rmi nginx:latest

# 构建镜像
docker build -t my-app:1.0 .

容器操作

perl 复制代码 
# 运行容器
docker run nginx

# 后台运行（-d: detach）
docker run -d nginx

# 指定名称 + 端口映射
docker run -d --name my-nginx -p 8080:80 nginx

# 交互模式进入容器
docker run -it ubuntu bash

# 查看运行中的容器
docker ps

# 查看所有容器（包括已停止）
docker ps -a

# 停止 / 启动 / 重启容器
docker stop my-nginx
docker start my-nginx
docker restart my-nginx

# 删除容器（需先停止）
docker rm my-nginx
docker rm -f my-nginx   # 强制删除运行中的容器

# 进入运行中的容器
docker exec -it my-nginx bash

# 查看容器日志
docker logs my-nginx
docker logs -f my-nginx   # 实时跟踪日志

# 查看容器详细信息
docker inspect my-nginx

系统清理

perl 复制代码 
# 删除所有停止的容器
docker container prune

# 删除未使用的镜像
docker image prune

# 一键清理所有未使用资源
docker system prune -a

Dockerfile 编写

Dockerfile 是构建镜像的配置文件，每条指令对应镜像的一层。

常用指令

指令 说明
FROM 指定基础镜像
WORKDIR 设置工作目录
COPY 复制文件到镜像
ADD 复制文件（支持URL和解压tar）
RUN 构建时执行命令
ENV 设置环境变量
EXPOSE 声明容器监听端口
CMD 容器启动时执行的默认命令
ENTRYPOINT 容器启动入口点

示例：Python Flask 应用

ini 复制代码 
# 1. 指定基础镜像
FROM python:3.11-slim

# 2. 设置工作目录
WORKDIR /app

# 3. 先复制依赖文件（利用构建缓存）
COPY requirements.txt .

# 4. 安装依赖
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# 5. 复制应用代码
COPY . .

# 6. 设置环境变量
ENV FLASK_APP=app.py
ENV FLASK_ENV=production

# 7. 暴露端口
EXPOSE 5000

# 8. 启动命令
CMD ["flask", "run", "--host=0.0.0.0"]

构建与运行

yaml 复制代码 
# 构建镜像
docker build -t flask-app:latest .

# 运行容器
docker run -d -p 5000:5000 --name flask-app flask-app:latest

.dockerignore 文件

类似 .gitignore，排除不需要打包的文件：

bash 复制代码 
__pycache__/
*.pyc
.env
.git
node_modules/
*.log

Docker Compose

Docker Compose 用于定义和管理多容器应用，通过一个 YAML 文件描述所有服务。

安装

Docker Desktop 已内置 Compose；Linux 用户执行：

arduino 复制代码 
sudo apt-get install docker-compose-plugin
docker compose version

docker-compose.yml 示例

以下是一个包含 Web 应用、数据库和缓存的典型配置：

yaml 复制代码 
version: '3.8'

services:
  # Web 应用
  web:
    build: .
    ports:
      - "8000:8000"
    environment:
      - DATABASE_URL=postgresql://user:password@db:5432/mydb
      - REDIS_URL=redis://redis:6379
    depends_on:
      - db
      - redis
    volumes:
      - ./app:/app
    restart: unless-stopped

  # PostgreSQL 数据库
  db:
    image: postgres:15
    environment:
      POSTGRES_USER: user
      POSTGRES_PASSWORD: password
      POSTGRES_DB: mydb
    volumes:
      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data
    ports:
      - "5432:5432"

  # Redis 缓存
  redis:
    image: redis:7-alpine
    ports:
      - "6379:6379"

# 数据卷
volumes:
  postgres_data:

Compose 常用命令

python 复制代码 
# 启动所有服务（后台）
docker compose up -d

# 查看服务状态
docker compose ps

# 查看日志
docker compose logs -f web

# 停止服务
docker compose stop

# 停止并删除容器
docker compose down

# 停止并删除容器、镜像、数据卷
docker compose down --volumes --rmi all

# 重新构建镜像
docker compose build

# 进入某个服务的容器
docker compose exec web bash

数据持久化

容器删除后，容器内的数据会一起消失。Docker 提供三种数据持久化方式：

1. Volume（推荐）

由 Docker 管理，存储在宿主机的 /var/lib/docker/volumes/ 目录。

bash 复制代码 
# 创建 volume
docker volume create mydata

# 使用 volume
docker run -d -v mydata:/app/data nginx

# 查看所有 volume
docker volume ls

# 删除 volume
docker volume rm mydata

2. Bind Mount（绑定挂载）

将宿主机目录直接挂载到容器，适合开发阶段实时同步代码。

ruby 复制代码 
# 将当前目录挂载到容器的 /app
docker run -d -v $(pwd):/app -p 3000:3000 node-app

3. tmpfs Mount

数据存储在宿主机内存中，容器停止后消失，适合存储敏感临时数据。

arduino 复制代码 
docker run -d --tmpfs /tmp nginx

网络管理

Docker 网络类型

类型 说明
bridge 默认网络，容器间可通过容器名互通
host 共享宿主机网络，性能最好
none 无网络，完全隔离
overlay 跨主机容器通信（Swarm 集群）

自定义网络

perl 复制代码 
# 创建自定义网络
docker network create my-network

# 在指定网络中运行容器
docker run -d --network my-network --name app my-app
docker run -d --network my-network --name db postgres

# 此时 app 容器可以直接用 "db" 作为主机名访问数据库

# 查看网络
docker network ls
docker network inspect my-network

# 删除网络
docker network rm my-network

实战示例：部署 Node.js 应用

项目结构

css 复制代码 
my-node-app/
├── src/
│   └── index.js
├── package.json
├── Dockerfile
├── .dockerignore
└── docker-compose.yml

src/index.js

ini 复制代码 
const express = require('express');
const app = express();
const PORT = process.env.PORT || 3000;

app.get('/', (req, res) => {
  res.json({ message: 'Hello from Docker!', env: process.env.NODE_ENV });
});

app.listen(PORT, () => {
  console.log(`Server running on port ${PORT}`);
});

Dockerfile

ini 复制代码 
FROM node:20-alpine

WORKDIR /app

# 先复制 package 文件，充分利用缓存
COPY package*.json ./
RUN npm ci --only=production

COPY src/ ./src/

ENV NODE_ENV=production
EXPOSE 3000

# 使用非 root 用户运行（安全最佳实践）
USER node

CMD ["node", "src/index.js"]

docker-compose.yml

yaml 复制代码 
version: '3.8'

services:
  app:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      NODE_ENV: production
    restart: unless-stopped

部署步骤

bash 复制代码 
# 1. 构建并启动
docker compose up -d --build

# 2. 验证运行
curl http://localhost:3000

# 3. 查看日志
docker compose logs -f app

常见问题与技巧

减小镜像体积

bash 复制代码 
# ✅ 使用 alpine 版本
FROM node:20-alpine    # ~50MB vs node:20 ~1GB

# ✅ 合并 RUN 命令，减少层数
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y curl && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# ✅ 多阶段构建（适合编译型语言）
FROM golang:1.21 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN go build -o server .

FROM alpine:latest          # 最终镜像只包含可执行文件
COPY --from=builder /app/server .
CMD ["./server"]

常用快捷操作

bash 复制代码 
# 删除所有停止的容器
docker rm $(docker ps -aq -f status=exited)

# 删除所有 <none> 镜像（悬空镜像）
docker rmi $(docker images -f "dangling=true" -q)

# 查看容器资源使用情况
docker stats

# 从容器复制文件到宿主机
docker cp my-container:/app/logs ./logs

# 将容器保存为镜像
docker commit my-container my-snapshot:v1

安全建议

  • 不要以 root 用户运行 ：在 Dockerfile 中添加 USER node（或其他非root用户）
  • 不要在镜像中硬编码密码：使用环境变量或 Docker Secrets
  • 定期更新基础镜像：及时获取安全补丁
  • 使用 .dockerignore ：避免将 .env、密钥等敏感文件打包进镜像
  • 扫描镜像漏洞 ：使用 docker scout 或 Trivy 等工具

总结

场景 命令/工具
运行单个容器 docker run
构建自定义镜像 Dockerfile + docker build
管理多容器应用 docker-compose.yml + docker compose up
数据持久化 Volume / Bind Mount
容器间通信 自定义网络

掌握这些核心知识，你已经具备在生产环境中使用 Docker 的基础能力。下一步可以探索 Kubernetes （容器编排）和 CI/CD 集成，进一步提升你的云原生技术栈！

Happy Dockerizing! 🐳

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