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Docker快速入门笔记

2023-08-23 18:27

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前言

  当今软件开发领域的一股热潮正在迅速兴起,它融合了便捷性、灵活性和可移植性,让开发者们欣喜若狂。它就是 Docker!无论你是一个初学者,还是一位经验丰富的开发者,都不能错过这个引领技术浪潮的工具。
  想象一下,你可以在几分钟内轻松创建和部署应用程序,而不再担心因为环境差异而导致的问题。Docker通过将您的代码、运行时环境和所有依赖项打包到一个容器中,实现了真正的一次构建,到处运行。

  随着 Docker 的快速入门,您将迈出构建现代化、高效和可靠软件的第一步。在本博客中,我们将带您探索 Docker 的世界,从安装和配置开始,逐步引导您了解如何使用 Docker 命令构建、运行和管理容器。您将了解到镜像的概念以及如何使用 Docker Hub 查找和分享常用的容器镜像。此外,我们还会介绍 Docker 的网络和存储功能,以及与其他工具集成的最佳实践。

  无论是想要在本地开发环境中提高效率,还是在生产环境中实现高度可扩展的应用程序部署,Docker 都将成为您的得力助手。让我们一起探索这个令人兴奋的世界,体验 Docker 带来的快速、灵活和可靠的开发和部署过程!

  无论您是一名开发者、运维工程师,还是对技术充满好奇心的新手,这篇博客将帮助您快速入门 Docker,并为您打开一扇通向创新和成功的大门。准备好了吗?让我们一起开始吧!

1、初识Docker

1.1 Docker概述

微服务虽然具备各种各样的优势,但服务的拆分通用给部署带来了很大的麻烦

  • 分布式系统中,依赖的组件非常多,不同组件之间部署时往往会产生一些冲突
  • 在数百上千台服务中重复部署,环境不一定一致,会遇到各种问题

所以Docker应运而生,我们现在就来学习Docker,看Docker如何解决微服务的这些难点、痛点问题吧

1.2 Docker与虚拟机的区别

通过1.1小节的学习,我们发现Docker与虚拟机很类似,都能让一个程序在不同的操作系统行运行,现在就让我们来探究以下Docker与虚拟机有哪些区别和联系吧🤭

虚拟机和Docker都是用于在一台物理机上运行多个操作系统环境的技术,但它们有一些区别和联系:

  1. 虚拟机和Docker的作用不同,虚拟机主要用于运行完整的操作系统,而Docker则主要用于运行基于容器的应用程序。

  2. 虚拟机需要完整的操作系统,包括操作系统内核、文件系统等,而Docker容器只需要包含应用程序和其依赖项即可。

  3. Docker容器更轻量级,因为它们使用了宿主操作系统的内核和资源,只需要提供程序所需的文件和库。

  4. 虚拟机需要使用更多的系统资源,包括内存、CPU和磁盘等,而Docker容器使用的资源更少,可以更高效地利用系统资源。

  5. 虚拟机需要额外的软件来管理和监控虚拟机的运行,如VMware、VirtualBox等,而Docker则使用Docker引擎来管理和监控容器的运行。

总体来说,虚拟机和Docker都是将多个环境运行在一台物理机上的技术,但是它们的应用场景和实现方式不同。虚拟机更适合运行完整的操作系统环境,提供更高的安全级别,但是需要更多的系统资源。而Docker更适合运行基于容器的应用程序,具有更高的可移植性和扩展性,可以更高效地利用系统资源。

虚拟机(virtual machine)是在操作系统中模拟硬件设备,然后运行另一个操作系统,比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统,这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。而Docker仅仅是封装函数库,并没有模拟完整的操作系统,如图:

image-20230513152342017

两者对比来看:

image-20230513152357303

Docker和虚拟机的差异:

1.3 Docker架构

1.4 安装Docker

略……详情请参考这篇文章:Docker安装(包教包会)

2、Docker的基本操作

2.1 镜像操作

2.2.1 拉取&查看镜像

2.2.2 保存&导入镜像

2.2 容器操作

2.2.1 容器相关命令

image-20230513183104785

容器保护三个状态:

其中:

2.2.2 创建&运行容器

创建并运行Nginx容器:

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

命令解读:

image-20230513184535360

这里的-p参数,是将容器端口映射到宿主机端口。

默认情况下,容器是隔离环境,我们直接访问宿主机的80端口,肯定访问不到容器中的nginx。

现在,将容器的80与宿主机的80关联起来,当我们访问宿主机的80端口时,就会被映射到容器的80,这样就能访问到nginx了:

image-20230513183524995

通过查看日志,可以判断Nginx是否被访问了

docker logs -f nginx

image-20230513185019948

image-20230513184930216

可以看到,没刷新一次浏览器,日志都会新增一条,这说明我们Docker中的Nginx已经被成功访问了

2.2.3 修改容器中的文件

进入我们创建的nginx容器,然后修改其中的HTML页面

image-20230513190117588

2.3 数据卷

2.3.1 数据卷介绍

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:

image-20230513191333382

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

2.3.2 数据卷操作命令

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:

示例

# 创建一个test的数据卷docker volume create test

image-20230513192827057

# 查看当前所有的数据卷docker volume ls

image-20230513192822879

# 删除test数据卷docker volume rm test

image-20230513192814538

2.3.3 挂载数据卷

示例一

将html数据卷挂载到Docker中的html目录,然后实现容器外部修改Nginx中的文件

示例二

创建并运行一个MySQL容器,将宿主机目录直接挂载到容器。目录挂载和数据卷挂载是很类似的

3、Dockerfile自定义镜像

3.1 镜像结构

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。而要自定义镜像,就必须先了解镜像的结构才行

镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。镜像的主要组成:Baseimage+Layer+Entrypoint

我们以MySQL为例,来看看镜像的组成结构:

image-20230513195623516

简单来说,镜像就是在系统函数库、运行环境基础上,添加应用程序文件、配置文件、依赖文件等组合,然后编写好启动脚本打包在一起形成的文件。

我们要构建镜像,其实就是实现上述打包的过程。

3.2 Dockerfile

构建自定义的镜像时,并不需要一个个文件去拷贝,打包。我们只需要告诉Docker,我们的镜像的组成,需要哪些BaseImage、需要拷贝什么文件、需要安装什么依赖、启动脚本是什么,将来Docker会帮助我们构建镜像。

描述上述信息的文件就是Dockerfile文件。

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。

image-20230513200422872

更新详细语法说明,请参考官网文档: https://docs.docker.com/engine/reference/builder

3.3 构建自定义镜像

3.3.1 基于Ubuntu构建

示例

基于Unbuntu将打包好的Java程序,构建称一个镜像,然后使用Docker运行,最终访问

3.3.2 基于Java8构建

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。大多数情况下,我们都想要在一些安装了部分软件的基础镜像上做改造。例如,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。

PS:这就优点类似于开发一个框架,或者一个项目模块,目的就是提高效率,节约时间

示例

基于java:8-alpine镜像,将一个Java项目构建为镜像。

Java:8-alpine镜像是一个基于Alpine Linux系统的Docker镜像,其中包含了Java 8运行环境。它的特点是体积非常小,仅有不到100MB,相比于其他Java镜像大幅缩减了容器的大小,在一些对容器大小限制比较严格的场景也能得到很好的应用。同时,由于Alpine Linux是一个轻量级的Linux操作系统,使用起来也比较快速和高效。但需要注意的是,由于它是一个轻量级的操作系统,可能不支持一些常用的软件包或库,需要自行安装相应的依赖和工具。

备注:

docker stop 容器名 # 停止指定的容器docker rm $(docker ps -a -q) # 移除已经停止的容器

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!

官网:Docker Compose overview | Docker Documentation

image-20230513205344489

4.1 Docker Compose

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:    image: mysql:5.7.25    environment:     MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123     volumes:     - "/tmp/mysql/data:/var/lib/mysql"     - "/tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf"  web:    build: .    ports:     - "8090:8090"

可以看到,它相当于是将命令行的命令放在了YAML文件中(语法上稍微有一点差异),不用手动去敲了,大大减少部署时间

上面的Compose文件就描述一个项目,其中包含两个容器:

4.2 安装DockerCompose

略……详情请参考这篇文章:手把手教你XXX

4.3 部署微服务集群

优点小bug,这里直接跳过了

5、Docker镜像仓库

5.1 Docker镜像仓库的搭建

略……详情请参考这篇文章:Docker安装教程

5.2 Docker镜像仓库相关操作

来源地址:https://blog.csdn.net/qq_66345100/article/details/132053339

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