Docker_03_DockerCompose多容器编排

Zhou1411362026-10-01 18:40

Docker Compose 多容器编排：从入门到实战

一、什么是 Docker Compose？

1.1 定义

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用的工具。通过一个 YAML 文件配置应用的服务、网络和卷，然后使用一个命令就可以创建和启动所有服务。

1.2 为什么需要 Compose？

没有 Compose 时，启动一个 Web 应用需要：

bash 复制代码 
docker network create myapp
docker volume create db-data
docker run -d --network myapp --name db -v db-data:/var/lib/mysql mysql:8.0
docker run -d --network myapp --name redis redis:alpine
docker run -d --network myapp -p 8080:8080 --depends-on db,redis myapp:latest

使用 Compose 后，一个文件搞定：

yaml 复制代码 
services:
  db:
    image: mysql:8.0
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql
    networks:
      - myapp
  redis:
    image: redis:alpine
    networks:
      - myapp
  app:
    build: .
    ports:
      - "8080:8080"
    depends_on:
      - db
      - redis
    networks:
      - myapp

volumes:
  db-data:

networks:
  myapp:

1.3 核心概念

  • Service：一个服务对应一个容器
  • Project：一组关联的服务，由一个 compose 文件定义
  • Compose File：YAML 格式，定义服务、网络、卷等配置

二、安装与基础

2.1 安装

Docker Compose 已集成到 Docker 中（Docker Compose V2）。安装 Docker 时自动包含。

bash 复制代码 
# 验证安装
docker compose version
# 输出: Docker Compose version v2.x.x

# 旧版本（独立安装）
docker-compose version

2.2 基本使用流程

bash 复制代码 
# 1. 编写 docker-compose.yml
# 2. 启动所有服务
docker compose up

# 后台运行
docker compose up -d

# 3. 查看服务状态
docker compose ps

# 4. 查看日志
docker compose logs
docker compose logs -f  # 实时跟踪

# 5. 停止并删除所有服务
docker compose down

# 6. 停止服务（不删除）
docker compose stop

# 7. 重启服务
docker compose restart

三、docker-compose.yml 详解

3.1 基本结构

yaml 复制代码 
services:    # 定义服务
  service-name:
    image: ...
    build: ...
    ports: ...
    ...

volumes:     # 定义数据卷
  volume-name:

networks:    # 定义网络
  network-name:

configs:     # 定义配置
secrets:     # 定义密钥

3.2 服务配置项

镜像与构建
yaml 复制代码 
services:
  web:
    # 方式一：使用现有镜像
    image: nginx:latest
    
    # 方式二：从 Dockerfile 构建
    build:
      context: ./app        # 构建上下文
      dockerfile: Dockerfile  # Dockerfile 路径
      args:                   # 构建参数
        VERSION: "1.0"
端口映射
yaml 复制代码 
services:
  web:
    image: nginx
    ports:
      - "8080:80"      # 宿主机:容器
      - "8443:443"
      - "127.0.0.1:9090:80"  # 绑定特定 IP
环境变量
yaml 复制代码 
services:
  db:
    image: mysql:8.0
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root123
      MYSQL_DATABASE: testdb
      MYSQL_USER: myuser
      MYSQL_PASSWORD: mypassword
    env_file:
      - .env  # 从文件加载
数据卷
yaml 复制代码 
services:
  db:
    image: mysql:8.0
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql          # 命名卷
      - ./config:/etc/mysql/conf.d      # 绑定挂载
      - type: bind
        source: ./logs
        target: /var/log/mysql
        read_only: true

volumes:
  db-data:  # 声明命名卷
网络配置
yaml 复制代码 
services:
  web:
    image: nginx
    networks:
      - frontend
      - backend

networks:
  frontend:
    driver: bridge
  backend:
    driver: bridge
    ipam:
      config:
        - subnet: 172.20.0.0/16
依赖管理
yaml 复制代码 
services:
  web:
    image: myapp
    depends_on:
      - db
      - redis
  
  db:
    image: mysql:8.0
    
  redis:
    image: redis:alpine

注意 ：depends_on 只控制启动顺序，不等待服务就绪。可以使用健康检查：

yaml 复制代码 
services:
  web:
    image: myapp
    depends_on:
      db:
        condition: service_healthy

  db:
    image: mysql:8.0
    healthcheck:
      test: ["CMD", "mysqladmin", "ping", "-h", "localhost"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 5
资源限制
yaml 复制代码 
services:
  web:
    image: myapp
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '1.0'
          memory: 512M
        reservations:
          cpus: '0.5'
          memory: 256M
重启策略
yaml 复制代码 
services:
  web:
    image: myapp
    restart: always        # 总是重启
    # restart: on-failure  # 失败时重启
    # restart: unless-stopped  # 除非手动停止
命令覆盖
yaml 复制代码 
services:
  web:
    image: nginx
    command: nginx -g "daemon off;"
    entrypoint: ["/docker-entrypoint.sh"]

四、常用命令

4.1 服务管理

bash 复制代码 
# 启动所有服务
docker compose up -d

# 启动指定服务
docker compose up -d web db

# 停止所有服务
docker compose stop

# 停止并删除容器、网络
docker compose down

# 停止并删除容器、网络、卷
docker compose down -v

# 重启服务
docker compose restart

# 暂停服务
docker compose pause

# 恢复暂停的服务
docker compose unpause

4.2 查看状态

bash 复制代码 
# 查看服务状态
docker compose ps

# 查看日志
docker compose logs
docker compose logs -f
docker compose logs web  # 指定服务

# 查看服务进程
docker compose top

# 查看资源使用
docker compose stats

4.3 进入容器

bash 复制代码 
# 在运行中的服务执行命令
docker compose exec web bash
docker compose exec db mysql -uroot -p

# 列出服务
docker compose ps --services

4.4 构建与更新

bash 复制代码 
# 构建镜像
docker compose build

# 构建并启动
docker compose up -d --build

# 更新镜像并重启
docker compose pull
docker compose up -d

# 不使用缓存重新构建
docker compose build --no-cache

4.5 扩缩容

bash 复制代码 
# 扩展服务副本数
docker compose up -d --scale web=3

# 查看副本状态
docker compose ps

五、实战示例

5.1 Spring Boot + MySQL + Redis

yaml 复制代码 
services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "8080:8080"
    environment:
      SPRING_DATASOURCE_URL: jdbc:mysql://db:3306/zoodb
      SPRING_DATASOURCE_USERNAME: root
      SPRING_DATASOURCE_PASSWORD: root123
      SPRING_REDIS_HOST: redis
    depends_on:
      db:
        condition: service_healthy
      redis:
        condition: service_healthy
    networks:
      - backend
    restart: unless-stopped

  db:
    image: mysql:8.0
    ports:
      - "3306:3306"
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root123
      MYSQL_DATABASE: zoodb
    volumes:
      - mysql-data:/var/lib/mysql
      - ./init.sql:/docker-entrypoint-initdb.d/init.sql
    healthcheck:
      test: ["CMD", "mysqladmin", "ping", "-h", "localhost"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 5
    networks:
      - backend
    restart: unless-stopped

  redis:
    image: redis:7-alpine
    ports:
      - "6379:6379"
    volumes:
      - redis-data:/data
    healthcheck:
      test: ["CMD", "redis-cli", "ping"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 5
    networks:
      - backend
    restart: unless-stopped

volumes:
  mysql-data:
  redis-data:

networks:
  backend:
    driver: bridge

5.2 WordPress + MySQL

yaml 复制代码 
services:
  wordpress:
    image: wordpress:latest
    ports:
      - "8080:80"
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: db
      WORDPRESS_DB_USER: wp_user
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: wp_pass
      WORDPRESS_DB_NAME: wordpress
    volumes:
      - wordpress-data:/var/www/html
    depends_on:
      - db
    restart: unless-stopped

  db:
    image: mysql:8.0
    environment:
      MYSQL_DATABASE: wordpress
      MYSQL_USER: wp_user
      MYSQL_PASSWORD: wp_pass
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root_pass
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql
    restart: unless-stopped

volumes:
  wordpress-data:
  db-data:

5.3 Nginx 反向代理 + 多服务

yaml 复制代码 
services:
  nginx:
    image: nginx:alpine
    ports:
      - "80:80"
      - "443:443"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro
      - ./certs:/etc/nginx/certs:ro
    depends_on:
      - app1
      - app2
    networks:
      - frontend

  app1:
    image: myapp1:latest
    networks:
      - frontend
      - backend

  app2:
    image: myapp2:latest
    networks:
      - frontend
      - backend

  db:
    image: mysql:8.0
    networks:
      - backend

networks:
  frontend:
  backend:

六、环境变量与 .env 文件

6.1 使用 .env 文件

bash 复制代码 
# .env 文件
MYSQL_ROOT_PASSWORD=root123
MYSQL_DATABASE=zoodb
APP_PORT=8080
yaml 复制代码 
# docker-compose.yml
services:
  db:
    image: mysql:8.0
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: ${MYSQL_ROOT_PASSWORD}
      MYSQL_DATABASE: ${MYSQL_DATABASE}

6.2 变量优先级

  1. 命令行 -e 参数
  2. Shell 环境变量
  3. .env 文件
  4. docker-compose.yml 中的 environment

七、最佳实践

7.1 安全建议

  • 不要在 compose 文件中硬编码密码，使用 .env 文件或 secrets
  • 限制端口暴露范围，使用 127.0.0.1:port:port
  • 使用健康检查确保服务就绪
  • 定期更新镜像版本

7.2 性能优化

  • 使用命名卷而非绑定挂载
  • 合理设置资源限制
  • 使用 Alpine 镜像减小体积
  • 利用构建缓存

7.3 目录结构建议

复制代码 
project/
├── docker-compose.yml
├── .env
├── app/
│   ├── Dockerfile
│   └── src/
├── nginx/
│   └── nginx.conf
└── mysql/
    └── init.sql

八、面试高频题

Q1：docker-compose 中的 depends_on 有什么作用？有什么局限？

A：depends_on 控制服务的启动顺序，确保依赖的服务先启动。但局限是它只等待容器启动，不等待服务就绪。例如 MySQL 容器启动了但还没准备好接受连接。解决方案是使用健康检查配合 condition: service_healthy。

Q2：Compose 文件中如何管理多个环境（开发、测试、生产）？

A：可以使用多个 compose 文件叠加。基础文件 docker-compose.yml 定义通用配置，环境文件如 docker-compose.prod.yml 覆盖特定配置。使用 docker compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.prod.yml up 启动。也可以用 .env 文件和环境变量区分。

Q3：如何在 Compose 中实现服务间的负载均衡？

A：使用 scale 参数扩展服务副本：docker compose up -d --scale web=3。然后在 Nginx 等反向代理中配置上游服务器列表。也可以使用 Docker Swarm 的内置负载均衡。

至此，Docker 系列三篇博客全部完成！🎉

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