Docker 基础

T4mako大约 15 分钟

Docker

systemctl start docker  # 启动docker服务
systemctl stop docker  # 停止docker服务
systemctl restart docker  # 重启docker服务

1、Docker 介绍与安装

1.1、Docker概念

Docker 为了解决依赖的兼容问题的，采用了两个手段：

将应用的 Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用 一起打包
将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰

这样打包好的应用包中，既包含应用本身，也保护应用所需要的Libs、Deps，无需再操作系统上安装这些，自然就不存在不同应用之间的兼容问题了。

虽然解决了不同应用的兼容问题，但是开发、测试等环境会存在差异，操作系统版本也会有差异

Docker 如何解决不同系统环境的问题？

Docker 将用户程序与所需要调用的系统（比如Ubuntu）函数库一起打包
Docker 运行到不同操作系统时，直接基于打包的函数库，借助于操作系统的 Linux 内核来运行
docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统
docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

1.2、镜像和容器

镜像（Image）：Docker 将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件 打包在一起，称为镜像

容器（Container）：镜像中的 应用程序运行后形成的进程 就是容器，只是 Docker 会给容器进程做隔离，对外不可见

镜像与容器的关系类似于 java 中类与对象的关系
一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程

1.3、DockerHub

DockerHubopen in new window：一个 Docker 镜像的托管平台

国内也有类似于 DockerHub 的公开服务，比如网易云镜像服务open in new window、阿里云镜像库open in new window等。

一方面可以将自己的镜像共享到 DockerHub，另一方面也可以从DockerHub 拉取镜像

1.4、Docker架构

Docker 是一个 CS 架构 的程序，由两部分组成：

服务端(server)：Docker 守护进程，负责处理 Docker 指令，管理镜像、容器等
客户端(client)：通过命令或 RestAPI 向 Docker 服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

1.4、安装与卸载 Docker

在 CentOS 下安装 Docker：
Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10， CentOS 7 满足最低内核的要求

安装 yum 工具

yum install -y yum-utils \
           device-mapper-persistent-data \
           lvm2 --skip-broken

然后更新本地镜像源：

## 设置docker镜像源
yum-config-manager \
    --add-repo \
    https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    
sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

yum makecache fast

输入命令：

yum install -y docker-ce

docker-ce 为 社区免费版本。稍等片刻，docker 即可安装成功。

如果之前安装过旧版本的 Docker，可以使用下面命令卸载：

yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-selinux \
                  docker-engine-selinux \
                  docker-engine \
                  docker-ce

\ 表示命令的拼贴，表示一行写不下

1.5、启动 docker

Docker 应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。非常麻烦，因此建议大家直接 关闭防火墙！
启动 docker 前，一定要关闭防火墙

关闭防火墙：

## 关闭
systemctl stop firewalld
## 禁止开机启动防火墙
systemctl disable firewalld

通过命令启动docker：

systemctl start docker  # 启动 docker 服务
systemctl stop docker  # 停止 docker 服务
systemctl restart docker  # 重启 docker 服务

然后输入命令，可以查看 docker 版本：

docker -v

docker 官方镜像仓库网速较差，国内镜像服务：

参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrorsopen in new window

2、Docker 基本操作

2.1、镜像操作

2.1.1、镜像名称

镜像的名称组成：

镜名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]
在没有指定 tag 时，默认是 latest，代表最新版本的镜像

比如 Mysql : 5.7
这里的 mysql 就是 repository，5.7 就是 tag，合一起就是镜像名称，代表 5.7 版本的 MySQL 镜像。

2.1.2、镜像命令

常见的镜像操作命令如图：

2.1.3、拉取、查看镜像

从 DockerHub 中拉取一个 nginx 镜像并查看
根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令： docker pull nginx
通过命令：docker images 查看拉取到的镜像

2.1.4、保存、导入镜像

利用 docker save 将 nginx 镜像导出磁盘，然后再通过 load 加载回来

1）docker xx --help 命令查看docker命令的语法

例如：docker save --help

2）docker save 保存镜像

docker save 的命令格式

o：output

docker save -o [保存的目标文件名称] [镜像名称]

使用 docker save 导出镜像到磁盘

docker save -o nginx.tar nginx:latest

docker rmi 删除镜像

docker rmi nginx:latest

4）使用 docker load 加载镜像

先删除本地的 nginx 镜像，然后运行命令，加载本地文件：

i：inpute

docker load -i nginx.tar

2.2、容器操作

2.2.1.容器相关命令

容器操作的命令如图：

容器保护三个状态：
运行：进程正常运行
暂停：进程暂停，CPU 不再运行，并不释放内存
停止：进程终止，回收进程占用的内存、CPU 等资源

docker ps -a ：查看全部容器命令
docker run ：创建并运行一个容器，处于运行状态
docker pause ：让一个运行的容器暂停
docker unpause ：让一个容器从暂停状态恢复运行
docker stop ：停止一个运行的容器
docker start ：让一个停止的容器再次运行
docker rm ：删除一个容器

2.2.2、创建并运行一个容器

首先去 docker hub 查看 Nginx 的容器运行命令

创建并运行 nginx 容器的命令：

docker run --name mynginx -p 80:80 -d nginx

docker run ：创建并运行一个容器
--name : 给容器起一个名字，比如叫做mn
-p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口（容器是隔离环境，访问不到容器中的nginx）
-d：后台运行容器
nginx：镜像名称，例如 nginx

使用 docker ps 查看容器状态`

使用 docker log 容器名 ：查看容器日志信息

docker logs mynginx
docker logs -f mynginx #持续跟踪

2.2.3、进入容器，修改文件

1）进入容器

docker exec -it mynginx bash

docker exec ：进入容器内部，执行一个命令
-it: 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互
mynginx：要进入的容器的名称
bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

2）进入 nginx 的 HTML 所在目录 /uhsr/share/nginx/tml

容器内部会模拟一个独立的 Linux 文件系统，看起来如同一个 linux 服务器一样

cd /usr/share/nginx/html

3）修改 index.html 的内容

容器内没有 vi 命令，无法直接修改，我们用下面的命令来修改：

sed -i -e 's#Welcome to nginx#T4mako欢迎您#g' -e 's#<head>#<head><meta charset="utf-8">#g' index.html

**exit：**退出容器

docker stop mynginx：停止容器

docker ps -a （查看所有容器，不带-a是正在运行的）

docker start mynginx：开启容器

docker rm mynginx：删除容器（要先stop才能删除）

docker rm -f mynginx：强制删除容器

2.3、数据卷（容器数据管理）

在之前的 nginx 案例中，修改 nginx 的 html 页面时，需要进入nginx内部。并且因为没有编辑器，修改文件也很麻烦。
这就是因为 容器与数据（容器内文件）耦合 带来的后果。

要解决这个问题，必须将数据与容器解耦，这就要用到 数据卷了。

2.3.1、数据卷的概念

数据卷（volume） 是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

一旦完成数据卷挂载，对容器的一切操作都会作用在数据卷对应的宿主机目录了。
这样，我们操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html目录，就等于操作容器内的/usr/share/nginx/html目录了

2.3.2、数据卷操作命令

基本语法：

docker volume [COMMAND]

docker volume命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：

create 创建一个volume
inspect 显示一个或多个volume的信息
ls 列出所有的volume
prune 删除未使用的volume
rm 删除一个或多个指定的volume

2.3.3、创建和查看数据卷

创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

docker volume create html    #创建数据卷
docker volume ls		    #查看所有数据
docker volume inspect html   #docker volume inspect html

可以看到，我们创建的html这个数据卷关联的宿主机目录为/var/lib/docker/volumes/html/_data目录。

2.3.4、挂载数据卷

在创建容器时，可以通过 -v 参数来挂载一个数据卷到某个容器内目录，命令格式如下：

docker run \
  --name mynginx \
  -v html:/usr/share/nginx/html \
  -p 80:80
  -d
  nginx \

注意：如果容器运行时volume不存在，会被自动创建出来（即无需创建卷，在容器创建时直接挂在卷即可）

2.3.6、挂载本地目录

容器不仅仅可以挂载数据卷，也可以直接挂载到宿主机目录上。关联关系如下：

带数据卷模式：宿主机目录 --> 数据卷 ---> 容器内目录
直接挂载模式：宿主机目录 ---> 容器内目录

目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：

-v [宿主机目录]:[容器内目录]
-v [宿主机文件]:[容器内文件]

举例：
创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器
1）在将课前资料中的mysql.tar文件上传到虚拟机，通过load命令加载为镜像
2）创建目录/tmp/mysql/data
3）创建目录/tmp/mysql/conf，将课前资料提供的hmy.cnf文件上传到/tmp/mysql/conf
4）去DockerHub查阅资料，创建并运行MySQL容器，要求：
① 挂载/tmp/mysql/data到mysql容器内数据存储目录
② 挂载/tmp/mysql/conf/hmy.cnf到mysql容器的配置文件
③ 设置MySQL密码

docker run \
	--name mysql \
	-e MYSQL_ROOT_PASSWOES=root \
	-p 3306:3306 \
	-v /tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf
	-v /tmp/mysql/data:/var/lib/mysql
	-d \
	mysql:5.7.25

3、Dockerfile 自定义镜像

常见的镜像在 DockerHub 就能找到，但是我们自己写的项目就必须自己构建镜像了。

3.1、镜像结构

构建镜像，其实就是打包的过程。

3.2、Dockerfile 语法

Dockerfile 就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层 Layer。

3.3、构建 Java 项目案例

3.3.1、基于 Ubuntu 构建 Java 项目（麻烦）

基于 Ubuntu 镜像构建一个新镜像，运行一个 java 项目

步骤1：新建一个空文件夹 docker-demo
步骤2：拷贝 jar 包，JDK，Dockerfile 到文件夹中

## 指定基础镜像
FROM ubuntu:16.04
## 配置环境变量，JDK 的安装目录
ENV JAVA_DIR=/usr/local

## 拷贝 jdk 和 java 项目的包
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar

## 安装 JDK
RUN cd $JAVA_DIR \
 && tar -xf ./jdk8.tar.gz \
 && mv ./jdk1.8.0_144 ./java8

## 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

## 暴露端口
EXPOSE 8090
## 入口，java 项目的启动命令
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

步骤5：进入 docker-demo
将准备好的 docker-demo 上传到虚拟机任意目录，然后进入docker-demo 目录下

步骤6：运行命令：

docker build -t javaweb:1.0 .

docker run --name web -p 8090:8090 -d

最后访问 http://192.168.80.135:8090/hello/countopen in new window

3.3.2、基于 java8 构建 Java 项目（简便）

虽然我们可以基于 Ubuntu 基础镜像，添加任意自己需要的安装包，构建镜像，但是却比较麻烦。所以大多数情况下，我们都可以在一些安装了部分软件的基础镜像上做改造。
构建 java 项目的镜像，可以在 已经准备了 JDK 的基础镜像基础上构建。

基于 java:8-alpine 镜像，将一个 Java 项目构建为镜像：

① 新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为 Dockerfile
② 拷贝 jar 包到这个目录中
③ 修改 Dockerfile 文件：
a ）基于 java:8-alpine 作为基础镜像
b ）将 app.jar 拷贝到镜像中
c ）暴露端口
d ）编写入口 ENTRYPOINT

内容如下：

FROM java:8-alpine
COPY ./app.jar /tmp/app.jar
EXPOSE 8090
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

④ 使用docker build命令构建镜像

docker build -t javaweb2.0 .

⑤ 使用 docker run 创建容器并运行

4、Docker-Compose

Docker Compose 可以基于 Compose 文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！

4.1、认识 DockerCompose

Compose 文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。格式如下：

version: "3.8"
 services:
  mysql:  //mysql 服务，服务名即容器名
    image: mysql:5.7.25 //镜像名称
    environment:
     MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123  //环境变量
    volumes: //数据卷配置
     - "/tmp/mysql/data:/var/lib/mysql"
     - "/tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf"
  web:
    build: . //当前目录构建镜像
    ports:
     - "8090:8090" //暴露端口

DockerCompose的详细语法参考官网open in new window

DockerCompose 文件可以看做是将多个docker run命令写到一个文件，只是语法稍有差异。

4.2、CentOS7 安装 DockerCompose

4.2.1、下载

Linux下需要通过命令下载：

## 安装
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

4.2.2、修改文件权限

## 修改权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

4.3.3、Base 自动补全命令：

## 补全命令
curl -L https://raw.githubusercontent.com/docker/compose/1.29.1/contrib/completion/bash/docker-compose > /etc/bash_completion.d/docker-compose

如果这里出现错误，需要修改自己的 hosts 文件：

echo "199.232.68.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts

4.3、部署微服务集群案例

案例：将 cloud-demo 微服务集群利用 DockerCompose 部署

实现思路：

① 查看课前资料提供的 cloud-demo 文件夹，里面已经编写好了docker-compose 文件
② 修改自己的 cloud-demo 项目，将数据库、nacos 地址都命名为docker-compose 中的服务名
③ 使用 maven 打包工具，将项目中的每个微服务都打包为 app.jar
④ 将打包好的 app.jar 拷贝到 cloud-demo 中的每一个对应的子目录中
⑤ 将 cloud-demo 上传至虚拟机，利用 docker-compose up -d 来部署

4.3.1、compose 文件

version: "3.2"
services:
  nacos:
    image: nacos/nacos-server
    environment:
      MODE: standalone
    ports:
      - "8848:8848"
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - "$PWD/mysql/data:/var/lib/mysql"
      - "$PWD/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d/"
  userservice:
    build: ./user-service
  orderservice:
    build: ./order-service
  gateway:
    build: ./gateway
    ports:
      - "10010:10010"

其中包含 5 个 service 服务：
nacos：作为注册中心和配置中心

image: nacos/nacos-server：基于 nacos/nacos-server镜像构建
environment：环境变量
- MODE: standalone：单点模式启动
ports：端口映射，这里暴露了 8848 端口
mysql：数据库
- environment：环境变量
- image: mysql:5.7.25：镜像版本是mysql:5.7.25
  - MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123：设置数据库 root 账户的密码为 123
- volumes：数据卷挂载，这里挂载了mysql 的 data、conf 目录，其中有提前准备好的数据

- userservice、orderservice、gateway：都是基于Dockerfile 临时构建的

查看 mysql 目录，可以看到其中已经准备好了 cloud_order、cloud_user 表
查看微服务目录，可以看到都包含 Dockerfile 文件

内容如下：

FROM java:8-alpine
COPY ./app.jar /tmp/app.jar
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

4.3.2、修改微服务配置

微服务将来要部署为 docker 容器，而容器之间互联不是通过 IP 地址，而是通过容器名。这里我们将 order-service、user-service、gateway 服务的 mysql、nacos 地址都修改为基于容器名的访问

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://mysql:3306/cloud_order?useSSL=false
    username: root
    password: 123
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
  application:
    name: orderservice
  cloud:
    nacos:
      server-addr: nacos:8848 # nacos服务地址

4.3.3、打包

接下来需要将我们的每个微服务都打包。因为之前查看到Dockerfile中的jar包名称都是 app.jar，因此我们的每个微服务都需要用这个名称。

可以通过修改 pom.xml 中的打包名称来实现，每个微服务都需要修改：

<build>
  <!-- 服务打包的最终名称 -->
  <finalName>app</finalName>
  <plugins>
    <plugin>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
    </plugin>
  </plugins>
</build>

4.3.4、拷贝 jar 包到部署目录

编译打包好的 app.jar 文件，需要放到 Dockerfile 的同级目录中
注意：每个微服务的 app.jar 放到与服务名称对应的目录

4.3.5、部署

最后，需要将文件整个 cloud-demo 文件夹上传到虚拟机中，由 DockerCompose 部署。

进入 cloud-demo 目录，然后运行下面的命令：

docker-compose up -d

5.Docker 镜像仓库

5.1、搭建私有镜像仓库

搭建镜像仓库可以基于 Docker 官方提供的DockerRegistryopen in new window来实现。

5.1.1、简化版镜像仓库

Docker 官方的 Docker Registry 是一个基础版本的 Docker 镜像仓库，具备仓库管理的完整功能，但是没有图形化界面。

搭建方式比较简单，命令如下：

docker run -d \
    --restart=always \
    --name registry	\
    -p 5000:5000 \
    -v registry-data:/var/lib/registry \
    registry

命令中挂载了一个数据卷 registry-data 到容器内的 /var/lib/registry 目录，这是私有镜像库存放数据的目录。

访问 http://YourIp:5000/v2/_catalogopen in new window 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

5.1.2、带有图形化界面版本

使用 DockerCompose 部署带有图象界面的 DockerRegistry，命令如下：

version: '3.0'
services:
  registry:
    image: registry
    volumes:
      - ./registry-data:/var/lib/registry
  ui:
    image: joxit/docker-registry-ui:static
    ports:
      - 8080:80
    environment:
      - REGISTRY_TITLE=Tmako私有仓库
      - REGISTRY_URL=http://registry:5000
    depends_on:
      - registry

5.1.3、配置Docker信任地址

我们的私服采用的是 http 协议，默认不被 Docker 信任，所以需要做一个配置：

## 打开要修改的文件
vi /etc/docker/daemon.jsonn j
## 添加内容：
"insecure-registries":["http://192.168.80.135:8080"]
## 重加载
systemctl daemon-reload
## 重启docker
systemctl restart docker

5.2、推送、拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下：

① 重新 tag 本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：
192.168.80.135:8080/

docker tag nginx:latest 192.168.80.130:8080/nginx:1.0

② 推送镜像

docker push 192.168.80.130:8080/nginx:1.0

③ 拉取镜像

docker pull 192.168.80.130:8080/nginx:1.0

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# 1.1、Docker概念

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# 1.4、Docker架构

# 1.4、安装与卸载 Docker

# 1.5、启动 docker

# 2、Docker 基本操作

# 2.1、镜像操作

# 2.1.1、镜像名称

# 2.1.2、镜像命令

# 2.1.3、拉取、查看镜像

# 2.1.4、保存、导入镜像

# 2.2、容器操作

# 2.2.1.容器相关命令

# 2.2.2、创建并运行一个容器

# 2.2.3、进入容器，修改文件

# 2.3、数据卷（容器数据管理）

# 2.3.1、数据卷的概念

# 2.3.2、数据卷操作命令

# 2.3.3、创建和查看数据卷

# 2.3.4、挂载数据卷

# 2.3.6、挂载本地目录

# 3、Dockerfile 自定义镜像

# 3.1、镜像结构

# 3.2、Dockerfile 语法

# 3.3、构建 Java 项目案例

# 3.3.1、基于 Ubuntu 构建 Java 项目（麻烦）

# 3.3.2、基于 java8 构建 Java 项目（简便）

# 4、Docker-Compose

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# 4.2、CentOS7 安装 DockerCompose

# 4.2.1、下载

# 4.2.2、修改文件权限

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# 4.3、部署微服务集群案例

# 4.3.1、compose 文件

# 4.3.2、修改微服务配置

# 4.3.3、打包

# 4.3.4、拷贝 jar 包到部署目录

# 4.3.5、部署

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