Docker入門終極指南
- 一、講個故事
- 二、虛拟機與容器
- 1.虛拟機：虛拟化硬體
- 2.容器：将作業系統層虛拟化，是一個标準的軟體單元
- 3.差別與聯系
- 三、認識 Docker
- 1.什麼是Docker?
- 四、核心概念
- 1.Build, Ship and Run（搭建、運輸、運作）；
- 2.Build once, Run anywhere（一次搭建，處處運作）；
- 3.Docker 本身并不是容器，它是建立容器的工具，是應用容器引擎；
- 4.Docker 三大核心概念，分别是：鏡像 Image，容器 Container、倉庫 Repository；
- 5.Docker 技術使用 Linux 核心和核心功能（例如 Cgroups 和 namespaces）來分隔程序，以便各程序互相獨立運作。
- 6.由于 Namespace 和 Cgroups 功能僅在 Linux 上可用，是以容器無法在其他作業系統上運作。那麼 Docker 如何在 macOS 或 Windows 上運作？ Docker 實際上使用了一個技巧，并在非 Linux 作業系統上安裝 Linux 虛拟機，然後在虛拟機内運作容器。
- 7.鏡像是一個可執行包，其包含運作應用程式所需的代碼、運作時、庫、環境變量和配置檔案，容器是鏡像的運作時執行個體。
- 五、安裝 Docker
- 1.指令行安裝
- 2.檢視版本
- 3.配置鏡像加速
- 4.安裝桌面端
- 六、快速開始
- 1.首先需要大緻了解一下我們将會用到的 11 個指令
- 2.建立項目
- 3.建立 Dockerfile
- 4.準備 Nginx 鏡像
- 5.配置鏡像
- 6.建構鏡像
- 7.運作容器
- 8.通路項目
- 9.釋出鏡像
- 七、正常操作
- 1.參數使用
- 八、最佳實踐
- 九、總結
輝煌的 Web 時代，應用變得越來越強大，與此同時也越來越複雜。叢集部署、隔離環境、灰階釋出以及動态擴容缺一不可，而容器化則成為中間的必要橋梁。
本文我們就來探索一下 Docker 的神秘世界，從零到一掌握 Docker 的基本原理與實踐操作。别再守着前端那一畝三分地，是時候該開疆擴土了。
我們将會圍繞下面幾點展開：
講個故事
虛拟機與容器
認識 Docker
核心概念
安裝 Docker
快速開始
正常操作
最佳實踐 一、講個故事
為了更好的了解 Docker 是什麼，我們先來講個故事：
我需要蓋一個房子，于是我搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。一頓操作，終于把這個房子蓋好了。
結果，住了一段時間，心血來潮想搬到海邊去。這時候按以往的辦法，我隻能去海邊，再次搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子。
煩惱之際，跑來一個魔法師教會我一種魔法。這種魔法可以把我蓋好的房子複制一份，做成「鏡像」，放在我的背包裡。
黑魔法
等我到了海邊，就用這個「鏡像」，複制一套房子，拎包入住。
是不是很神奇？對應到我們的項目中來，房子就是項目本身，鏡像就是項目的複制，背包就是鏡像倉庫。如果要動态擴容，從倉庫中取出項目鏡像，随便複制就可以了。Build once，Run anywhere!
不用再關注版本、相容、部署等問題，徹底解決了「上線即崩，無休止建構」的尴尬。
二、虛拟機與容器
開始之前，我們來做一些基礎知識的儲備：
1.虛拟機：虛拟化硬體
虛拟機 Virtual Machine 指通過軟體模拟的具有完整硬體系統功能的、運作在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。在實體計算機中能夠完成的工作在虛拟機中都能夠實作。
在計算機中建立虛拟機時，需要将實體機的部分硬碟和記憶體容量作為虛拟機的硬碟和記憶體容量。每個虛拟機都有獨立的 CMOS、硬碟和作業系統，可以像使用實體機一樣對虛拟機進行操作。在容器技術之前，業界的網紅是虛拟機。
虛拟機技術的代表，是 VMWare 和 OpenStack。更多請參看：
https://baike.baidu.com/item/%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA/104440?fr=aladdin
2.容器：将作業系統層虛拟化，是一個标準的軟體單元
随處運作：容器可以将代碼與配置檔案和相關依賴庫進行打包，進而確定在任何環境下的運作都是一緻的。
高資源使用率：容器提供程序級的隔離，是以可以更加精細地設定 CPU 和記憶體的使用率，進而更好地利用伺服器的計算資源。
快速擴充：每個容器都可作為單獨的程序予以運作，并且可以共享底層作業系統的系統資源，這樣一來可以加快容器的啟動和停止效率。
3.差別與聯系
虛拟機雖然可以隔離出很多「子電腦」，但占用空間更大，啟動更慢。虛拟機軟體可能還要花錢，例如VMWare；
容器技術不需要虛拟出整個作業系統，隻需要虛拟一個小規模的環境，類似「沙箱」；
運作空間，虛拟機一般要幾 GB 到 幾十 GB 的空間，而容器隻需要 MB 級甚至 KB 級；
我們來看一下對比資料：
與虛拟機相比，容器更輕量且速度更快，因為它利用了 Linux 底層作業系統在隔離的環境中運作。虛拟機的 Hypervisor 建立了一個非常牢固的邊界，以防止應用程式突破它，而容器的邊界不那麼強大。
實體機部署不能充分利用資源，造成資源浪費。虛拟機方式部署，虛拟機本身會占用大量資源，導緻資源浪費，另外虛拟機性能也很差。而容器化部署比較靈活，且輕量級，性能較好。
虛拟機屬于虛拟化技術，而 Docker 這樣的容器技術，屬于輕量級的虛拟化。
三、認識 Docker
1.什麼是Docker?
概念:
Docker 是一個開源的應用容器引擎，讓開發者可以打包他們的應用以及依賴包到一個可移植的容器中，然後釋出到任何流行的 Linux 機器上，也可以實作虛拟化。容器是完全使用沙箱機制，互相之間不會有任何接口。
Docker 技術的三大核心概念，分别是：鏡像 Image、容器 Container、倉庫 Repository。
2.Docker 輕量級的原因？
相信你也會有這樣的疑惑：為什麼 Docker 啟動快？如何做到和主控端共享核心？
當我們請求 Docker 運作容器時，Docker 會在計算機上設定一個資源隔離的環境。然後将打包的應用程式和關聯的檔案複制到 Namespace 内的檔案系統中，此時環境的配置就完成了。之後 Docker 會執行我們預先指定的指令，運作應用程式。
鏡像不包含任何動态資料，其内容在建構之後也不會被改變。
四、核心概念
1.Build, Ship and Run（搭建、運輸、運作）；
2.Build once, Run anywhere（一次搭建，處處運作）；
3.Docker 本身并不是容器，它是建立容器的工具，是應用容器引擎；
4.Docker 三大核心概念，分别是：鏡像 Image，容器 Container、倉庫 Repository；
5.Docker 技術使用 Linux 核心和核心功能（例如 Cgroups 和 namespaces）來分隔程序，以便各程序互相獨立運作。
6.由于 Namespace 和 Cgroups 功能僅在 Linux 上可用，是以容器無法在其他作業系統上運作。那麼 Docker 如何在 macOS 或 Windows 上運作？ Docker 實際上使用了一個技巧，并在非 Linux 作業系統上安裝 Linux 虛拟機，然後在虛拟機内運作容器。
7.鏡像是一個可執行包，其包含運作應用程式所需的代碼、運作時、庫、環境變量和配置檔案，容器是鏡像的運作時執行個體。
五、安裝 Docker
1.指令行安裝
Homebrew 的 Cask 已經支援 Docker for Mac，是以可以很友善的使用 Homebrew Cask 來進行安裝，執行如下指令：
brew cask install docker 更多安裝方式，請檢視官方文檔：
https://www.docker.com/get-started
2.檢視版本
docker -v 3.配置鏡像加速
設定 Docker Engine 寫入配置：
{
"registry-mirrors": [
"http://hub-mirror.c.163.com/",
"https://registry.docker-cn.com"
],
"insecure-registries":[],
"experimental": false,
"debug": true
} 4.安裝桌面端
Docker 桌面端
桌面端操作非常簡單，先去官網下載下傳。通過 Docker 桌面端，我們可以友善的操作：
clone：克隆一個項目
build：打包鏡像
run：運作執行個體
share：共享鏡像 好了，準備工作就緒，下面可以大展身手了！
六、快速開始
安裝完 Docker 之後，我們先打個實際項目的鏡像，邊學邊用。
1.首先需要大緻了解一下我們将會用到的 11 個指令
2.建立項目
為了快捷，我們直接使用Vue 腳手架建構項目：
vue create docker-demo
嘗試啟動一下：
yarn serve 通路位址：http://localhost:8080/。項目就緒，我們接着為項目打包：
yarn build 這時候，項目目錄下的 Dist 就是我們要部署的靜态資源了，我們繼續下一步。
需要注意：前端項目一般分兩類，一類直接 Nginx 靜态部署，一類需要啟動 Node 服務。本節我們隻考慮第一種。
3.建立 Dockerfile
cd docker-demo && 此時的項目目錄如下：
.
├── Dockerfile
├── README.md
├── babel.config.js
├── dist
├── node_modules
├── package.json
├── public
├── src
└── yarn.lock
可以看到我們已經在 docker-demo 目錄下成功建立了 Dockerfile 檔案。
4.準備 Nginx 鏡像
運作你的 Docker 桌面端，就會預設啟動執行個體，我們在控制台拉取 Nginx 鏡像：
docker pull nginx 控制台會出現如下資訊：
Using default tag: latest latest: Pulling from library/nginx 8559a31e96f4: Pull complete 8d69e59170f7: Pull complete 3f9f1ec1d262: Pull complete d1f5ff4f210d: Pull complete 1e22bfa8652e: Pull complete Digest: sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133 Status: Downloaded newer image for nginx:latest docker.io/library/nginx:latest
如果你出現這樣的異常，請确認 Docker 執行個體是否正常運作。
Cannot connect to the Docker daemon at unix:///var/run/docker.sock. Is the docker daemon running?
鏡像準備 OK，我們在根目錄建立 Nginx 配置檔案：
touch 寫入：
server {
listen 80;
server_name localhost;
#charset koi8-r;
access_log /var/log/nginx/host.access.log main;
error_log /var/log/nginx/error.log error;
location / {
root /usr/share/nginx/html;
index index.html index.htm;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root /usr/share/nginx/html;
}
} 5.配置鏡像
打開 Dockerfile ，寫入如下内容：
FROM nginx
COPY dist/ /usr/share/nginx/html/
COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf 我們逐行解釋一下代碼：
FROM nginx 指定該鏡像是基于 nginx:latest 鏡像而建構的；
COPY dist/ /usr/share/nginx/html/ 指令的意思是将項目根目錄下 dist 檔案夾中的所有檔案複制到鏡像中 /usr/share/nginx/html/ 目錄下；
COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf 将 default.conf 複制到 etc/nginx/conf.d/default.conf，用本地的 default.conf 配置來替換 Nginx 鏡像裡的預設配置。 6.建構鏡像
Docker 通過 build 指令來建構鏡像：
docker build -t jartto-docker-demo . 按照慣例，我們解釋一下上述代碼：
-t 參數給鏡像命名 jartto-docker-demo
. 是基于目前目錄的 Dockerfile 來建構鏡像 執行成功後，将會輸出：
Sending build context to Docker daemon 115.4MB
Step 1/3 : FROM nginx
---> 2622e6cca7eb
Step 2/3 : COPY dist/ /usr/share/nginx/html/
---> Using cache
---> 82b31f98dce6
Step 3/3 : COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
---> 鏡像制作成功！我們來檢視一下容器：
docker image ls | grep jartto-docker-demo
可以看到，我們打出了一個 133MB 的項目鏡像：
jartto-docker-demo latest 7df6efaf9592 About a minute ago 133MB 鏡像也有好壞之分，後續我們将介紹如何優化，這裡可以先暫時忽略。
7.運作容器
docker run -d -p 3000:80 --name docker-vue jartto-docker-demo 這裡解釋一下參數：
-d 設定容器在背景運作
-p 表示端口映射，把本機的 3000 端口映射到 container 的 80 端口（這樣外網就能通過本機的 3000 端口通路了
--name 設定容器名 docker-vue
jartto-docker-demo 是我們上面建構的鏡像名字 補充一點：
在控制台，我們可以通過 docker ps 檢視剛運作的 Container 的 ID：
docker ps 控制台會輸出：
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES ab1375befb0b jartto-docker-demo "/docker-entrypoint.…" 8 minutes ago Up 7 minutes 0.0.0.0:3000->80/tcp docker-vue 如果你使用桌面端，那麼打開 Docker Dashboard 就可以看到容器清單了，如下圖：
8.通路項目
因為我們映射了本機 3000 端口，是以執行：
curl -v -i localhost:3000 或者打開浏覽器，通路：localhost:3000
9.釋出鏡像
如果你想為社群貢獻力量，那麼需要将鏡像釋出，友善其他開發者使用。
釋出鏡像需要如下步驟：
登陸 [dockerhub](https://hub.docker.com)，新增賬號；
指令行執行 docker login，之後輸入我們的賬号密碼，進行登入；
推送鏡像之前，需要打一個 Tag，執行 docker tag <image> <username>/<repository>:<tag> 全流程結束，以後我們要使用，再也不需要「搬石頭、砍木頭、畫圖紙、蓋房子」了，拎包入住。這也是 docker 獨特魅力所在。
七、正常操作
到這裡，恭喜你已經完成了 Docker 的入門項目！如果還想繼續深入，不妨接着往下看看。
1.參數使用
FROM：
#指定基礎鏡像，所有建構的鏡像都必須有一個基礎鏡像，且 FROM 指令必須是 Dockerfile 的第一個指令
FROM <image> [AS <name>] 指定從一個鏡像建構起一個新的鏡像名字
FROM <image>[:<tag>] [AS <name>] 指定鏡像的版本 Tag
示例：FROM mysql:5.0 AS database
MAINTAINER：
#鏡像維護人的資訊
MAINTAINER <name>
示例：MAINTAINER Jartto [email protected]
RUN：
#建構鏡像時要執行的指令
RUN <command>
示例：RUN [executable, param1, param2]
ADD：
#将本地的檔案添加複制到容器中去，壓縮包會解壓，可以通路網絡上的檔案，會自動下載下傳
ADD <src> <dest>
示例：ADD *.js /app 添加 js 檔案到容器中的 app 目錄下
COPY：
#功能和 ADD 一樣，隻是複制，不會解壓或者下載下傳檔案
CMD：
#啟動容器後執行的指令，和 RUN 不一樣，RUN 是在建構鏡像是要運作的指令
當使用 docker run 運作容器的時候，這個可以在指令行被覆寫
示例：CMD [executable, param1, param2]
ENTRYPOINT：
#也是執行指令，和 CMD 一樣，隻是這個指令不會被指令行覆寫
ENTRYPOINT [executable, param1, param2]
示例：ENTRYPOINT [donnet, myapp.dll]
LABEL：
#為鏡像添加中繼資料，key-value 形式
LABEL <key>=<value> <key>=<value> ...
示例：LABEL version=1.0 description=這是一個web應用
ENV：
#設定環境變量，有些容器運作時會需要某些環境變量
ENV <key> <value> 一次設定一個環境變量
ENV <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> 設定多個環境變量
示例：ENV JAVA_HOME /usr/java1.8/
EXPOSE：
#暴露對外的端口（容器内部程式的端口，雖然會和主控端的一樣，但是其實是兩個端口）
EXPOSE <port>
示例：EXPOSE 80
容器運作時，需要用 -p 映射外部端口才能通路到容器内的端口
VOLUME：
#指定資料持久化的目錄，官方語言叫做挂載
VOLUME /var/log
#指定容器中需要被挂載的目錄，會把這個目錄映射到主控端的一個随機目錄上，實作資料的持久化和同步
VOLUME [/var/log,/var/test.....]
#指定容器中多個需要被挂載的目錄，會把這些目錄映射到主控端的多個随機目錄上，實作資料的持久化和同步
VOLUME /var/data var/log
#指定容器中的 var/log 目錄挂載到主控端上的 /var/data 目錄，這種形式可以手動指定主控端上的目錄
WORKDIR：
#設定工作目錄，設定之後 ，RUN、CMD、COPY、ADD 的工作目錄都會同步變更
WORKDIR <path>
示例：WORKDIR /app/test
USER：
#指定運作指令時所使用的使用者，為了安全和權限起見，根據要執行的指令選擇不同使用者
USER <user>:[<group>]
示例：USER test
ARG：
#設定建構鏡像是要傳遞的參數
ARG <name>[=<value>]
ARG name=sss 更多操作，請移步官方使用文檔：
https://docs.docker.com/ 八、最佳實踐
在掌握 Docker 正常操作之後，我們很容易就可以打出自己想要的項目鏡像。然而不同的操作打出的鏡像也是千差萬别。
究竟是什麼原因導緻鏡像差異，我們不妨繼續探索。
以下是在應用 Docker 過程中整理的最佳實踐，請盡量遵循如下準則：
Require 明确：需要什麼鏡像
步驟精簡：變化較少的 Step 優先
版本明确：鏡像命名明确
說明文檔：整個鏡像打包步驟可以重制 推薦如下兩篇文章：
https://www.docker.com/blog/intro-guide-to-dockerfile-best-practices/
https://docs.docker.com/develop/develop-images/dockerfile_best-practices/