【docker基础】第十周：CI/CD集成

正经教主2026-06-17 8:30

📚前言

👀回顾，系统学习docker系列已发布内容：

【docker基础】0、系统学习docker之总计划

【docker基础】第一课、从零开始理解容器技术

【docker基础】第二课：安装、配置与基础命令

【docker基础】第三课：镜像管理与Dockerfile基础

【docker基础】第四课：容器操作与数据管理

【docker基础】第五课：Docker网络详解-CSDN博客

【docker基础】第六课：Web应用与数据库容器部署-CSDN博客

【docker基础】 第七课：Docker Compose 多容器实战-CSDN博客

【docker基础】 第八周：容器监控与应用更新策略-CSDN博客

【docker基础】第九周：Docker安全与镜像优化-CSDN博客

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📒本课学习目标：

  1. CI/CD 基础：持续集成和持续部署的概念
  2. GitHub Actions：创建 Docker 工作流
  3. GitHub Secrets：安全存储敏感信息
  4. Jenkins 集成：Pipeline 配置
  5. 自动化构建：构建矩阵、条件执行、缓存优化
  6. 环境部署：开发、测试、生产环境部署策略

🌍Docker第十周：CI/CD集成

欢迎来到 Docker 第十周的学习！本周我们将学习如何将 Docker 与 CI/CD（持续集成/持续部署）工具集成，实现自动化构建和部署。

第一章：CI/CD 基础概念

1.1 什么是 CI/CD

CI（持续集成）：开发人员频繁地将代码合并到主分支，每次合并都会自动执行构建和测试。

CD（持续部署）：代码通过 CI 测试后，自动部署到生产环境。

1.2 CI/CD 的工作流程

复制代码 
代码提交 →→→ 自动构建 →→→ 自动测试 →→→ 自动部署 →→→ 生产环境
    ↑                                              ↓
    └──────────────────────────────────────────────┘
                    （反馈循环）

1.3 为什么 Docker 适合 CI/CD

  • 环境一致性：开发、测试、生产环境完全一致
  • 快速启动：容器可以在几秒钟内启动
  • 资源隔离：不同项目的构建互不影响
  • 易于回滚：出现问题可以快速回滚到之前的版本

第二章：GitHub Actions 与 Docker

2.1 什么是 GitHub Actions

GitHub Actions 是 GitHub 提供的 CI/CD 功能，可以自动化构建、测试和部署流程。

2.2 基本概念

  • Workflow（工作流）：自动化流程的定义
  • Job（作业）：工作流中的一个任务
  • Step（步骤）：作业中的具体操作
  • Action（动作）：可重用的步骤单元

2.3 创建第一个 Docker 工作流

2.3.1 创建工作流文件

在项目根目录创建 .github/workflows/docker.yml 文件：

复制代码 
name: Docker Build and Push

on:
  push:
    branches:
      - main      # 当 main 分支有代码推送时触发
  pull_request:
    branches:
      - main      # 当有 PR 合并到 main 时触发

jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    
    steps:
      # 步骤1：检出代码
      - name: Checkout code
        uses: actions/checkout@v3

      # 步骤2：设置 Docker Buildx
      - name: Set up Docker Buildx
        uses: docker/setup-buildx-action@v2

      # 步骤3：登录 Docker Hub
      - name: Login to Docker Hub
        uses: docker/login-action@v2
        with:
          username: ${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }}
          password: ${{ secrets.DOCKERHUB_TOKEN }}

      # 步骤4：构建并推送镜像
      - name: Build and push
        uses: docker/build-push-action@v4
        with:
          context: .
          push: true
          tags: |
            myusername/myapp:latest
            myusername/myapp:${{ github.sha }}

2.4 配置 GitHub Secrets

为了安全地存储敏感信息（如 Docker Hub 密码），需要配置 Secrets：

  1. 进入 GitHub 仓库 → Settings → Secrets and variables → Actions
  2. 点击 "New repository secret"
  3. 添加以下 Secrets：
    • DOCKERHUB_USERNAME：Docker Hub 用户名
    • DOCKERHUB_TOKEN：Docker Hub 访问令牌

2.5 字段说明

字段 说明
name 工作流的名称
on 触发条件
runs-on 运行的环境
uses 使用的 Action
with Action 的参数
${``{ secrets.xxx }} 引用 Secrets
${``{ github.sha }} Git 提交的 SHA 值

第三章：多步骤构建工作流

3.1 构建、测试、部署完整流程

复制代码 
name: CI/CD Pipeline

on:
  push:
    branches: [main]
  pull_request:
    branches: [main]

jobs:
  # 作业1：构建和测试
  build-and-test:
    runs-on: ubuntu-latest
    
    services:
      mysql:
        image: mysql:5.7
        env:
          MYSQL_ROOT_PASSWORD: testpass
          MYSQL_DATABASE: testdb
        options: >-
          --health-cmd="mysqladmin ping"
          --health-interval=10s
          --health-timeout=5s
          --health-retries=5

    steps:
      - name: Checkout code
        uses: actions/checkout@v3

      - name: Set up Docker Buildx
        uses: docker/setup-buildx-action@v2

      - name: Build application
        run: docker build -t myapp:test .

      - name: Run tests
        run: |
          docker run -d --name test-app myapp:test
          sleep 5
          docker exec test-app npm test
          docker stop test-app

  # 作业2：构建并推送镜像
  build-and-push:
    needs: build-and-test  # 依赖前一个作业
    runs-on: ubuntu-latest
    if: github.ref == 'refs/heads/main'  # 只在 main 分支执行
    
    steps:
      - name: Checkout code
        uses: actions/checkout@v3

      - name: Set up Docker Buildx
        uses: docker/setup-buildx-action@v2

      - name: Login to Docker Hub
        uses: docker/login-action@v2
        with:
          username: ${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }}
          password: ${{ secrets.DOCKERHUB_TOKEN }}

      - name: Build and push
        uses: docker/build-push-action@v4
        with:
          context: .
          push: true
          tags: |
            myusername/myapp:latest
            myusername/myapp:${{ github.sha }}

  # 作业3：部署到服务器
  deploy:
    needs: build-and-push
    runs-on: ubuntu-latest
    
    steps:
      - name: Deploy to server
        uses: appleboy/ssh-action@master
        with:
          host: ${{ secrets.SERVER_HOST }}
          username: ${{ secrets.SERVER_USER }}
          key: ${{ secrets.SERVER_SSH_KEY }}
          script: |
            docker pull myusername/myapp:latest
            docker stop myapp || true
            docker rm myapp || true
            docker run -d --name myapp -p 80:80 myusername/myapp:latest

3.2 多平台构建

构建支持多个 CPU 架构的镜像：

复制代码 
- name: Build and push (multi-platform)
  uses: docker/build-push-action@v4
  with:
    context: .
    platforms: linux/amd64,linux/arm64/v8
    push: true
    tags: |
      myusername/myapp:latest
      myusername/myapp:${{ github.sha }}

第四章：Docker 与 Jenkins 集成

4.1Jenkins简介

Jenkins 是一个开源的 持续集成/持续部署（CI/CD）自动化工具，用 Java 开发，主要用于：

  • 自动化构建
  • 自动化测试
  • 自动化部署
  • 持续交付

Jenkins 的核心功能

功能 说明
持续集成（CI） 频繁地将代码合并到主干，自动执行构建和测试
持续交付（CD） 代码通过测试后，自动部署到测试/生产环境
插件扩展 拥有丰富的插件生态系统，支持各种工具集成
分布式构建 支持 Master-Slave 架构，分担构建任务
流水线（Pipeline） 用代码定义构建和部署流程

工作原理

复制代码 
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      Jenkins 工作流程                            │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                                 │
│  开发者提交代码                                                 │
│       ↓                                                         │
│  Git/GitHub/GitLab                                              │
│       ↓                                                         │
│  Jenkins 拉取代码                                                │
│       ↓                                                         │
│  执行构建脚本                                                    │
│       ↓                                                         │
│  运行测试用例                                                    │
│       ↓                                                         │
│  ┌─────────────────┐                                            │
│  │   构建成功？     │                                            │
│  └────────┬────────┘                                            │
│           │                                                      │
│      ┌────┴────┐                                                │
│      ↓         ↓                                                │
│    是        否                                                │
│      ↓         ↓                                                │
│  部署到      发送通知                                            │
│  测试环境    （邮件/Slack）                                      │
│      ↓                                                         │
│  自动测试                                                    │
│      ↓                                                         │
│  手动审批（可选）                                               │
│      ↓                                                         │
│  部署到生产环境                                                │
│                                                                 │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

4.2Jenkins 安装与配置

4.2.1 使用 Docker 运行 Jenkins
复制代码 
docker run -d \
  --name jenkins \
  -p 8080:8080 \
  -p 50000:50000 \
  -v jenkins_home:/var/jenkins_home \
  jenkins/jenkins:lts
4.2.2 获取初始管理员密码
复制代码 
docker exec jenkins cat /var/jenkins_home/secrets/initialAdminPassword

4.3 安装推荐插件

首次登录后，选择"安装推荐插件"，包括：

  • Git 插件
  • Docker 插件
  • Pipeline 插件
  • Blue Ocean（可视化界面）

创建 Jenkins Pipeline示例，在 Jenkins 中创建 Jenkinsfile：

复制代码 
pipeline {
    agent {
        docker {
            image 'node:14-alpine'
            args '-p 3000:3000'
        }
    }

    stages {
        stage('Checkout') {
            steps {
                checkout scm
            }
        }

        stage('Build') {
            steps {
                sh 'npm install'
                sh 'npm run build'
            }
        }

        stage('Test') {
            steps {
                sh 'npm test'
            }
        }

        stage('Build Docker Image') {
            steps {
                sh "docker build -t myapp:${env.BUILD_NUMBER} ."
                sh "docker tag myapp:${env.BUILD_NUMBER} myusername/myapp:latest"
            }
        }

        stage('Push to Registry') {
            steps {
                withCredentials([usernamePassword(credentialsId: 'dockerhub', usernameVariable: 'USERNAME', passwordVariable: 'PASSWORD')]) {
                    sh 'echo $PASSWORD | docker login -u $USERNAME --password-stdin'
                    sh 'docker push myusername/myapp:latest'
                    sh 'docker push myusername/myapp:${env.BUILD_NUMBER}'
                }
            }
        }

        stage('Deploy') {
            steps {
                sh '''
                    ssh user@server "docker pull myusername/myapp:latest"
                    ssh user@server "docker stop myapp || true"
                    ssh user@server "docker rm myapp || true"
                    ssh user@server "docker run -d --name myapp -p 80:80 myusername/myapp:latest"
                '''
            }
        }
    }

    post {
        always {
            cleanWs()
        }
    }
}

Pipeline 语法说明

块 说明
agent 指定构建执行的环境
environment 定义环境变量
stages 定义多个阶段
stage 单个阶段（如 Build、Test、Deploy）
steps 阶段中的具体步骤
post Pipeline 执行后的操作

第五章：自动化构建与推送

5.1 构建矩阵策略

使用矩阵策略并行构建多个配置：

复制代码 
jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    strategy:
      matrix:
        node-version: [14, 16, 18]
        platform: [ubuntu-latest, windows-latest]
    
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      
      - name: Use Node.js ${{ matrix.node-version }}
        uses: actions/setup-node@v3
        with:
          node-version: ${{ matrix.node-version }}
      
      - name: Build
        run: npm ci
      
      - name: Build Docker image
        run: |
          docker build \
            --tag myapp:${{ matrix.node-version }} \
            --build-arg NODE_VERSION=${{ matrix.node-version }} \
            .

5.2 条件执行

根据分支或标签触发不同的构建：

复制代码 
jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest
    
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      
      # 只在 main 分支构建并推送
      - name: Build and push
        if: github.ref == 'refs/heads/main'
        run: |
          docker build -t myapp:latest .
          docker push myapp:latest
      
      # 只在标签发布时构建并推送
      - name: Build and push (release)
        if: startsWith(github.ref, 'refs/tags/v')
        run: |
          VERSION=${GITHUB_REF#refs/tags/v}
          docker build -t myapp:$VERSION .
          docker push myapp:$VERSION

5.3 缓存优化

加速 Docker 构建：

复制代码 
- name: Build and push
  uses: docker/build-push-action@v4
  with:
    context: .
    push: true
    tags: myusername/myapp:latest
    cache-from: type=gha
    cache-to: type=gha,mode=max

第六章：环境部署策略

6.1 开发环境部署

复制代码 
deploy-dev:
  runs-on: ubuntu-latest
  if: github.ref == 'refs/heads/develop'
  
  steps:
    - name: Deploy to development
      run: |
        kubectl config use-context dev
        kubectl apply -f k8s/manifests/

6.2 生产环境部署

复制代码 
deploy-prod:
  runs-on: ubuntu-latest
  needs: deploy-staging
  if: startsWith(github.ref, 'refs/tags/v')
  
  steps:
    - name: Deploy to production
      run: |
        kubectl config use-context prod
        kubectl set image deployment/myapp app=myusername/myapp:${{ github.ref_name }}

6.3 蓝绿部署

复制代码 
blue-green-deploy:
  runs-on: ubuntu-latest
  
  steps:
    # 部署蓝色版本
    - name: Deploy blue version
      run: |
        docker-compose -f docker-compose.blue.yml up -d
        sleep 10
    
    # 健康检查
    - name: Health check
      run: |
        curl -f http://blue.example.com/health || exit 1
    
    # 切换流量
    - name: Switch traffic
      run: |
        docker-compose -f docker-compose.green.yml rm -f
        docker-compose -f docker-compose.blue.yml up -d --scale blue=2

第七章：实战练习

7.1 练习1：创建 GitHub Actions 工作流

  1. 在 GitHub 上创建新仓库
  2. 添加 Dockerfile 到仓库
  3. 创建 .github/workflows/docker.yml
  4. 配置 GitHub Secrets
  5. 推送代码触发构建

7.2 练习2：多阶段 CI/CD 流程

创建一个完整的工作流，包括：

  • 代码检出
  • 依赖安装
  • 单元测试
  • Docker 镜像构建
  • 镜像推送
  • 服务器部署

7.3 练习3：实现自动化回滚

复制代码 
rollback:
  runs-on: ubuntu-latest
  if: failure()
  
  steps:
    - name: Rollback deployment
      if: failure()
      run: |
        docker pull myusername/myapp:${{ github.event.inputs.previous_tag }}
        kubectl rollout undo deployment/myapp

第八章：常见问题与解决方案

8.1 问题：构建超时

解决方案：增加超时时间或优化构建步骤

复制代码 
jobs:
  build:
    timeout-minutes: 30  # 增加超时时间

8.2 问题：Secrets 无法访问

解决方案：确保 Secrets 名称正确，且在正确的位置引用

复制代码 
# 确保在 Settings → Secrets 中配置
with:
  username: ${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }}

8.3 问题：Docker 镜像无法推送

解决方案：检查登录凭据和网络连接

复制代码 
# 本地测试推送
docker login
docker push myusername/myapp:latest

命令速查表

操作 命令
登录 Docker Hub docker login
构建镜像 docker build -t name:tag .
推送镜像 docker push username/image:tag
拉取镜像 docker pull username/image:tag

本周总结

本周我们学习了：

  1. CI/CD 基础：持续集成和持续部署的概念
  2. GitHub Actions：创建 Docker 工作流
  3. GitHub Secrets：安全存储敏感信息
  4. Jenkins 集成：Pipeline 配置
  5. 自动化构建：构建矩阵、条件执行、缓存优化
  6. 环境部署：开发、测试、生产环境部署策略

练习作业：

  1. 创建一个 GitHub Actions 工作流，实现自动构建和推送
  2. 配置 GitHub Secrets 并测试工作流
  3. 实现蓝绿部署策略
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