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02.docker.md

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Docker

<style>.github-corner:hover .octo-arm{animation:octocat-wave 560ms ease-in-out}@keyframes octocat-wave{0%,100%{transform:rotate(0)}20%,60%{transform:rotate(-25deg)}40%,80%{transform:rotate(10deg)}}@media (max-width:500px){.github-corner:hover .octo-arm{animation:none}.github-corner .octo-arm{animation:octocat-wave 560ms ease-in-out}}</style>

what is docker

  • 根据官网描述，docker 是一个容器平台，是标准化的软件单元，使用了虚拟化技术（cgroup：提供容器隔离；UnionFS：保存镜像并使容器变得短暂），基于 Google 推出的 go 语言实现的开源项目，代码在 GitHub 上进行维护。

why use docker

  • 快速交付和部署

    • 轻快：一次创建或配置，可在任意地方正常运行，秒级启动，节约开发、测试、部署时间。

  • 高效虚拟化

    • 基于内核的虚拟化，不需要额外 hypervisor 支持，CPU/内存的低消耗，更高效。

  • 可移植、可扩展

    • 物理机、虚拟机、公有云、私有云、个人电脑、服务器等平台均可以运行

  • 对比传统虚拟机

    特性 容器 虚拟机
    启动 秒级 分钟级
    硬盘使用 一般 MB 一般 GB
    性能 接近原生 弱于原生
    系统支持量 单机上千个容器 一般几十个

    compare

  • 可以总结出，docker 可以实现：

    • 隔离应用依赖
    • 创建应用镜像并进行复制
    • 创建易分发的即启即用的应用
    • 允许实例简单、快速扩展
    • 测试应用并随后销毁

可见 docker 的 野心 是创建 ===软件程序可移植的轻量容器===，让其可以在任何安装了 docker 的机器上运行，而不用关心底层操作系统。

how to use docker

先了解一下几个基本概念：

镜像：是一个只读的模版，用来创建 docker 容器，容器在启动的时候创建一层可写层作为最上层

容器：从镜像创建的运行实例，可以被启动、开始、停止、删除。容器间是相互隔离的，看上去是一个简易版的 Linux 环境（包括 root 用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序

仓库：类似 git，集中存放镜像文件的场所，分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private），最大的公开仓库是 Docker Hub

注册服务器：类似 GitHub 这样的托管服务，存放着多个仓库

宿主机：docker 所在的服务器

数据卷：可供一个或多个容器使用的特殊目录，类似于 Linux 下对目录或文件进行 mount，它绕过 UFS，可以提供很多有用的特性：

  • 在容器之间共享和重用
  • 对数据卷的修改会立马生效
  • 对数据卷的更新，不会影响镜像
  • 卷会一直存在，直到没有容器使用

网络模式：用来实现容器的网络通信，大概包括五种：

  • bridge 模式，--net=bridge(默认)
  • host 模式，--net=host
  • none 模式，--net=none
  • 其他容器模式（即 container 模式），--net=container:NAME_or_ID
  • 用户自定义：docker 1.9 版本以后新增的特性

了解更多

Dockerfile：易于自动化的命令，包含创建镜像所需的全部指令，基于 dockerfile 中的指令，我们可以使用 $ docker build 命令来创建镜像，通过减少镜像和容器的创建过程来简化部署。语法命令：

  • INSTRUCTION argument 指令不区分大小写，但命名约定为全部大写

  • FROM

    • 格式为 FROM <image>或FROM <image>:<tag>
    • 第一条指令必须为 FROM 指令。并且，如果在同一个 Dockerfile 中创建多个镜像时，可以使用多个 FROM 指令（每个镜像一次）

  • MAINTAINER

    • 格式为 MAINTAINER <name>，指定维护者信息

  • RUN

    • 格式为 RUN <command> 或 RUN ["executable", "param1", "param2"]
    • 前者将在 shell 终端中运行命令，即 /bin/sh -c；后者则使用 exec 执行。指定使用其它终端可以通过第二种方式实现，例如 RUN ["/bin/bash", "-c", "echo hello"]
    • 每条 RUN 指令将在当前镜像基础上执行指定命令，并提交为新的镜像。当命令较长时可以使用 \ 来换行

  • CMD

    • CMD ["executable","param1","param2"] 使用 exec 执行，推荐方式
    • CMD command param1 param2 在 /bin/sh 中执行，提供给需要交互的应用
    • CMD ["param1","param2"] 提供给 ENTRYPOINT 的默认参数
    • 指定启动容器时执行的命令，每个 Dockerfile 只能有一条 CMD 命令。如果指定了多条命令，只有最后一条会被执行
    • 如果用户启动容器时候指定了运行的命令，则会覆盖掉 CMD 指定的命令

  • EXPOSE

    • 格式为 EXPOSE <port> [<port>...]
    • 告诉 Docker 服务端容器暴露的端口号，供互联系统使用。在启动容器时需要通过 -P，Docker 主机会自动分配一个端口转发到指定的端口

  • ENV

    • 格式为 ENV <key> <value>。 指定一个环境变量，会被后续 RUN 指令使用，并在容器运行时保持。

  • ADD

    • 格式为 ADD <src> <dest>
    • 该命令将复制指定的 <src> 到容器中的 <dest>。 其中 <src> 可以是 Dockerfile 所在目录的一个相对路径；也可以是一个 URL；还可以是一个 tar 文件（自动解压为目录）

  • COPY

    • 格式为 COPY <src> <dest>
    • 复制本地主机的 <src>（为 Dockerfile 所在目录的相对路径）到容器中的 <dest>。当使用本地目录为源目录时，推荐使用 COPY，能用 COPY 的情况下不用 ADD

  • ENTRYPOINT

    • ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
    • ENTRYPOINT command param1 param2（shell 中执行）
    • 配置容器启动后执行的命令，并且不可被 docker run 提供的参数覆盖
    • 每个 Dockerfile 中只能有一个 ENTRYPOINT，当指定多个时，只有最后一个起效

  • VOLUME

    • 格式为 VOLUME ["/data"]
    • 创建一个可以从本地主机或其他容器挂载的挂载点，一般用来存放数据库和需要保持的数据等

  • USER

    • 格式为 USER daemon
    • 指定运行容器时的用户名或 UID，后续的 RUN 也会使用指定用户
    • 当服务不需要管理员权限时，可以通过该命令指定运行用户。并且可以在之前创建所需要的用户，例如：RUN groupadd -r postgres && useradd -r -g postgres postgres。要临时获取管理员权限可以使用 gosu，而不推荐 sudo

  • WORKDIR

    • 格式为 WORKDIR /path/to/workdir

    • 为后续的 RUN、CMD、ENTRYPOINT 指令配置工作目录

    • 可以使用多个 WORKDIR 指令，后续命令如果参数是相对路径，则会基于之前命令指定的路径。例如：

    • WORKDIR /a

    • WORKDIR b

    • WORKDIR c

      则最终路径为 /a/b/c

  • ONBUILD

    • 格式为 ONBUILD [INSTRUCTION]

    • 配置当所创建的镜像作为其它新创建镜像的基础镜像时，所执行的操作指令

    • 例如，Dockerfile 使用如下的内容创建了镜像 image-A：

        [...]
  ONBUILD ADD . /app/src
  ONBUILD RUN /usr/local/bin/node-build --dir /app/src
  [...]

      如果基于 image-A 创建新的镜像时，新的 Dockerfile 中使用 FROM image-A 指定基础镜像时，会自动执行 ONBUILD 指令内容，等价于在后面添加了两条指令：

        FROM image-A

  #Automatically run the following
  ADD . /app/src
  RUN /usr/local/bin/node-build --dir /app/src

      使用 ONBUILD 指令的镜像，推荐在标签中注明，例如 ruby:1.9-onbuild

编写完成 Dockerfile 之后，可以通过 $ docker build 命令来创建镜像

  • 基本的格式为 $ docker build [选项] 路径，该命令将读取指定路径下（包括子目录）的 Dockerfile，并将该路径下所有内容发送给 Docker 服务端，由服务端来创建镜像。因此一般建议放置 Dockerfile 的目录为空目录。也可以通过 .dockerignore 文件（每一行添加一条匹配模式）来让 Docker 忽略路径下的目录和文件
  • 例如：$ docker build -t ${dockerImageName} --force-rm -f ./Dockerfile .

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以上是一些基本概念，现在 ubuntu 下开始安装 docker 并启动一个 nginx 容器（其实大多数场景下 nginx 没必要跑在容器里，这里只是举个例子）

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$ cat /etc/issue
Ubuntu 16.04.6 LTS \n \l

  1. 通过 shell 命令安装：

    1. $ curl -sSL https://get.docker.com/ | sh
    2. 更多平台及安装方式

  2. 检验安装，显示版本信息，说明已成功安装：

    $ docker -v
Docker version 18.09.5, build e8ff056

    ps：$ docker info可查看更多信息

  3. 下面开始创建一个容器：

     $ docker run❶ \
 -d❷ \
 --name=demo❸ \
 -u root❹ \
 -p 8002:80❺ \
 -v /var/demo:/var/demo❻ \
 nginx:latest❼

    该命令表示：基于 nginx:latest 这个镜像，创建一个名称为 demo 的容器，并把容器内部的 80 端口与宿主机上的 8002 端口做映射，使得通过宿主机 8002 端口的流量转发到容器内部的 80 端口上

    ❶：run 新建并启动容器，更多选项，其标准过程：

    • 检查本地是否存在指定的镜像，不存在就从公有仓库下载（docker pull xxx）
    • 利用镜像创建并启动一个容器
    • 分配一个文件系统，并在只读的镜像层外面挂载一层可读写层
    • 从宿主主机配置的网桥接口中桥接一个虚拟接口到容器中去
    • 从地址池配置一个 ip 地址给容器
    • 执行用户指定的应用程序
    • 执行完毕后容器被终止

    ❷：-d Daemonized 模式，以守护态形式在后台运行容器

    ❸：--name=demo 为容器起一个名字

    ❹：-u 指定容器的用户

    ❺：-p 端口映射，规则是 -p 宿主机端口:容器端口，可多次使用映射多个端口

    ❻：-v 挂载数据卷，规则是 -v 宿主机目录:容器目录，可多次使用挂载多个数据卷

    ❼：镜像名，该容器所用的镜像名，可通过 $ docker images 查看本地镜像

  4. 查看正在运行的容器：

    $ docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                         NAMES
c24cfee8226a        nginx:latest        "nginx -g 'daemon of…"   6 minutes ago       Up 6 minutes        0.0.0.0:8002->80/tcp          demo

    ps：$ docker ps -a查看所有容器（包括正在运行的、已停止的）

    现在访问宿主机的 8002 端口（安全组开通），即可看到 nginx 的欢迎页面：

    nginx:welcom

  5. 进入容器：

    执行 $ docker exec -it demo bash ，demo 也可以换成容器的 id 即：$ docker exec -it c24cfee8226a bash shell

    在容器内可执行 $ netstat -lntp 查看端口使用情况：

     Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State       PID/Program name
 tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      1/nginx: master pro

    若发现 netstat not found，先执行 $ apt update && apt install net-tools

    执行 $ exit 退出容器

    ps：

    • $ docker inspect demo 可以查看该容器更多信息
    • $ docker stop 容器名/id 终止容器
    • $ docker rm 容器名/id 删除未运行的容器
    • $ docker rmi 镜像名/id 删除未占用（无容器正在运行）的镜像
    • $ docker rmi $(docker images -f "dangling=true" -q) 批量删除为 none（无容器正在运行）的镜像

【参考】：

  1. https://www.kancloud.cn/kancloud/docker-guide/220859
  2. http://leilux.github.io/lou/docker_practice/introduction/README.html
  3. https://docs.docker.com
  4. https://blog.csdn.net/ithaibiantingsong/article/details/81386307

===🧐🧐 文中不足，欢迎指正 🤪🤪===

最后：下一次讲一下，基于 docker，搭建 ci（jenkins）构建部署前端项目