Docker学习总结
Docker概念
- Docker是一个开源的应用容器引擎
- 2013年，基于Go语言实现。
- Docker可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器 上。
- 容器是完全使用沙箱机制，相互隔离。
- 容器性能开销极低。
Docker是一种容器技术，解决软件跨环境迁移的问题。
Docker入门
1、安装Docker
# 1、yum包更新到最新版本
yum update
# 2、安装需要的软件包，yum-util 提供yum-config-manager功能，另外两个是devicemapper驱动依赖的
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
# 3、设置yum源
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
# 4、安装docker，出现输入的界面都按y
yum install -y docker-ce
# 5、查看docker版本，验证是否验证成功
docker -v
2、Docker架构
- Clients 客户端
- 发送命令给守护进程
- Hosts 核心部分
- local host
- image 镜像
- container 容器（相当于image的对象，基于image镜像创建容器）
- remote host
- docker启动安装后，会以守护进程（daemon）的形式存在。
- local host
- Registries 仓库
- 存放image镜像文件
3、Docker镜像加速器配置
可以是阿里云的镜像加速器
注册账号，可以免费获取自己的url
获取到url后，修改daemon配置文件 /etc/docker/daemon.json 来使用加速器
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/doker/daemon.json <<-'EOF'
{
"registry-mirrors":["https://..."]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker
Docker命令
启动docker服务
systemctl start docker
停止docker服务
systemctl stop docker
重启docker服务
systemctl restart docker
查看docker服务状态
systemctl status docker
设置开机启动docker服务
systemctl enable docker
镜像相关的命令
查看镜像：查看本地所有的镜像
docker images # 查看所有镜像列表
docker images -q # 查看所有镜像的id
搜索镜像：从网络中查找需要的镜像
docker search 镜像名称
拉取镜像：从Docker仓库下载镜像到本地，镜像名称格式为 名称：版本号 ，如果版本号不指定则是最新的版本（latest）。如果不知道镜像版本，可以去docker hub 搜索对应的镜像查看。
docker pull 镜像名称[:版本]
删除镜像：删除本地镜像
docker rmi 镜像id # 删除指定本地镜像 rmi表示remove image
docker rmi 镜像名称：版本
docker rmi
docker images -q# 删除所有本地镜像 docker images -q被飘号包裹
Docker容器相关命令
- docker ps 查看正在运行的容器命令
- docker ps -a 显示所有的容器，包括未运行的
无参 默认显示正在运行的容器
-a 显示所有的容器，包括未运行的
-f 根据条件过滤显示的内容
–format 指定返回值的模板文件
-l b显示最近创建的容器
-n 列出最近创建的n个容器
–no-trunc 不截断输出
-q 静默模式，只显示容器ID
-s 显示总的文件大小 - docker run -i -t --name c1 centos:7 /bin/bash 创建容器并运行的命令
- -i 表示容器一直运行；如果不加，容器没有客户端连接会自动关闭；通常与-t同时使用。加入-it这两个参数后，容器创建后自动进入容器中，退出容器后，容器自动关闭
- -t 给容器分配一个伪输入终端
- -d 以守护（后台）模式运行容器。创建一个容器在后台运行，需要使用docker exec 进入容器。退出后，容器不会关闭。
- -it 创建的容器一般称为交互式容器，-id 创建的容器一般为守护式容器
- –name 容器名称 给容器起名字
- centos:7 表示根据哪个镜像创建容器 镜像名称：版本
- /bin/bash 表示进入centos:7 之后的初始化命令（centos的默认值）
- exit 退出容器
- docker exec 参数 进入容器，退出容器，容器不会关闭
- docker start 容器名称 启动容器
- docker stop 容器名称 停止容器
- docker rm 容器名称/id 删除容器
- 开启的容器是不能被删除的
- docker inspect 容器名称 查看容器信息
Docker容器的数据卷
数据卷
- 数据卷是宿主机中的一个目录或文件，但是需要-v进行映射
- 当容器目录和数据卷目录绑定后，对方的修改会立即同步
- 一个数据卷可以被多个容器同时挂载
- 一个容器也可以挂载多个数据卷
数据卷的作用
- 容器数据持久化
- 外部机器和容器间接通信
- 容器之间数据交换
1、配置数据卷
-
创建启动容器时，使用-v参数 设置数据卷
-
docker run … -v 宿主机目录（文件）:容器内目录（文件）…
- 此时宿主机中的文件就是数据卷
-
注意事项：
- 目录必须时绝对路径
- 如果目录不存在，会自动创建
- 可以挂载多个数据卷
- 如果双方有一方目录或者文件有变动，则另一方会随着变动
- 如果容器被删除，此时宿主机的数据卷还在，所有数据不会丢失，当重新创建容器，并挂载数据卷时，容器中数据恢复
-
例子：
docker run -it --name c1 -v /root/data:/root/data_container centos:7 /bin/bash
2、数据卷容器
1、创建启动c3数据卷容器，使用-v参数 设置数据卷
docker run -it --name c3 -v /volume centos:7 /bin/bash
2、创建启动c1 c2 容器，使用–volumes-from 参数 设置数据卷
docker run -it --name c1 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash
docker run -it --name c2 --volumes-from c3 centos:7 /bin/bash
Docker应用部署
1、MySQL部署
- 搜索MySQL镜像
docker search mysql
- 拉取MySQL镜像
docker pull mysql:5.6
- 创建容器，设置端口映射、目录映射
# 在/root目录下创建mysql目录用于存储mysql数据信息
mkdir ~/mysql
cd ~/mysql
docker run -id \
-p 3307:3306 \
--name c_mysql \
-v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d \
-v $PWD/logs:/logs \
-v $PWD/data:/var/lib/mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
mysql:5.6
# 参数说明
# -p 3307:3306 将容器的3306端口映射到宿主机的3307端口
# --name c_mysql 创建的容器的名称
# $PWD 相当于在当前目录执行PWD命令，然后将路径拼接
# -v 设置数据卷
# -v $PWD/conf:/etc/mysql/conf.d 将主机当前目录下的conf/my.cnf挂载到容器的/etc/mysql/my.cnf 配置目录。
# -v $PWD/logs:/logs 将主机当前目录下的logs目录挂载到容器的/logs。日志目录
# -v $PWD/data:/var/lib/mysql 将主机当前目录下的data目录挂载到容器的/var/lib/mysql。数据目录
# -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 初始化root用户的密码
# mysql:5.6 基于mysql:5.6镜像创建容器
# 创建容器之后，进入容器
docker exec -it c_mysql /bin/bash
- 操作容器中的MySQL
容器内的网络服务和外部机器不能直接通信
外部机器和宿主机可以直接通信
宿主机和容器可以直接通信
当容器中的网络服务需要被外部机器访问时，可以将容器中提供服务的端口映射到宿主机的端口上。外部机器访问宿主机的该端口，从而间接访问容器的服务。
这种操作称为：端口映射
2、tomcat部署
搜索tomcat
docker search tomcat
拉取tomcat
docker pull tomcat -- 默认拉取最新的版本
创建tomcat容器
# 在/root目录下创建tomcat目录用于存储tomcat数据信息，数据卷映射
mkdir ~/tomcat
cd ~/tomcat
docker run -id \
--name my_tomcat \
-p 8080:8080 \
-v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps \
tomcat
Dockerfile
1、Docker镜像原理
思考：
- Docker镜像本质是什么？
- 是一个分层文件系统
- Docker中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个G？
- Centos的iso镜像文件包含bootfs和rootfs，而docker的centos镜像复用操作系统的bootfs，只有rootfs和其他镜像层。
- Docker中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？
- 由于docker中镜像时分层的，tomcat虽然只有70多MB，但他需要依赖于父镜像和基础镜像，所以整个对外暴露的tomcat镜像大小500多MB。
操作系统组成部分
- 进程调度子系统
- 进程通信子系统
- 内存管理子系统
- 设备管理子系统
- 文件管理子系统
- 网络通信子系统
- 作业控制子系统
Linux文件系统有bootfs和rootfs两部分组成
- bootfs：包含bootloader（引导加载程序）和kernel（内核）
- rootfs：root文件系统，包含的是典型Linux系统中的/dev,/proc,/bin,/etc等标准目录和文件。
- 不同的Linux发行版，bootfs基本一样，而rootfs不同，如Ubuntu，centos等。
Docker镜像原理
- Docker镜像是由特殊的文件系统叠加而成
- 最底端是bootfs，并使用宿主机的bootfs
- 第二层是root文件系统rootfs，称为base image
- 然后再往上可以叠加其他的镜像文件
- 统一文件系统（Union File System）技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统。
- 一个镜像可以放在另一个镜像的上面，位于下面的镜像称为父镜像，最底部的镜像称为基础镜像。
- 当从一个镜像启动容器时，Docker会在最顶层加载一个读写文件系统作为容器。
2、镜像制作
Docker镜像如何制作？
1、容器转为镜像
# 容器转为镜像
docker commit 容器id 镜像名称：版本号
# 压缩镜像
docker save -o 压缩文件名称 镜像名称：版本号
#解压镜像
docker load -i 压缩文件名称
3、Dockerfile概念
- Dockerfile是一个文本文件
- 包含了一条条的指令
- 每一条指令构建一层，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像
- 对于开发人员，可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境
- 对于测试人员，可以直接拿开发时所构建的镜像或者通过Dockerfile文件构建一个新的镜像开始工作
- 对于运维人员，在部署时，可以实现应用的无缝移植。
| 关键字 | 作用 | 备注 |
|---|---|---|
| FROM | 指定父镜像 | 指定dockerfile基于哪个image构建 |
| MAINTAINER | 作者信息 | 用来标明这个dockerfile谁写的 |
| LABEL | 标签 | 用来标明dockerfile的标签，可以使用Label代替Maintainer 最终都是在docker image基本信息中可以查看 |
| RUN | 执行命令 | 执行一段命令 默认是/bin/sh 格式：RUN command或者RUN[“command”,“param1”,“param2”] |
| CMD | 容器启动命令 | 提供启动容器时候的默认命令和ENTRYPOINT配合使用。格式CMD command param1 param2或者CMD[“command”,“param1”,“param2”] |
| ENTRYPOINT | 入口 | 一般在制作一些执行就关闭的容器中会使用 |
| COPY | 复制文件 | build的时候复制文件到image中 |
| ADD | 添加文件 | build的时候添加文件到image中，不仅仅局限于当前build上下文，可以来源于远程服务 |
| ENV | 环境变量 | 指定时候的环境变量，可以在启动容器的时候，通过-e覆盖，格式ENV name=value |
| ARG | 构建参数 | 构建参数，只在构建的时候使用的参数，如果由ENV，那么ENV的相同名字的值始终覆盖arg的参数 |
| VOLUME | 定义外部可以挂载的数据卷 | 指定build的image哪些目录可以启动的时候挂载到文件系统中，启动容器的时候使用-v绑定，格式VOLUME[“目录”] |
| EXPOSE | 暴露端口 | 定义容器运行的时候监听的端口，启动容器的时候使用-p来绑定暴露端口 格式：EXPOSE 8080 或者EXPOSE 8080/udp |
| WORKDIR | 工作目录 | 指定容器内部的工作目录，如果没有创建则自动创建，如果指定/使用的是绝对地址，如果不是/开头那么是在上一条workdir的路径的相对路径 |
| USER | 指定执行用户 | 指定build或者启动的时候用户，在RUN CMD ENTRYPOINT执行的时候的用户 |
| HEALTHCHECK | 健康检查 | 指定检测当前容器的健康监测的命令，基本上没用，因为很多时候，应用本身有健康监测机制 |
| ONBUILD | 触发器 | 当存在ONBUILD关键字的镜像作为基础镜像的时候，当执行FROM完成之后，会执行ONBUILD的命令，但是不影响当前镜像，用处也不怎么大 |
| STOPSIGNAL | 发送信号量到宿主机 | 该STOPSIGNAL指令设置将发送到容器的系统调用信号以退出。 |
| SHELL | 指定执行脚本的shell | 指定RUN CMD ENTRYPOINT 执行命令的时候，使用的shell |
通过dockerfile构建镜像：docker build -f dockerfile文件路径 -t 镜像名称：版本
4、Dockerfile部署springboot项目
实现步骤：
- 定义父镜像：FROM java:8
- 定义作者信息：MAINTAINER zxl <123.qq.com>
- 将jar包添加到容器：ADD springboot.jar app.jar
- 定义容器启动执行的命令：CMD java -jar app.jar
- 通过dockerfile构建镜像：docker build -f dockerfile文件路径 -t 镜像名称：版本
5、服务编排
微服务架构的应用系统中一般包含若干个微服务，每个微服务一般都会部署多个实例，如果每个微服务都要手动启停，维护的工作量会很大。
- 要从Dockerfile build image 或者去 dockerhub拉取image
- 要创建多个container
- 要管理这些container（启动停止删除）
服务编排：按照一定的业务规则批量管理容器。
6、Docker Compose
Docker Compose是一个编排多容器分布式部署的工具，提供命令集管理容器化应用的完整开发周期，包括服务构建，启动和停止。
使用步骤：
- 利用Dockerfile定义运行环境镜像
- 使用docker-compose.yml定义组成应用的各服务
- 运行docker-compose up 启动应用
Docker容器虚拟化和传统虚拟机比较
容器就是将软件打包成标准化单元，以用于开发、交付和部署。
- 容器镜像是轻量的、可执行的独立软件包，包含软件运行所需的所有内容：代码、运行时环境、系统工具、系统库和设置。
- 容器化软件在任何环境中都能够始终如一的运行。
- 容器赋予了软件独立性，使其免受外在环境差异的影响，从而有助于减少团队间在相同基础设施上运行不同软件时的冲突。
相同：
- 容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势
不同：
- 容器虚拟化的是操作系统，虚拟机虚拟化的是硬件。
- 传统虚拟机可以运行不同的操作系统，容器只能运行同一类型操作系统。
| 特性 | 容器 | 虚拟机 |
|---|---|---|
| 启动 | 秒级 | 分钟级 |
| 硬盘使用 | 一般为MB | 一般为GB |
| 性能 | 接近原生 | 弱于 |
| 系统支持量 | 单机支持上千个容器 | 一般几十个 |