Docker 使用下 （二）

前言

我们写的代码会接触到好几个环境:开发环境，测试环境以及生产环境，导致代码"水土不服"的问题该怎么解决?开发人员可以把容器(代码+环境)统一发给测试人员，测试人员测试通过后再把容器发给运维人员，从而解决了软件跨环境迁移的所导致的水土不服的问题。

一、初识Docker

1.1 、Docker概述

​ Docker是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 语言并从 Apache2.0 协议开源。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，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(类似 ipPhone 的 app),更重要的是容器性能开销极低。

什么是沙箱?沙箱也叫网络编程虚拟执行环境， 英文名sandbox(sandboxie)，可以看做是一种容器，里面所做的一切都可以推倒重来。

​ 原理引用官方网站的一段话:电脑就像一张纸，程序的运行与改动，就像将字写在纸上，而Sandboxie就相当于在纸上放了块玻璃，程序的运行与改动就像写在了那块玻璃上，除去玻璃，纸上还是一点改变都没有的，它创造了一个类似沙盒的独立作业环境，在其内部运行的程序并不能对硬盘产生永久性的影响。其为一个独立的虚拟环境，可以用来测试不受信任的应用程序或上网行为。

Docker从17.3版本之后，分为CE版(社区版)，和EE版(企业版)

1.2 、Docker的历史

Docker 公司位于旧金山，由法裔美籍开发者和企业家 Solumon Hykes 创立，其标志如下图所示。

1.3 、Docker解决了什么问题

• 解决了环境配置的难题。软件开发最大的麻烦事之一，就是环境配置。用户计算机的环境都不相同，你怎么知道自家的软件，能在那些机器跑起来?
• 用户必须保证两件事:操作系统的设置，各种库和组件的安装。只有它们都正确，软件才能运行。举例来说，安装一个python 应用，计算机必须有 Python 引擎，还必须有各种依赖，可能还要配置环境变量。
• 如果某些老旧的模块与当前环境不兼容，那就麻烦了。开发者常常会说:“它在我的机器可以跑了”(It works on my machine)，言下之意就是，其他机器很可能跑不了。
• 环境配置如此麻烦，换一台机器，就要重来一次，旷日楚时，很多人想到，能不能从根本上解决问题，软件可以带环境安装?也就是说，安装的时候，把原始环境-模一样地复制过来。

1.4 、Docker 的优点

​ Docker是一个用于开发，交付和运行应用程序的开放平台。Docker 使您能够将应用程序与基础架构分开，从而可以快速交付软件，借助 Docker，您可以与管理应用程序相同的方式来管理基础架构。通过利用 Docker 的方法来快速交付，测试和部署代码，您可以大大减少编写代码和在生产环境中运行代码之间的延迟。

1.5 、Docker的架构图

镜像，容器和仓库的关系?

• 镜像(lmage) :Docker镜像，就相当于是一个root文件系统。镜像相当于java中的一个类，是一个模板，一个镜像可以生成多个容器实例。
• 容器(Container): 镜像和容器的关系就像是类与对象的关系一样。镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体，容器可以被创建，启动，停止，删除，暂停等。
• 仓库(Repository):仓库可以看做是一个代码控制中心,或者Maven中央仓库，用来保存镜像。

二、镜像

相当于还没有安装的app

REPOSITORY: 表示镜像的仓库源

TAG: 镜像的标签

IMAGE ID: 镜像的ID(唯一的主键)

CREATED: 镜像的创建时间

SIZE: 镜像的大小

docker images[参数]
-a#列出本地所有的镜像，含中间映像层
-q #只返回镜像Id
-qa #-a与 -q的组合参数
-digests #一些镜像的摘要说明
--no-trunc #显示完整的镜像信息

三、容器

相当于已经安装好的App

镜像与容器，宿主机的关系:
docker的图标就是一个鲸鱼上面装有很多集装箱，鲸鱼游在大海里，大海就是宿主机，鲸鱼背上的集装箱就是一个个的容器实例，这个容器实例就来源于镜像生成的。
有镜像才能创建容器，Docker利用容器独立运行一个或一组应用。容器是用镜像创建的运行实例。它可以被启动，开始，停止，删除，每个容器都是相互隔离的，保证平台的安全。
可以把容器看做是一个简易版的linux运行环境，包括运行在里面的应用程序。Docker启动是秒级的，容器只保留了内核，把硬件，网络，打印机不相关的统统去掉了，所以它运行就快。

四、数据卷

4.1、数据卷的概念

• 问题1: docker容器删除后，在容器中产生的数据还在吗?
• 问题2: docker容器和外部机器可以直接交换文件吗?
• 问题3: 容器之间想要进行数据交换该怎么解决?

数据卷是宿主机中的一个目录或文件，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。

4.2 、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

4.3 、配置容器数据卷

直接使用命令来挂载

需要先使用镜像来启动成为容器

docker run -it -v #主机目录:容器目录
#例如:
docker run -it -v /home/cesi:/home --name=centos0l centos /bin/bash

写入文件

echo "abc">a.txt

查看是否挂载成功

docker inspect 容器ID

双向绑定，数据同步
我们以后修改只需要在本地修改即可，容器内会自动同步!

注意事项:

• 目录必须是绝对路径
• 如果目录不存在，会自动创建

五、搭建服务

5.1、创建容器步骤

设置端口、运行容器做数据挂载、端口映射、目录映射

• 容器内的网络服务和外部机不能直接通信
• 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这种操作叫做端口映射。

六、DockerFile

思考:

• Docker镜像本质是什么?
• 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?
• Docker中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个 tomcat 安装包只有70MB呢?

6.1 、Docker镜像原理

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
• 网络通信子系统
• 作业控制子系统
• 文件管理子系统

Linux 的文件系统由 bootfs和rootfs两部分组成。fs是fle system的简写，包含bootloader(引导加载程序)和kemel(内核)。

roots是root文件系统，包含的就是典型Linux系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录与文件。不同的Linux发行版，boots基本一样，而rootf不同，如ubuntu与centos等。
docker镜像是由特殊的文件叠加而成，最底端是boots，并使用宿主机的boots，就是说我们启动了一个 Linux 的操作系统，在上面安装了一个docker，Linux 启动的时候要把内核加载起来，而docker的镜像启动的时候，也需要加载内核，boots 但不需要再次加载了，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

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当你去下载 tomcat 的时候，它就去检查看看有没有idk，没有就去下载 jdk，再往下看有没有基础镜像，没有则继续下载，这三部分组合起来称之为tomcat镜像,对外暴露的tomcat，它是一个只读镜像，这就是我说的镜像就是一个千层饼。下载好tomcat以后，我们再要去下载一个nginx，这时候 nginx 也需要基础镜像，它就不会再去下载了，而直接使用下载好的基础镜像，基础的每一层镜像都可以被别人复用。

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。这些只读镜像都不能改动，因为你改动了，别的镜像就不可以进行复用了。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。

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知道了docker的组成结构后，回答3个问题

• Docker镜像本质是什么?

	答: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GB?

	答:centos的iso镜像文件包含bootfs和rootfs所以很大，而docker的centos镜像复用操作系统的bootfs，只有rootfs和其他镜像层，所以就小。

• Docker中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70MB呢?

	答:由于docker中镜像是分层的，tomcat虽然只有70MB，但它需要依赖父镜像和基础镜像，所以整个对外暴.的tomcat镜像就是500多MBdocker inspect tomcat:latest #查看镜像的详细信息

docker inspect tomcat:latest #查看镜像的详细信息

6.2 、Docker镜像如何制作

6.2.1、容器转为镜像

docker commit 容器id 镜像名称:版本号

查看镜像

docker images

把容器转成镜像后，再把镜像转成压缩文件，这样就可以直接把压缩文件发给测试人员，测试人员把镜像还原成容器，就可以直接测试了。

镜像不可以直接传输只能转变为压缩文件才能传输。
镜像转变为压缩文件:

docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号

6.2.2、压缩文件转变为镜像

docker load -i 压缩文件名称 #i 就是input的意思

示例命令:

docker commit 04adada1e7f5 msi_tomcat:1.0 #把容器转变为镜像
docker save o msj_tomcat.tar msj_tomcat:1.0 #把镜像做成压缩文件
ll #查看生成的文件
#解压测试
docker rmi bef5472c2c00 #删除由容器转换成的镜像
docker oad i msj_tomcat.tar #解压缩镜像

总结:

1、由容器转为镜像
2、镜像转变为压缩文件
3、下载压缩文件，交由测试人员
4、测试人员拿到压缩文件，上传到宿主机
5、把压缩文件转化为镜像
6、由镜像再启动为容器

注意:数据卷挂载的文件，不会连同一起打成压缩文件。

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6.3 Dockerfile概念

​ dockerfle 本质上是一个文本文件，包含了一条条的指令，是用来制作镜像的。每一条指令构建一层镜像，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像，对于开发人员，dockerfile可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境。对于运维人员，在部署时，可以实现应用的无缝移植。

去官网上查看其他 dockerfile
https://hub.docker.com
构建mysql的Dockerfile命令行：
https://github.com/CentOs/sig-cloud-instance-images/blob/b2d195220e1c5b181427c3172829c23ab9cd27eb/docker/Dockerfile

FROM scratch
ADD centos-7-x86_64-docker.tar.xz /LABEL \org.label-schema.schema-version="1.0" \org.label-schema.name="CentOS Base Image" \org.label-schema.vendor="CentOS" \org.label-schema.license="GPLv2" \org.label-schema.build-date="20201113" \org.opencontainers.image.title="CentOS Base Image" \org.opencontainers.image.vendor="CentOS" \org.opencontainers.image.licenses="GPL-2.0-only" \org.opencontainers.image.created="2020-11-13 00:00:00+00:00"CMD ["/bin/bash"]

常用的 DockerFile 关键字列表

6.4 制作dockerfile文件

dockerfile文件编写命令行步骤

#1 定义父镜像 FROM java:8
#2 定义作者信息 MAINTAINER jShuai  <3284484@qq.com>
#3 将jar包添加到容器 ADD docker-demo-01-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar
#4 定义容器启动执行的命令 CMD java -jar app.jar
#5 通过dockerfile构建镜像 docker build -f dockerfile文件路径 -t 镜像名称:版本

学习目的:制作dockerfile文件，发布并部署springboot项目

6.4.1 制作项目jar文件

制作springboot项目jar文件，上传到根目录的dockerfile文件夹下

6.4.2 下载idk8镜像

docker pull java:8

6.4.3 创建dockerfile文件

vim springboot_dockerfile

6.4.4 编写dockerfile文件

ROM java:8
MAINTAINER jShuai <3284484@qq.com>
ADD docker-demo-01-0.0.1-SNAPSHoT.jar app.jar
CMD java -jar app.jar

6.4.5 执行生成镜像

docker build -f ./springboot_dockerfile -t app

6.4.6 把镜像生成为容器

docker run -id -p 9000:8080 --name=app app

6.4.7 测试

http://192.168.0.101:9000/he71o

七、Docker服务编排

7.1 服务编排概念

​ 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动和停止，维护的工作量会很大。双11的时候,阿里的微服务达到上万个。我们自己部署项目都会部署在docker之中，其中启动的容器不仅仅有我们的项目，还有redis，mysql，nginx，还有tomcat等一些应用软件。

服务编排就是按照一定的业务规则批量的管理容器

7.2 Docker Compose 概述

DockerCompose 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:

1. 利用 dockerfile 定义运行环境镜像
2. 利用 docker-compose.yml 定义组成应用的各服务
3. 运行 docker-compose up 启动应用

7.3 Docker Compose安装和使用

我们可以从 Github 上下载它的二进制包来使用，最新发行的版本地址:
https://github.com/docker/compose/releases
运行以下命令以下载 Docker Compose 的当前稳定版本:

curl -L "https://github.com/docker /compose/releases/download/1.29.2/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o
/usr/local/bin/docker-compose

要安装其他版本的 Compose，请替换1.29.2。

网速较慢的话用

curl -L https://get.daocloud.io/docker/compose/releases/download/1.12.0/docker-compose-`uname -s`-`uname -m`> /usr/local/bin/docker-compose

将可执行权限应用于二进制文件:

chmod +x/usr/local/bin/docker-compose

测试是否安装成功:

docker-compose -v

7.4 Docker compose卸载

#二进制包方式安装的，删除二进制文件即可
rm /usr/local/bin/docker-compose

7.5 使用Docker compose编排项目

7.5.1 创建文件夹

mkdir ~/docker-compose

7.5.2 创建docker-compose.yml

cd ~/docker-compose
vim docker-compose.yml

7.5.3 编写docker-compose.yml

version:'3'
services:nginx:image:nginxports:- 80:80links:- appvolumes :# 数据卷挂载- ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.dapp:image: appexpose:-"8080"

说明:

Tinks: #当前的nginx可以访问到app项目
volumes: #数据卷挂载

7.5.4 创建./nginx/conf.d日录

mkoir -n./nginx/conf.d
cd ./nginx/cof.d
ll
vim nginx.conf

7.5.5 编写nginx的配置文件

server{listen 80;access_log off;location /{proxy_pass http://app:8080;}
}

7.5.6 使用docker-compose启动容器

cd ../../ #放到docker-compose目录之下
docker-compose up
#或者后台启动
docker-compose up -d

7.5.7 测试访问

http://192.168.0.101/hello

八、Docker容器虚拟化与传统虚拟机的比较

8.1 什么是虚拟机

虚拟机在本质上就是在模拟一台真实的计算机设备，同时遵循同样的程序执行方式。虚拟机能够利用"虚拟机管理程序"运行在物理设备之上。反过来，虚拟机管理
程序则可运行在主机设备或者“裸机”之上。传统的虚拟机需要模拟整台机器包括硬件，每台虚拟机都需要有自己的操作系统，虚拟机一旦被开启，预分配给他的资源将全部被占用。，每一个虚拟机包括应用，必要的二进制和库，以及一个完整的用户操作系统。

8.2 什么是Docker

Docker是一个集开发、打包、运行应用于一体的开放式平台。Docker可以用来快速交付应用。使用Docker，你可以将应用程序从你的基础设施中分离出来，并将基础设施当做一个管理平台。Docker可以加快打包时间，加快测试，加快发布，缩短开发及运行代码之间的周期。Docker通过结合内核容器化特点和工作流，并使之工具化来实现这一切，帮助管理和发布你的应用。

8.3 区别

相同点:
容器与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

8.4 注意区别总结

Docker和虚拟机有各自擅长的领域，在软件开发、测试场景和生产运维场景中各有优劣。
Docker启动快速属于秒级别。虚拟机通常需要几分钟去启动。
Docker需要的资源更少，Docker在操作系统级别进行虚拟化，Docker容器和内核交互，几平没有性能损耗Docker更轻量，Docker的架构可以共用一个内核与共享应用程序库，所占内存极小，同样的硬件环境，DocKer运行的镜像数远多于虑拟机数量，对系统的利用率非常高。