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分享轻量化的业务部署 -- Docker指北
| 这个作业属于哪个课程 | 2302软件工程社区 |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | 软件工程实践总结&个人技术博客 |
| 这个作业的目标 | 个人技术总结 |
| 其他参考文献 | 《构建之法》 |
目录
目录
- 目录
- 技术概述
- 技术详述
- Docker的基本构成
- Docker安装
- Docker命令
- 帮助命令
- 镜像命令
- 容器命令
- Docker镜像
- 镜像是什么
- Docker镜像加载原理
- 分层理解
- commit镜像
- 容器数据卷
- 什么是容器数据卷
- 使用数据卷
- 具名挂载/匿名挂载
- Dockerfile
- DockerFile介绍
- DockerFile构建过程
- DockerFile指令
- 一个Dockerfile样例
- docker compose
- 安装docker compose
- docker-compose.yml文件样例
- 如何使用
- 问题和解决过程
- 网络通信问题
- 总结
- 参考文献/博客
技术概述
Docker是一种容器化技术，用于打包、部署和运行应用程序。同时也是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的镜像中，然后发布到任何流行的Linux或Windows操作系统的机器上，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。它在需要快速部署、跨平台运行和隔离环境的情况下使用。学习Docker可提高开发效率和部署一致性。难点包括镜像构建、容器网络配置和资源管理。
技术详述
Docker的基本构成
镜像(image)：
docker镜像好比一个模板，开源通过这个模板来创建容器服务，tomcat镜像 ===> run ===> tomcat01容器（提供服务器），通过这个镜像开源创建多个容器
容器(container)：
Docker利用容器技术，独立运行一个或一个组应用，通过镜像来创建。
启动，停止，删除，基本命令
目前就可以把这个容器理解为一个建议的linux系统
仓库(repository)：
仓库就是存放镜像的地方
仓库分为公有仓库和私有仓库
Docker Hub是国外的，需要配置镜像加速
Docker安装
环境准备
1、需要一点linux基础
2、CentOs 7
3、使用SSH工具连接远程服务器
环境查看
使用uname -r命令，查看系统内核版本，系统内核版本在3.10以上就可以使用Docker了
正式安装Docker
卸载老版本Docker
yum remove docker docker-common container-selinux docker-selinux docker-engine更新yum
yum update安装 yum-utils，它提供了 yum-config-manager，可用来管理yum源
yum install -y yum-utils添加yum源
yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo更新索引
yum makecache fast安装docker
获取rpm
wget https://download.docker.com/linux/centos/7/x86_64/edge/Packages/containerd.io-1.2.6-3.3.el7.x86_64.rpm安装
yum -y install containerd.io-1.2.6-3.3.el7.x86_64.rpmyum install -y docker-ce
启动docker
systemctl start docker测试是否成功
docker --version
感受Docker
如果你之前没有用过docker，你可以使用docker run hello-world命令，快速拉取并运行一个官方提供的hello-world镜像体验一下，或许你能初步感受到docker的便捷。
Docker命令
帮助命令
$ docker version # 显示docker版本信息
$ docker info # 显示docker的系统信息(包括镜像和容器信息)
$ docker 命令 --help # 万能命令 (基本docker中的什么命令，在后面加上--help都能够查看更加详细的参数和说明,最常用的命令)
帮助文档：Docker run reference | Docker Documentation
镜像命令
docker的基础是一个类似于一个操作系统的镜像。我们可以通过docker镜像命令对镜像进行一些操作。以下操作的结果就不做详细说明了，只简单列出命令和他的作用。
$ docker images # 查看所有本地主机上的镜像
$ docker search mysql # 搜索镜像 (默认从dockerhub官方镜像仓库中搜索)
$ docker pull mysql # 拉取镜像 (默认从dockerhub官方镜像仓库中拉取)
$ docker rmi -f 容器id [容器id 容器id 容器id .....] #删除指定镜像
$ docker rmi -f $(docker images -aq) #删除所有镜像
容器命令
tips：有了镜像才可以创建容器
接下来我们下载一个centos来测试学习
docker pull centos
新建容器并启动
docker run [可选参数] image
# 参数说明
--name="Name" # 容器名字
-d # 以后台方式运行
-it # 使用交互方式运行(可进入容器查看)
-p # 指定容器端口 -p 8080:8080
-p ip:主机端口:容器端口
-p 主机端口:容器端口 # 常用！
-p 容器端口
容器端口
-P # 随机指定端口
# 测试 启动并进入容器
[root@Lear /]# docker run -it centos /bin/bash
[root@73efe585932d /]# ls # 查看容器内的centos，很多版本，内部命令不完善
bin dev etc home lib lib64 lost+found media mnt opt proc root run sbin srv sys tmp usr var
# 从容器中退回主机
[root@73efe585932d /]# exit
exit
其他容器命令
$ docker ps // 列出所有容器
-a # 列出当前正在运行的容器+历史运行过的容器
-n=? # 显示最近创建的容器(显示个数)
-q # 只显示容器id
$ exit # 停止容器并退出
ctrl + P + Q # 退出但容器不停止运行
$ docker rm 容器id # 删除指定容器
$ docker rm -f $(docker ps -aq) # 删除所有容器
$ docker ps -a -q|xargs docker rm # 删除所有的容器
$ docker start 容器id # 启动容器
$ docker restart 容器id # 重启容器
$ docker stop 容器id # 停止当前正在运行的容器
$ docker kill 容器id # 强制停止当前容器
$ docker logs -f -t --tail 显示行数 容器id # 查看日志
$ docker top 容器id # 查看容器进程信息
$ docker inspect 容器id # 查看镜像元数据
# 进入正在运行的容器 (/bin/bash不行就改为sh)
$ docker exec -it 容器id /bin/bash # 进入容器后开启一个新的终端
$ docker attach 容器id /bin/bash # 进入正在执行的命令行
$ docker cp 容器id:容器内路径 目的主机路径 # 从容器拷贝文件
Docker镜像
镜像是什么
镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量、配置文件。
所有的应用直接打包为镜像，即可直接跑起来
如何获取镜像：
- 远程仓库拉取
- 加载已有文件
- 自己制作DockerFile
Docker镜像加载原理
UnionFS(联合文件系统)
联合文件系统（UnionFS）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。联合文件系统是 Docker 镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像。
特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来只能看到一个文件系统。联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。
镜像加载原理
Docker的镜像实际由一层一层的文件系统组成：
bootfs（boot file system）主要包含bootloader和kernel。bootloader主要是引导加载kernel，完成后整个内核就都在内存中了。此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，系统卸载bootfs。可以被不同的Linux发行版公用。
rootfs（root file system），包含典型Linux系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同操作系统发行版（Ubuntu，Centos等）。因为底层直接用Host的kernel，rootfs只包含最基本的命令，工具和程序就可以了。
分层理解
所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的容器层。
容器在启动时会在镜像最外层上建立一层可读写的容器层（R/W），而镜像层是只读的（R/O）。
commit镜像
docker commit # 提交容器为一个新的副本
# 和git类似
docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]
可以将自己diy的容器打包为一个镜像
容器数据卷
什么是容器数据卷
如果数据都在容器中，删除容器 -> 数据丢失
所以我们有时需要将容器内的数据同步到宿主机上。
容器数据卷：即一种容器间数据共享技术
简单来说，就是将容器内的目录挂载在宿主机上
也就是容器的持久化和同步操作，容器间也可以数据共享
使用数据卷
直接使用命令挂载 -v
docker run -it -v 主机目录:容器内目录
# 测试
docker run -it -v /home/ceshi:/home centos /bin/bash
# 查看是否挂载成功
docker inspect 容器id
具名挂载/匿名挂载
# 匿名挂载
-v 容器内路径
docker run -d -P --name nginx01 -v /etc/nginx nginx
# 查看所有的 volume 情况
docker volume ls
# 具名挂载
docker run -d -P --name nginx02 -v juming-nginx:/etc/nginx nginx
所有的docker容器内的卷，在没有指定目录的情况下都是在/var/lib/docker/volumes/xxxx/_data
通过具名挂载可以方便的找到一个卷，大多数使用具名挂载
Dockerfile
DockerFile介绍
DockerFIle 就是构建 docker 镜像的构建文件！本质是一个命令脚本，用于生成镜像。
构建步骤:
- 编写一个 dockerfile 文件
- docker build 构建成为一个镜像
- docker run 运行镜像
- docker push 发布镜像 (DockerHub、阿里云镜像仓库)
查看centos官方镜像学习
dockerhub上的镜像90%都源自 scratch
官方镜像都是基础包，缺少很多功能，我们通常构建自己的镜像使用
DockerFile构建过程
基础知识:
1、每个保留关键字(指令)都必须是大写字母
2、从上到下顺序执行
3、#表示注释
4、每一个指令都会创建提交一个新的镜像层并提交
dockerfile是面向开发的，以后要发布项目，做镜像，就需要编写dockerfile
docker镜像逐渐成为企业交付的标准，必须要掌握
步骤：开发、部署、上线、运维。。。
DockerFile : 构建文件，定义了一切的步骤，源代码
DockerImages : 通过 DockerFile 构建生成的镜像 (最终要发布和运行的产品)
Docker容器 : 容器就是镜像运行起来提供服务的
DockerFile指令
FROM # 基础镜像 (一切从这里开始构建) (一般用centos)
MAINTAINER # 镜像是谁写的 (姓名+邮箱)
RUN # 镜像构建时需要运行的命令
ADD # 步骤：添加内容(比如说jdk压缩包)
WORKDIR # 镜像工作目录
VOLUME # 挂载目录
EXPOSE # 暴露端口
CMD # 指定容器启动时运行的命令 (只有最后一个会生效，可被替代)
ENTRYPOINT # 指定容器启动时运行的命令 (可以追加命令)
ONBUILD # 当构建一个被继承 DockerFile 这个时候会执行 ONBUILD 的命令
COPY # 类似ADD命令 将文件拷贝到镜像中
ENV # 构建时设置环境变量
一个Dockerfile样例
FROM openjdk:17-jdk-alpine as builder
LABEL author="lear" \
email="362664609@qq.com"
ADD ./noop-gateway-*.jar /app.jar
RUN sh -c 'touch /app.jar'
EXPOSE 10001
CMD ["--server.port=10001"]
ENV JAVA_OPTS="-server -Xms256m -Xmx256m"
#ENTRYPOINT ["java", "-jar","/app.jar"]
ENTRYPOINT exec java ${JAVA_OPTS} -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom -jar /app.jar
docker compose
docker compose简单来说就是一个docker的插件，可以支持高效地管理、定义多个容器。
也可以说他是一种脚本的写法，通过docker-compose.yml脚本来管理、定义多个容器的网络、挂载、命令、环境等等操作。
当你在苦恼于如何同时运行多个容器，比如mysql和你的业务服务时，或许你需要学习docker compose。
安装docker compose
$ curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.29.2/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose // 下载github上的release
$ chmod +x /usr/local/bin/docker-compose // 给文件授权
$ docker-compose -v // 测试是否安装成功
docker-compose.yml文件样例
（是我们软工实践项目中生产环境的容器管理）
version: "3"
services:
# nacos
nacos:
image: nacos/nacos-server:v2.2.0
hostname: nacos-server
restart: always
container_name: noop-nacos
environment:
- PREFER_HOST_MODE=hostname
- MODE=standalone
- JVM_XMS=128m
- JVM_XMX=128m
- JVM_XMN=64m
privileged: true
ports:
- "18848:8848"
- "19848:9848"
- "19849:9849"
# mysql
mysql:
container_name: noop-mysql
hostname: mysql-server
restart: always
image: mysql:5.7
environment:
TZ: Asia/Shanghai
MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123456
MYSQL_ROOT_HOST: '%'
ports:
- "13306:3306"
volumes:
- ./data/config-init/sql/init.sql:/docker-entrypoint-initdb.d/init.sql
- ./data/mysql/:/var/lib/mysql/
command:
[
--character-set-server=utf8mb4,
--collation-server=utf8mb4_unicode_ci
]
# redis
redis:
image: "library/redis:alpine"
environment:
- TZ=Asia/Shanghai
ports:
- "16379:6379"
command: redis-server --requirepass 123456
restart: always
如何使用
使用起来非常简单，只需要编写好docker-compose.yml脚本，然后通过docker-conpose up命令就能一键启动所有容器了，使用--build参数可以使发生百变的镜像重新build，-d参数可以让你在后台启动这些容器。
问题和解决过程
网络通信问题
- 描述
- 众所周知，在同一个docker网络下的容器可以通过容器名来互相进行内网通信。但是在两个不同docker-compose文件中进行通信存在一些困难
- 解决方法
- 在外部定义了一个docker network，并且让两个docker compose指定使用外部network，并且辅以.env环境变量文件进行辅助。
总结
Docker就像是一个魔法盒子，可以帮助开发人员把软件打包成一个小容器，方便在不同地方快速运行。学习Docker就像学会了一种魔法技能，可以让开发更快更顺利。在工作中，掌握Docker技术就像有了一把神奇的钥匙，可以打开更多便利和效率的大门。
在当下的大多数开发工作中，我们项目交付也不可或缺地要学习docker技术，docker现在不仅仅是运维需要学习的必备技术了，更是每一个开发需要掌握的技术之一。
参考文献/博客
【狂神说Java】Docker最新超详细版教程通俗易懂 - 当初学习Docker时候的入门视频，比较简单，跟着学很快能学会
...全文
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