docker

Docker 介绍

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言并遵从 Apache2.0 协议开源。Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，与虚拟机相似，但是占用资源更少。一台主机一般只能运行几十台虚拟机，但是可以同时运行几百上千个容器。

什么是容器？(Container)

容器就是将应用程序及其依赖，打包在一个文件系统中，包含了一切运行所需的东西，如代码、运行时、系统工具、系统库等，保证应用在任何环境下都能运行。容器是独立于平台的，可以在开发环境、测试环境、生产环境中运行。

为什么使用 Docker？

在没有容器之前，开发人员在开发环境中编写代码，然后将代码部署到测试环境，最后再部署到生产环境。这种方式存在很多问题，如环境不一致、部署麻烦、开发环境和生产环境不一致等。Docker 的出现解决了这些问题，使得开发、测试、生产环境一致，提高了开发效率。

Docker 的优势

• 快速交付：Docker 可以快速部署，可以在几秒或者几十秒内启动或停止容器。
• 一致运行环境：Docker 可以保证开发环境、测试环境、生产环境一致。
• 高效利用系统资源：Docker 可以在一台主机上运行多个容器，提高资源利用率。
• 轻量级：Docker 利用容器共享主机内核，不需要运行完整的操作系统，因此比虚拟机更轻量级。
• 易于维护：Docker 可以快速部署、快速启动、快速停止，维护成本低。
• 可移植性：Docker 可以在任何平台上运行。
• 开源：Docker 是开源的，社区活跃，有大量的镜像可以使用。
• 安全：Docker 使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，提高了安全性。
• 生态丰富：Docker 生态丰富，有大量的工具可以使用。
• 持续集成：Docker 可以与持续集成工具结合，实现持续集成。
• 快速扩展：Docker 可以快速扩展，可以根据需求快速增加或减少容器。

常用 Docker 命令

描述	命令
查看 Docker 版本	docker --version
查看 Docker 信息	docker info
查看 Docker 镜像	docker images
查看 Docker 容器	docker ps 或 docker ps -a
拉取镜像	docker pull 镜像名称
运行容器	docker run -it 镜像名称
启动容器	docker start 容器ID
停止容器	docker stop 容器ID
重启容器	docker restart 容器ID
进入容器	docker exec -it 容器ID /bin/bash
删除容器	docker rm 容器ID
删除镜像	docker rmi 镜像ID
查看容器日志	docker logs -f 容器ID

Dockerfile

相关信息

Dockerfile 是一个用来构建 Docker 镜像的文本文件，其中包含了一系列构建镜像所需的指令和参数。通过 Dockerfile，你可以定义镜像的基础环境、安装软件、配置系统参数、添加应用程序代码等步骤，从而自动化镜像的创建过程。

主要作用

1. 自动化构建：避免手动配置环境，确保每次构建的镜像都相同。
2. 版本控制：Dockerfile 可以纳入版本控制系统，便于团队协作和问题追踪。
3. 可重复性：相同的 Dockerfile 多次构建结果一致。

基本结构

一个简单的 Dockerfile 通常包含以下部分：

# 指定基础镜像
FROM ubuntu:20.04

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 安装依赖
RUN apt-get update && apt-get install -y \
    python3 \
    python3-pip

# 复制应用代码
COPY . .

# 安装应用依赖
RUN pip3 install -r requirements.txt

# 暴露端口
EXPOSE 8000

# 定义启动命令
CMD ["python3", "app.py"]

常用指令

1. FROM：指定基础镜像。
2. RUN：执行命令（如安装软件）。
3. COPY/ADD：复制文件或目录到镜像中。
4. WORKDIR：设置工作目录。
5. ENV：设置环境变量。
6. CMD：定义容器启动时执行的命令。
7. ENTRYPOINT：配置容器启动时的执行命令（与 CMD 配合使用）。
8. EXPOSE：声明容器运行时监听的端口。

构建与使用

使用以下命令构建镜像：

docker build -t my-app .

其中：

• -t my-app：指定镜像标签为 my-app
• .：表示使用当前目录的 Dockerfile

构建完成后，可以使用以下命令运行容器：

docker run -p 8000:8000 my-app

Docker Compose

简介

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（docker-compose.yml）配置应用服务，只需一个命令即可创建并启动所有服务。

核心概念

• 服务（Service）：一个容器化的应用实例，定义了容器如何运行（如镜像、端口、依赖等）。
• 项目（Project）：由多个服务组成的完整应用，通过 docker-compose.yml 配置。

支持的字段

以下是 Docker Compose YAML 配置文件中常用字段的整理表格，涵盖版本 3.x 的核心语法：

1. 顶级字段

字段名	描述	示例
services	定义应用的服务（容器）	services:\n web:\n ...
networks	定义自定义网络	networks:\n backend:\n ...
volumes	定义数据卷	volumes:\n data:\n ...
secrets	定义敏感数据（如密码、证书）	secrets:\n db_password:\n ...
configs	定义配置文件	configs:\n nginx_conf:\n ...

2. services 字段

字段名	描述	示例
image	指定服务使用的镜像	image: redis:alpine
build	构建镜像的配置（路径或上下文）	build: ./app 或 build:\n context: .\n dockerfile: Dockerfile.dev
command	覆盖容器启动时默认执行的命令	command: ["python", "app.py"]
environment	设置环境变量（列表或字典形式）	environment:\n - DEBUG=1\n - DB_HOST=db 或 environment:\n DEBUG: 1\n DB_HOST: db
env_file	从文件加载环境变量	env_file:\n - .env.production
ports	端口映射（宿主机:容器）	ports:\n - "8080:80"
expose	暴露端口（仅内部网络可见）	expose:\n - "3000"
volumes	挂载数据卷或目录	volumes:\n - ./data:/app/data\n - cache:/tmp/cache
networks	指定服务连接的网络	networks:\n - frontend\n - backend
depends_on	定义服务依赖关系（控制启动顺序）	depends_on:\n - db\n - redis
links	链接到其他服务（仅用于 legacy 网络）	links:\n - db:database
restart	重启策略	restart: always 或 restart: unless-stopped
deploy	部署配置（仅在 Swarm 模式下生效）	deploy:\n replicas: 3\n resources:\n limits:\n cpus: '0.50'\n memory: 512M
healthcheck	容器健康检查配置	healthcheck:\n test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost"]\n interval: 30s\n timeout: 10s
secrets	挂载敏感数据	secrets:\n - db_password
configs	挂载配置文件	configs:\n - source: my_config\n target: /etc/config
stop_grace_period	优雅停止容器的等待时间	stop_grace_period: 1m30s

3. networks 字段

字段名	描述	示例
driver	指定网络驱动类型（如 bridge, overlay）	driver: bridge
driver_opts	驱动程序选项	driver_opts:\n com.docker.network.driver.mtu: 1400
attachable	允许非 swarm 容器连接到网络	attachable: true
external	使用已存在的网络	external: true

4. volumes 字段

字段名	描述	示例
driver	指定卷驱动类型（如 local）	driver: local
driver_opts	驱动程序选项	driver_opts:\n type: 'nfs'\n o: 'addr=10.40.0.199,rw'\n device: ':/docker/volumes/mysql'
external	使用已存在的数据卷	external: true
name	指定卷名称（覆盖默认生成的名称）	name: my-app-data

5. secrets 字段

字段名	描述	示例
file	从文件读取 secret 内容	file: ./mysecret.txt
external	使用已存在的 secret	external: true

6. configs 字段

字段名	描述	示例
file	从文件读取配置内容	file: ./nginx.conf
external	使用已存在的配置	external: true

7. 其他常用字段

字段名	描述	示例
extends	继承另一个服务的配置	extends:\n file: common.yml\n service: web
scale	指定服务启动的容器数量	scale: 3
hostname	设置容器的主机名	hostname: myservice
user	指定运行容器的用户/UID	user: node 或 user: 1000:1000
working_dir	设置容器内的工作目录	working_dir: /app
stdin_open	保持标准输入打开	stdin_open: true
tty	分配伪终端	tty: true

注意事项

1. 版本兼容性：某些字段（如 deploy）仅在特定版本或 Swarm 模式下可用。
2. 缩进要求：YAML 对缩进敏感，建议使用 2 个空格缩进。
3. 环境变量：可使用 ${VARIABLE} 引用环境变量（如端口、密码）。
4. 注释：使用 # 添加注释，提高配置文件可读性。

docker-compose.yml 文件例子

一个简单的 Web 应用示例：

services:
  web:
    build: .  # 使用当前目录的 Dockerfile 构建镜像
    ports:
      - "5000:5000"  # 映射容器端口到宿主机
    volumes:
      - .:/code  # 挂载当前目录到容器内的 /code
    depends_on:
      - redis  # 依赖 redis 服务
    environment:
      - FLASK_ENV=development  # 设置环境变量

  redis:
    image: "redis:alpine"  # 使用官方 Redis 镜像
    volumes:
      - redis-data:/data  # 挂载数据卷

volumes:
  redis-data:  # 定义数据卷

常用命令

启动服务

# 在前台启动，显示日志
docker-compose up

# 在后台启动
docker-compose up -d

# 只启动特定服务
docker-compose up web

停止服务

# 停止并移除容器、网络
docker-compose down

# 停止并移除容器、网络、数据卷
docker-compose down -v

# 停止服务（保留容器）
docker-compose stop

查看状态

# 查看运行中的容器
docker-compose ps

# 查看服务日志
docker-compose logs

# 查看特定服务日志
docker-compose logs web

管理容器

# 进入容器内部
docker-compose exec web bash

# 构建或重建服务镜像
docker-compose build

# 重启服务
docker-compose restart

# 扩展服务实例
docker-compose up -d --scale web=3  # 启动 3 个 web 容器

环境变量与配置

使用 .env 文件

在项目根目录创建 .env 文件：

DB_HOST=localhost
DB_USER=admin
DB_PASSWORD=secret

在 docker-compose.yml 中引用：

services:
  db:
    environment:
      - POSTGRES_USER=${DB_USER}
      - POSTGRES_PASSWORD=${DB_PASSWORD}

多环境配置

使用 docker-compose.override.yml 覆盖默认配置：

# docker-compose.override.yml
services:
  web:
    ports:
      - "80:5000"  # 生产环境使用 80 端口
    environment:
      - FLASK_ENV=production

网络与数据卷

网络

Compose 自动创建默认网络，服务间可通过服务名互相访问（如 web 可访问 redis）。

数据卷

volumes:
  - data-volume:/var/lib/mysql  # 命名卷
  - ./data:/var/lib/mysql       # 绑定挂载

实战示例

部署 WordPress

version: '3'

services:
  wordpress:
    image: wordpress:latest
    ports:
      - "8080:80"
    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: db
      WORDPRESS_DB_USER: exampleuser
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: examplepass
      WORDPRESS_DB_NAME: exampledb
    volumes:
      - wordpress:/var/www/html

  db:
    image: mysql:5.7
    volumes:
      - db:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_DATABASE: exampledb
      MYSQL_USER: exampleuser
      MYSQL_PASSWORD: examplepass
      MYSQL_RANDOM_ROOT_PASSWORD: '1'

volumes:
  wordpress:
  db:

注意

1. 服务拆分：每个服务专注单一功能（如 Web、数据库、缓存分离）。
2. 使用 .dockerignore：排除不必要的文件，加快镜像构建。
3. 避免硬编码：通过环境变量配置敏感信息。
4. 版本控制：将 docker-compose.yml 纳入版本控制，但忽略数据卷。