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Docker 入门终极指南:边学边用

发布日期:2021-12-01 17:09   浏览量:

富 Web 时代,应用变得越来越强大,与此同时也越来越复杂。集群部署、隔离环境、灰度发布以及动态扩容缺一不可,而容器化则成为中间的必要桥梁。

本文我们就来探索一下 Docker 的神秘世界,从零到一掌握 Docker 的基本原理与实践操作。别再守着前端那一亩三分地,是时候该开疆扩土了。

讲个故事

为了更好的理解 Docker 是什么dockonedocker容器技术·1月刊^^^docker,我们先来讲个故事:

我需要盖一个房子,于是我搬石头、砍木头、画图纸、盖房子。一顿操作,终于把这个房子盖好了。

结果,住了一段时间,心血来潮想搬到海边去。这时候按以往的办法,我只能去海边,再次搬石头、砍木头、画图纸、盖房子。

烦恼之际,跑来一个魔法师教会我一种魔法。这种魔法可以把我盖好的房子复制一份,做成「镜像」,放在我的背包里。

等我到了海边,就用这个「镜像」,复制一套房子,拎包入住。

是不是很神奇?对应到我们的项目中来,房子就是项目本身,镜像就是项目的复制,背包就是镜像仓库。

如果要动态扩容,从仓库中取出项目镜像,随便复制就可以了。Build once,Run anywhere!

不用再关注版本、兼容、部署等问题,彻底解决了「上线即崩,无休止构建」的尴尬。

虚拟机与容器

开始之前,我们来做一些基础知识的储备:

①虚拟机:虚拟化硬件

虚拟机 Virtual Machine 指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的工作在虚拟机中都能够实现。

在计算机中创建虚拟机时,需要将实体机的部分硬盘和内存容量作为虚拟机的硬盘和内存容量。

每个虚拟机都有独立的 CMOS、硬盘和操作系统,可以像使用实体机一样对虚拟机进行操作。在容器技术之前,业界的网红是虚拟机。

虚拟机技术的代表,是 VMWare 和 OpenStack。

②容器:将操作系统层虚拟化,是一个标准的软件单元

其特点如下:

区别与联系:

我们来看一下对比数据:

虚拟机属于虚拟化技术,而 Docker 这样的容器技术,属于轻量级的虚拟化。

与虚拟机相比,容器更轻量且速度更快,因为它利用了 Linux 底层操作系统在隔离的环境中运行。

虚拟机的 Hypervisor 创建了一个非常牢固的边界,以防止应用程序突破它,而容器的边界不那么强大。

认识 Docker

Docker 是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以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dockonedocker容器技术·1月刊^^^docker,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。

Docker 技术的三大核心概念,分别是:

Docker 轻量级的原因是什么?相信你也会有这样的疑惑:为什么 Docker 启动快?如何做到和宿主机共享内核?

当我们请求 Docker 运行容器时,Docker 会在计算机上设置一个资源隔离的环境。

然后将打包的应用程序和关联的文件复制到 Namespace 内的文件系统中,此时环境的配置就完成了。之后 Docker 会执行我们预先指定的命令,运行应用程序。

镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。

核心概念

核心概念如下:

更多关于 Docker 的原理,可以查看《Docker 工作原理及容器化简易指南》,这里不再赘述:

http://dockone.io/article/8788

  

安装 Docker

①命令行安装

Homebrew 的 Cask 已经支持 Docker for Mac,因此可以很方便的使用 Homebrew Cask 来进行安装,执行如下命令:

brew cask install docker

  

更多安装方式,请查看官方文档:

https://www.docker.com/get-started

  

②查看版本

命令如下:

docker -v

  

③配置镜像加速

设置 Docker Engine 写入配置:


   
  1. {
  2.   registry-mirrors: [
  3.     http://hub-mirror.c.163.com/,
  4.     https://registry.docker-cn.com
  5.   ],
  6.   insecure-registries:[],
  7.   experimental: false,
  8.   debug: true
  9. }

④安装桌面端

桌面端操作非常简单,先去官网下载[1]。通过 Docker 桌面端,我们可以方便的操作:

好了,准备工作就绪,下面可以大展身手了!

快速开始

安装完 Docker 之后,我们先打个实际项目的镜像,边学边用。

①首先需要大致了解一下我们将会用到的 11 个命令

如下图:

②新建项目

为了快捷,我们直接使用 Vue 脚手架构建项目:

vue create docker-demo

  

尝试启动一下:

yarn serve

  

访问地址::8080/。项目就绪,我们接着为项目打包:

yarn build

  

这时候,项目目录下的 Dist 就是我们要部署的静态资源了,我们继续下一步。

需要注意:前端项目一般分两类,一类直接 Nginx 静态部署,一类需要启动 Node 服务。本节我们只考虑第一种。关于 Node 服务,后文我会详细说明。

③新建 Dockerfile

命令如下:

cd docker-demo && touch Dockerfile

  

此时的项目目录如下:


   
  1. .
  2. ├── Dockerfile
  3. ├── README.md
  4. ├── babel.config.js
  5. ├── dist
  6. ├── node_modules
  7. ├── package.json
  8. ├── public
  9. ├── src
  10. └── yarn.lock

可以看到我们已经在 docker-demo 目录下成功创建了 Dockerfile 文件。

④准备 Nginx 镜像

运行你的 Docker 桌面端,就会默认启动实例,我们在控制台拉取 Nginx 镜像:

docker pull nginx

  

控制台会出现如下信息:


   
  1. Using default tag: latest
  2. latest: Pulling from library/nginx
  3. 8559a31e96f4: Pull complete
  4. 8d69e59170f7: Pull complete
  5. 3f9f1ec1d262: Pull complete
  6. d1f5ff4f210d: Pull complete
  7. 1e22bfa8652e: Pull complete
  8. Digest: sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133
  9. Status: Downloaded newer image for nginx:latest
  10. docker.io/library/nginx:latest

如果你出现这样的异常,请确认 Docker 实例是否正常运行。

Cannot connect to the Docker daemon at unix:///var/run/docker.sock. Is the docker daemon running?

  

镜像准备 OK,我们在根目录创建 Nginx 配置文件:

touch default.conf

  

写入:


   
  1. server {
  2.     listen       80;
  3.     server_name  localhost;
  4.     #charset koi8-r;
  5.     access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;
  6.     error_log  /var/log/nginx/error.log  error;
  7.     location / {
  8.         root   /usr/share/nginx/html;
  9.         index  index.html index.htm;
  10.     }
  11.     error_page   500 502 503 504  /50x.html;
  12.     location = /50x.html {
  13.         root   /usr/share/nginx/html;
  14.     }
  15. }

⑤配置镜像

打开 Dockerfile ,写入如下内容:


   
  1. FROM nginx
  2. COPY dist/ /usr/share/nginx/html/
  3. COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf

我们逐行解释一下代码:

⑥构建镜像

Docker 通过 build 命令来构建镜像:

docker build -t jartto-docker-demo .

  

按照惯例,我们解释一下上述代码:

执行成功后,将会输出:


   
  1. Sending build context to Docker daemon  115.4MB
  2. Step 1/3 : FROM nginx
  3.  ---> 2622e6cca7eb
  4. Step 2/3 : COPY dist/ /usr/share/nginx/html/
  5.  ---> Using cache
  6.  ---> 82b31f98dce6
  7. Step 3/3 : COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
  8.  ---> 7df6efaf9592
  9. Successfully built 7df6efaf9592
  10. Successfully tagged jartto-docker-demo:latest

镜像制作成功!我们来查看一下容器:

docker image ls | grep jartto-docker-demo

  

可以看到,我们打出了一个 133MB 的项目镜像:

jartto-docker-demo latest 7df6efaf9592 About a minute ago 133MB

  

镜像也有好坏之分,后续我们将介绍如何优化,这里可以先暂时忽略。

⑦运行容器

命令如下:

docker run -d -p 3000:80 --name docker-vue jartto-docker-demo

  

这里解释一下参数:

补充一点:在控制台,我们可以通过 docker ps 查看刚运行的 Container 的 ID:

docker ps -a

  

控制台会输出:


   
  1. CONTAINER ID IMAGE              COMMAND                  CREATED       STATUS PORTS  NAMES
  2. ab1375befb0b jartto-docker-demo /docker-entrypoint.…   8 minutes ago Up 7 minutes  0.0.0.0:3000->80/tcp  docker-vue

如果你使用桌面端,那么打开 Docker Dashboard 就可以看到容器列表了,如下图:

⑧访问项目

因为我们映射了本机 3000 端口,所以执行:

curl -v -i localhost:3000

  

或者打开浏览器,访问:localhost:3000。

⑨发布镜像

如果你想为社区贡献力量,那么需要将镜像发布,方便其他开发者使用。

发布镜像需要如下步骤:

全流程结束,以后我们要使用,再也不需要「搬石头、砍木头、画图纸、盖房子」了,拎包入住。这也是 Docker 独特魅力所在。

常规操作

到这里,恭喜你已经完成了 Docker 的入门项目!如果还想继续深入,不妨接着往下看看。

①参数使用

FROM:

MAINTAINER:

RUN:

ADD:

COPY:

CMD:

ENTRYPOINT:

LABEL:为镜像添加元数据,key-value 形式

ENV:设置环境变量,有些容器运行时会需要某些环境变量

EXPOSE:暴露对外的端口(容器内部程序的端口,虽然会和宿主机的一样,但是其实是两个端口)

VOLUME:指定数据持久化的目录,官方语言叫做挂载

WORKDIR:设置工作目录,设置之后 ,RUN、CMD、COPY、ADD 的工作目录都会同步变更

USER:指定运行命令时所使用的用户,为了安全和权限起见,根据要执行的命令选择不同用户

ARG:设置构建镜像是要传递的参数

更多操作,请移步官方使用文档[3]:

https://docs.docker.com/

  

最佳实践

在掌握 Docker 常规操作之后,我们很容易就可以打出自己想要的项目镜像。

然而不同的操作打出的镜像也是千差万别。究竟是什么原因导致镜像差异,我们不妨继续探索。

以下是在应用 Docker 过程中整理的最佳实践,请尽量遵循如下准则:

总结

容器化技术必将是云时代不可或缺的技能之一,而 Docker 只是沧海一粟。随之而来的还有集群容器管理 Kubernetes、Service Mesh 、Istio 等技术。

打开 Docker 的大门,不断抽丝剥茧,逐层深入,你将感受到容器化的无穷魅力。

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