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1. 为什么要学习docker ​

  1. 节省配置环境的时间。
  2. 应用隔离，避免不同应用的依赖冲突，且应用CPU占用过高也无法超出设定值，不会影响其它应用。
  3. 开发、测试、生产环境得到统一，不会出现代码在测试环境正常，线上爆炸的尴尬场景。使得整个交付流程可控可信。
  4. 低成本迁移，在新服务器上拉取制作好的镜像并运行。
  5. 更易于持续交付和部署(CI/CD)，配合 GitLab CI 的方式让部署流程更加的自动化和高效。

2. 底层原理 ​

docker 底层使用了一些 linux 内核的特性，比较重要的有三个 namespace，cgroups 和 UnionFS。

2.1 namespace ​

docker 使用 linux namespace 构建隔离的环境，它由以下 namespace 组成

  • pid: 隔离进程
  • net: 隔离网络
  • ipc: 隔离 IPC
  • mnt: 隔离文件系统挂载
  • uts: 隔离hostname
  • user: 隔离uid/gid

2.2 control groups ​

也叫 cgroups，限制资源配额，比如某个容器只能使用 100M 内存

2.3 Union file systems ​

UnionFS 是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加。docker 的镜像与容器就是分层存储，可用的存储引擎有 aufs，overlay 等。 关于分层存储的详细内容可以查看官方文档 docker: About storage drivers

3. 基础概念 ​

  • 镜像：一个用来创建容器的模板 ，提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件，以及运行时准备的配置参数。（一个只读模板，包含创建Docker容器的说明。）
  • 容器：镜像创建的运行实例。（镜像 + 可写层）

流程：

  1. 构建或拉取镜像
  2. 由镜像运行一个容器实例，实例内有我们的应用，且在指定端口提供服务

可读、可写层都是基于 unionFS （ linux 上使用的文件系统服务）

4. 镜像 ​

4.1 获取镜像的途径 ​

  1. docker pull 拉取 Docker Hub （官方镜像仓库）的镜像。

    sh
     # docker pull 镜像名字:版本号/平台标志
 # alpine的体积比较小
 docker pull node:alpine

  2. docker build 通过 Dockerfile（镜像配置文件）构建。

    sh
     # --no-cache=true：不使用缓存
 # -t: 指定镜像名称和版本号/平台标志   node-base:10: 镜像明细 版本号/平台标志
 # .: 指当前路径，利用当前目录的Dockerfile配置构建镜像
 $ docker build -t demo:10 .

4.2 docker images 获取镜像列表 ​

sh
docker images
# REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED      SIZE
# nginx        alpine    e46bcc697531   3 days ago   23.5MB

4.3 docker rmi 移除镜像 ​

sh
docker rmi nginx:alpine

4.4 docker push 将镜像推送到远程仓库 ​

sh
docker push nginx:alpine

4.5 docker inspect 查看镜像、容器信息 ​

sh
# 查看镜像信息
docker inspect nginx:alpine

# 查看容器信息
# -f 输出指定参数
# 此处是输出容器的IP地址
docker inspect -f {{.NetworkSettings.IPAddress}} container_name

5. Dockerfile 镜像配置文件 ​

可以为自己的应用编写配置，用此配置来构造镜像。
Dockerfile一般放在前端目录下，这样可以理解成 代码 和 Docker镜像配置文件 打包在一起，这个包在任何服务器都是同样的执行效果。

5.1 FROM 基于基础镜像 ​

基于一个某个基础镜像

yaml
FROM node:alpine

5.2 ADD 宿主机往镜像添加文件 ​

将宿主机的文件或目录 添加到 镜像的文件系统中。
支持URL自动下载，自动解压。而 COPY 不会。
ADD 时会忽略 .dockerignore 配置里的文件夹/文件，该配置作用和.gitignore一样

yaml
ADD . /code

5.3 RUN 镜像中执行命令 ​

RUN 在 构造镜像时 运行的。
在镜像中执行命令，由于 ufs 的文件系统，它会在当前镜像的顶层新增一层 多行运行时与Shell不同，Shell在同一进程中运行，前后之间有关系
RUN 每次都是单独的，运行在新增的层，前后两句 RUN 之间没有关系。

yaml
RUN cd /code
RUN echo "1" > world.txt

# 本质上
# 1. 执行了 cd /code         目前pwd: ~/code
# 2. 执行了 echo 1 > 1.txt   目前pwd: ~/
# 前后没有联系，新增的文件: ~/1.txt

5.4 WORKDIR 指定工作目录 ​

指定工作目录 改变了后续各层的工作目录，对后续 RUN/CMD 有影响。
如果指定目录不存在，会新增目录。

yaml
WORKDIR /code/
RUN echo "1" > world.txt

# 本质上
# 1. WORKDIR /code/          目前pwd: ~/code
# 2. 执行了 echo 1 > 1.txt    目前pwd: ~/code
# 新增的文件: ~/code/1.txt

5.5 CMD 指定容器如何启动 ​

CMD 在 容器启动时 运行的。
指定容器如何启动，一个 Dockerfile 中只允许有一个 CMD。

yaml
CMD npm start

5.6 Dockerfile 文件 ​

yaml
# 基于基础镜像
FROM node:alpine

# 将宿主机的文件或目录 添加到 镜像的文件系统中
# ADD src dest
ADD package.json package-lock.json /code/

# 指定工作目录 改变了后续各层的工作目录
# 对 RUN 有影响。因为 RUN 每次都是单独的，运行在新增的层上，前后两句 RUN 之间没有关系
WORKDIR /code/


# ADD 时会忽略 .dockerignore 配置里的文件夹/文件，该配置作用和.gitignore一样
ADD . /code/

# 在镜像中执行指令
# 多行运行时与Shell不同，Shell在同一进程中运行，前后之间有关系
# RUN 命令每次都是单独的，前后之间没有关系
RUN npm run build


# 指定容器如何启动
CMD npm start

6. 容器 ​

容器 和 镜像的关系，像代码中 类 和 实例 的关系。 镜像是静态的定义，容器是运行的实例。容器可以被创建、删除、启动、暂停等。

6.1 常用操作 ​

  • docker ps: 列出容器，默认列出正在运行的容器，-a 可以列出所有状态的容器。

  • docker create：创建容器 docker create 命令新建的容器处于停止状态，可以使用 docker start 命令来启动它。

    sh
    # --name: 指定容器名称
docker create --name demo nginx:alpine

  • docker start：启动容器
    如果镜像不存在，会尝试从默认的镜像仓库中下载。

  • docker stop：暂停容器

  • docker rm：删除容器

  • docker run：创建一个容器并启动（create 和 start的结合）
    如果镜像不存在，会尝试从默认的镜像仓库中下载。

    sh
    # --rm: 停止时删除容器
# -it: 可进行交互
# --name: 指定容器名称
# -p: 端口映射，对外提供服务   宿主机端口:容器端口
docker run --rm -it --name demo -p 8888:80 nginx:alpine

可以使用 curl localhost:8888 测试服务是否正常

  • docker logs：查看容器日志
sh
# -f：跟随输出，即进入日志文件一直显示最新的，不会打印后立马退出
# -t：显示时间
# -n x：显示最后x行
docker logs container_name -f -t

6.2 docker exec 进入容器后执行命令 ​

进入容器，可以排查问题或查找相关信息，操作的灵活度大大增加。

sh
# docker exec -it 容器名称 执行的命令
docker exec -it demo sh

6.3 docker port 列出容器的端口映射 ​

sh
docker port demo
# 80/tcp -> 0.0.0.0:8888

6.4 docker stats 查看容器资源占用 ​

sh
docker port stats
# CONTAINER ID   NAME      CPU %     MEM USAGE / LIMIT     MEM %     NET I/O           BLOCK I/O   PIDS
# f1fa5900f5e6   demo      0.00%     5.086MiB / 6.067GiB   0.08%     1.85kB / 1.23kB   0B / 0B     7

7. Docker Compose ​

Dockerfile 是一个镜像配置文件，用来构造镜像。
而根据镜像创造并启动容器，仍然需要敲入复杂的指令，例如

sh
# --rm: 停止时删除容器
# -it: 可进行交互
# --name: 指定容器名称
# -p: 端口映射，对外提供服务   宿主机端口:容器端口
docker run --rm -it --name demo -p 8888:80 nginx:alpine

Docker Compose 可以将启动容器的参数变成配置文件 docker-compose.yaml，也可以实现多个容器相互配合。

7.1 docker compose up 构建/拉取镜像并启动容器。 ​

配置yaml文件，可以基于已有镜像。

yml
# docker-compose.yaml
version: "3"
services:
  app:
    image: "nginx:alpine"
    ports:
      - 8000:80
    container_name: "blog" # 指定容器名称
    restart: always # 容器出错了 无限重启

也可以基于Dockerfile去构建镜像

yml
# docker-compose.yaml
version: "3"
services:
  app:
    build:
        context: . # Dockerfile 文件所在目录
        dockerfile: Dockerfile # Dockerfile 文件名称
    ports:
      - 8000:80
    container_name: "blog" # 指定容器名称
    restart: always # 容器出错了 无限重启

总结 ​

疑问 ​

  • [x] 通过 docker pull 拉取下来的，CREATED 是指Docker Hub上该镜像的创建时间吗？
    是的，作者的创建时间，可能时间对不上是操作系统时间不同。

  • [x] “CMD不一定会跑”。 我感觉CMD在容器启动时是一定会运行，只是视频最后的操作是在启动之后进入容器，所以没看到命令。 这个理解对吗？
    不对，CMD 命令不一定会被执行，因为他只是一个默认的启动命令，很容易被覆盖，例如 docker run -it nginx:alpine sh，CMD 命令就被 sh 覆盖了。所以更容易理解 CMD 是在运行时期跑的一个命令、

  • [x] UFS 的分层存储不理解
    About storage drivers
    由基础镜像作为元数据层，添加和移除文件都会生成新的层，每个层都只是与之前的层的有一小部分差异。
    这些层堆叠在一起形成一个基础层“镜像”，这个镜像为可读层。创建新容器时，可以在基础层的顶部添加新的可写层。该层通常称为“容器层”。

提问 ​

  • [x] 启动docker后如何进入容器?
    docker exec -it container_name sh

  • [x] 如何查看容器的日志?
    docker logs container_name -f -t

  • [x] docker的底层原理

  • name space 隔离环境

  • cgroups 限制资源配额