# Docker 学习笔记
# Why & What
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，旷日费时。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，把原始环境一模一样地复制过来。
于是，为了解决这个问题，先后出现了下面的解决方案
- 虚拟机
- Linux 容器
- Docker
# 虚拟机
很多人想到，可以使用虚拟机来解决问题
虚拟机（virtual machine）就是带环境安装的一种解决方案。它可以在一种操作系统里面运行另一种操作系统，
但虚拟机的缺点非常明显
- 资源占用多，虚拟机会独占一部分内存和硬盘空间。它运行的时候，其他程序就不能使用这些资源了。哪怕虚拟机里面的应用程序，真正使用的内存只有 1MB，虚拟机依然需要几百 MB 的内存才能运行。
- 冗余步骤多，虚拟机是完整的操作系统，一些系统级别的操作步骤，往往无法跳过，比如用户登录。
- 启动慢，启动操作系统需要多久，启动虚拟机就需要多久。可能要等几分钟，应用程序才能真正运行。
# Linux 容器
由于虚拟机存在这些缺点，Linux 发展出了另一种虚拟化技术：Linux 容器（Linux Containers，缩写为 LXC）。
Linux 容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。或者说，在正常进程的外面套了一个保护层。对于容器里面的进程来说，它接触到的各种资源都是虚拟的，从而实现与底层系统的隔离。
容器有点像轻量级的虚拟机，能够提供虚拟化的环境，但是成本开销小得多。
Linux 容器的优点如下
- 启动快，容器里面的应用，直接就是底层系统的一个进程，而不是虚拟机内部的进程。所以，启动容器相当于启动本机的一个进程，而不是启动一个操作系统，速度就快很多。
- 资源占用少，容器只占用需要的资源，不占用那些没有用到的资源；虚拟机由于是完整的操作系统，不可避免要占用所有资源。
- 体积小，容器只要包含用到的组件即可，而虚拟机是整个操作系统的打包，所以容器文件比虚拟机文件要小很多。
# Docker
Docker 属于 Linux 容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口。它是目前最流行的 Linux 容器解决方案。
Docker 将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里面。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行，就好像在真实的物理机上运行一样。有了 Docker，就不用担心环境问题。
总体来说，Docker 的接口相当简单，用户可以方便地创建和使用容器，把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改，就像管理普通的代码一样。
# How
# 安装
首先，下载 Docker
桌面版：https://www.docker.com/products/docker-desktop
服务器版：https://docs.docker.com/engine/install/#server
如果报 WLS2 的错误，下载并安装 WLS2 即可
下载链接：https://wslstorestorage.blob.core.windows.net/wslblob/wsl_update_x64.msi
安装完毕后即可打开
并且可以在命令行调用 docker 命令
# docker 版本 | |
docker -v |
# 运行结果 | |
PS F:\LearnSpaces\Docker> docker -v | |
Docker version 20.10.16, build aa7e414 |
# 使用 Image
**Docker 把应用程序及其依赖，打包在 image 文件里面。** 只有通过这个文件，才能生成 Docker 容器。image 文件可以看作是容器的模板。 Docker 根据 image 文件生成容器的实例。同一个 image 文件，可以生成多个同时运行的容器实例。
image 是二进制文件。实际开发中，一个 image 文件往往通过继承另一个 image 文件，加上一些个性化设置而生成。举例来说，你可以在 Ubuntu 的 image 基础上，往里面加入 Apache 服务器，形成你的 image 。
image 文件是通用的，一台机器的 image 文件拷贝到另一台机器，照样可以使用。一般来说，为了节省时间，我们应该尽量使用别人制作好的 image 文件，而不是自己制作。即使要定制，也应该基于别人的 image 文件进行加工，而不是从零开始制作。
为了方便共享，image 文件制作完成后，可以上传到网上的仓库。Docker 的官方仓库 Docker Hub 是最重要、最常用的 image 仓库。此外，出售自己制作的 image 文件也是可以的。
# 列出本机的所有 image 文件。 | |
docker image ls | |
# 删除 image 文件 | |
docker image rm [imageName] |
运行结果
PS F:\LearnSpaces\Docker> docker image ls | |
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE | |
koa-demo-app latest f8b3e2dfd9c5 14 hours ago 676MB | |
redis latest 53aa81e8adfa 12 days ago 117MB | |
mysql oracle a6664c768aba 2 weeks ago 444MB | |
node 12.22.6 d9bd070812db 8 months ago 918MB | |
hello-world latest feb5d9fea6a5 8 months ago 13.3kB | |
nobetasena/hello-world 0.0.1 feb5d9fea6a5 8 months ago 13.3kB |
# 下载 Image
# 将 image 文件从仓库抓取到本地。 | |
# docker image pull 是抓取 image 文件的命令。 | |
# library/hello-world 是 image 文件在仓库里面的位置，其中 library 是 image 文件所在的组，hello-world 是 image 文件的名字。 | |
# 由于 Docker 官方提供的 image 文件，都放在 library 组里面，所以它的是默认组，可以省略。因此，上面的命令可以写成下面这样。 | |
docker image pull library/hello-world |
下载完成后，可以通过 docker image ls 或者 Destop GUI 看到这个 image
# 运行 Image
注意，
docker container run命令具有自动抓取 image 文件的功能。如果发现本地没有指定的 image 文件，就会从仓库自动抓取。因此，前面的docker image pull命令并不是必需的步骤。
# 以 image 文件为模板，生成一个正在运行的容器实例 | |
docker container run hello-world | |
# 对于那些不会自动终止的容器，必须使用 docker container kill 命令手动终止 | |
# containID 可以使用 docker container ls 命令查询 | |
docker container kill [containID] |
运行结果如下
# 输出这段提示以后，hello world 就会停止运行，容器自动终止。 | |
PS F:\LearnSpaces\Docker> docker -v | |
Docker version 20.10.16, build aa7e414 | |
PS F:\LearnSpaces\Docker> docker container run hello-world | |
Hello from Docker! | |
This message shows that your installation appears to be working correctly. |
# 发布 Image
容器运行成功后，就确认了 image 文件的有效性。这时，我们就可以考虑把 image 文件分享到网上，让其他人使用。
发布过程如下
第一步，去 hub.docker.com 或 cloud.docker.com 注册一个账户，注册完毕后登录
第二步，在 Docker Desktop 上登录
第三步，为本地的 image 标注用户名和版本
# docker 命令 | |
docker image tag [imageName] [username]/[repository]:[tag] | |
# 比如说 | |
docker image tag hello-world nobetasena/hello-world-app:0.0.1 |
第四步，发布 image 文件。
# 调用 push 命令发布 | |
docker image push [username]/[repository]:[tag] | |
# 比如说 | |
docker image push nobetasena/hello-world-app:0.0.1 |
效果如下
# 使用 Container
image 文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为容器文件。
也就是说，一旦容器生成，就会同时存在两个文件： image 文件和容器文件。而且关闭容器并不会删除容器文件，只是容器停止运行而已。
# 查询所有的 container
# 列出本机正在运行的容器 | |
docker container ls | |
# 列出本机所有容器，包括终止运行的容器 | |
docker container ls --all |
运行结果如下
# 运行 container
docker container run命令是新建容器，每运行一次，就会新建一个容器。同样的命令运行两次，就会生成两个一模一样的容器文件。如果希望重复使用容器，就要使用
docker container start命令，它用来启动已经生成、已经停止运行的容器文件。
docker container run 用于创建容器并执行
# 运行 koa-demo（这个名字是 image 文件的名字，如果有标签，还需要提供标签，默认是 latest 标签） | |
docker container run koa-demo | |
# 运行停止后自动删除容器文件 | |
docker container run --rm koa-demo | |
# 指定更多参数 | |
# -p 参数：容器的 3000 端口映射到本机的 8000 端口。 | |
# -it 参数：容器的 Shell 映射到当前的 Shell，然后你在本机窗口输入的命令，就会传入容器。 | |
# /bin/bash：容器启动以后，内部第一个执行的命令。这里是启动 Bash，保证用户可以使用 Shell。 | |
docker container run -p 8000:3000 -it koa-demo:0.0.1 /bin/bash |
docker container start 用于重复使用容器
# 重新启动容器 | |
docker container start [containerID] |
# 停止 container
# 在本机的另一个终端窗口，查出容器的 ID | |
docker container ls | |
# 停止指定的容器运行 | |
docker container kill [containerID] |
当然，你也可以直接在 GUI 里停止 container
或者，你可以使用 stop 来代替 kill
# 停止 container | |
docker container stop [containerID] |
前面的 docker container kill 命令终止容器运行，相当于向容器里面的主进程发出 SIGKILL 信号。而 docker container stop 命令也是用来终止容器运行，相当于向容器里面的主进程发出 SIGTERM 信号，然后过一段时间再发出 SIGKILL 信号。
这两个信号的差别是，应用程序收到 SIGTERM 信号以后，可以自行进行收尾清理工作，但也可以不理会这个信号。如果收到 SIGKILL 信号，就会强行立即终止，那些正在进行中的操作会全部丢失。
# 进入命令行
docker container exec 命令用于进入一个正在运行的 docker 容器。如果 docker run 命令运行容器的时候，没有使用 -it 参数，就要用这个命令进入容器。一旦进入了容器，就可以在容器的 Shell 执行命令了。
docker container logs 命令用来查看 docker 容器的输出，即容器里面 Shell 的标准输出。如果 docker run 命令运行容器的时候，没有使用 -it 参数，就要用这个命令查看输出。
# 查看容器的输出 | |
docker container logs [containerID] | |
# 进入正在运行的 docker 容器 | |
docker container exec -it [containerID] /bin/bash |
# Dockerfile 文件
Dockerfile文件。它是一个文本文件，用来配置 image，而 Docker 根据 该文件生成二进制的 image 文件Dockerfile 文档
简单来说，Dockerfile 用于制作自己的镜像文件 (image)
接下来，我们用一个项目来演示如何使用 Dockerfile
# 下载测试项目
示例项目代码：https://github.com/gzyunke/test-docker
这是一个 Nodejs + Koa2 写的 Web 项目，提供了简单的两个演示页面。
软件依赖：nodejs
项目依赖库：koa、log4js、koa-router
# 下载代码 | |
git clone https://github.com/gzyunke/test-docker |
# 编写相关文件
首先，在项目的根目录下，新建一个文本文件 .dockerignore ，写入下面的内容
上面代码表示，这三个路径要排除，不要打包进入 image 文件。如果你没有路径要排除，这个文件可以不新建。
node_modules
Dockerfile
.git
.idea
然后，在项目的根目录下，新建一个文本文件 Dockerfile ，写入下面的内容
# 该 image 文件继承官方的 node image，冒号表示标签，这里标签是 11，即 11 版本的 node。 | |
FROM node:11 | |
# 复制代码 | |
# 将当前目录下的所有文件（除了.dockerignore 排除的路径），都拷贝进入 image 文件的 /app 目录。 | |
ADD . /app | |
# 指定接下来的工作路径为 /app | |
WORKDIR /app | |
# 在 /app 目录下，运行 npm install 命令安装依赖。注意，安装后所有的依赖，都将打包进入 image 文件 | |
RUN npm install --registry=https://registry.npm.taobao.org | |
# 将容器 8080 端口暴露出来， 允许外部连接这个端口 | |
EXPOSE 8080 | |
# CMD 指令只能一个，是容器启动后执行的命令，算是程序的入口。 | |
# 如果还需要运行其他命令可以用 && 连接，也可以写成一个 shell 脚本去执行。 | |
# 例如 CMD cd /app && ./start.sh | |
CMD node app.js |
# 创建 image 文件
有了 Dockerfile 文件以后，就可以使用 docker build 命令创建 image 文件了
# 创建 image | |
# test-docker-app 是要生成 image 名称 | |
# 那个。是用来指定 Dockerfile 的文件路径的 | |
docker image build -t test-docker-app . |
运行成功的效果如下
# 运行 Image 文件
docker container run 命令会从 image 文件生成容器。
命令参考文档：https://docs.docker.com/engine/reference/run/
# -p 参数：容器的 8080 端口映射到本机的 9000 端口。 | |
# -d 参数：后台运行 | |
# -it 参数：容器的 Shell 映射到当前的 Shell，然后你在本机窗口输入的命令，就会传入容器。 | |
# test-docker-app：image 文件的名字（如果有标签，还需要提供标签，默认是 latest 标签）。 | |
# test-docker-app-container：container 文件的名字 | |
docker run -p 9000:8080 -it -d --name test-docker-app-container test-docker-app |
运行效果如下
# 命令行输出 | |
PS F:\LearnSpaces\Docker\test-docker> docker run -p 9000:8080 -it -d --name test-docker-app-container test-docker-app | |
ea8bb9b90376e82a8dc7411345f022d83697b5e02c0f86b42a6dbae9b4559563 |
浏览器效果
# Compose
Docker 是一个容器工具，提供虚拟环境。
站在 Docker 的角度，软件就是容器的组合：业务逻辑容器、数据库容器、储存容器、队列容器......Docker 使得软件可以拆分成若干个标准化容器，然后像搭积木一样组合起来。
# Why Compose
比如说，如果你要创建一个 Wordpress 应用，你需要为 Wordpress 和 mysql 分别创建不同的 image 并关联他们
# 新建并启动 MySQL 容器 | |
docker container run \ | |
-d \ | |
--rm \ | |
--name wordpressdb \ | |
--env MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \ | |
--env MYSQL_DATABASE=wordpress \ | |
mysql:5.7 | |
# 基于官方的 WordPress image，新建并启动 WordPress 容器 | |
# 并在启动时设置和数据库的关联 | |
docker container run \ | |
-d \ | |
--rm \ | |
--name wordpress \ | |
--env WORDPRESS_DB_PASSWORD=123456 \ | |
--link wordpressdb:mysql \ | |
wordpress |
因此，Docker 提供了一种更简单的方法，来管理多个容器的联动（注意，我这里只有两个容器，所以可能不是很明显，真正的后台项目，可能需要五六个容器甚至更多，这时候一个个启动就非常麻烦了）。
# What Compose
Compose 是 Docker 公司推出的一个工具软件，可以管理多个 Docker 容器组成一个应用。你需要定义一个 YAML 格式的配置文件 docker-compose.yml ，写好多个容器之间的调用关系。然后，只要一个命令，就能同时启动 / 关闭这些容器。
# 启动所有服务 | |
$ docker-compose up | |
# 关闭所有服务 | |
$ docker-compose stop | |
# 删除容器文件 | |
$ docker-compose rm |
# How
# 安装
Mac 和 Windows 在安装 docker 的时候，会一起安装 docker compose。
可以用下面的命令测试
# 查看版本 | |
docker-compose -v |
# 使用
创建一个 docker-compose.yml 文件
version: '3.1' | |
services: | |
wordpress: | |
image: wordpress | |
restart: always | |
ports: | |
- 8080:80 | |
environment: | |
WORDPRESS_DB_HOST: db | |
WORDPRESS_DB_USER: exampleuser | |
WORDPRESS_DB_PASSWORD: examplepass | |
WORDPRESS_DB_NAME: exampledb | |
volumes: | |
- wordpress:/var/www/html | |
db: | |
image: mysql:5.7 | |
restart: always | |
environment: | |
MYSQL_DATABASE: exampledb | |
MYSQL_USER: exampleuser | |
MYSQL_PASSWORD: examplepass | |
MYSQL_RANDOM_ROOT_PASSWORD: '1' | |
volumes: | |
- db:/var/lib/mysql | |
volumes: | |
wordpress: | |
db: |
输入 docker-compose up 启动容器
docker-compose up |
效果如下
# 外部存储
外部存储可以用于建立容器外部到容器内部的映射
适用于下面的场景
- 想在外部文件里操作容器里的
mysql、nginx的配置 - 解决 Docker 运行后，我们改了项目代码不会立刻生效，需要重新
build和run的问题
# 分类
- Volumes：存储在 Docker Host 文件系统的一个路径下，这个路径是由 Docker 来进行管理，路径默认是 /var/lib/docker/volumes/，非 Docker 的进程不能去修改这个路径下面的文件，所以说 Volumes 是持久存储数据最好的一种方式。
- Bind mounts：可以存储在 Docker Host 文件系统的任何位置，它们甚至可能是重要的系统文件或目录，非 Docker 的进程或者 Docker 容器可能随时对其进行修改，存在潜在的安全风险。
- Tmpfs：只存储在 Docker Host 的系统内存中，不会写入到系统的文件系统中，不会持久存储。
# 挂载方式：Bind
这里我们新建一个项目
# 创建 vue3 项目 | |
npm init vite@latest vue3-app --template vue |
注意 vite 要开启网络访问
//vite 需要开启网络访问 | |
//vite.config.js 开启 host | |
export default defineConfig({ | |
plugins: [vue()], | |
server: { | |
host: '0.0.0.0', | |
}, | |
}); |
然后运行下面的命令
# -d: 以守护进程的方式让容器在后台运行，在这您之 前可能使用的是 pm2 来守护进程 | |
# -it: -i 和 - t 的缩写 告诉 Docker 容器保持标准输入流对容器开放，即使容器没有终端连接 | |
# --name: 将容器命名为 vue3app，这样访问和操作容 器等就不需要输入一大串的容器 ID | |
# --privileged: 让容器的用户在容器内能获取完全 root 权限 | |
# -p: 映射端口 | |
# node:12.22.6: 指定下载的 node 版本 | |
# /bin/bash -c "cd /app/vue2 && node -v && npm install && npm run serve": /bin/bash：是在让容器分配的虚拟终端以 bash 模式执行命令 | |
# -v F:\LearnSpaces\Docker\vue3-app:/app/vue：将主机的 vue3-app 目录 (命令行这里只能写绝对路径哈) 下的内容挂载到容器的目录 /app/vue 内，如果容器的指定目录有文件 / 文件夹，将被清空。挂载后，容器修改 /app/vue 目录的内容，也是在修改主机目录 F:\LearnSpaces\Docker\vue3-app 的内容 | |
# 参数 --volume（或简写为 - v）只能创建 bind mount | |
# docker run -it -d --name vue3app --privileged -p 9000:3000 -v F:\LearnSpaces\Docker\vue3-app:/app/vue node:12.22.6 /bin/bash -c "cd /app/vue && node -v && npm install && npm run dev" | |
docker run \ | |
-it \ | |
-d \ | |
--name vue3app \ | |
--privileged \ | |
-p 9000:3000 \ | |
-v F:\LearnSpaces\Docker\vue3-app:/app/vue \ | |
node:12.22.6 \ | |
/bin/bash -c "cd /app/vue && node -v && npm install && npm run dev" |
此时项目的效果如下
# 外部修改映射到 container
这时我们删一点代码
然后打开控制台，进入 container
# 进入控制台 | |
docker container exec -it c873b62f8d78 /bin/bash | |
# 列出文件列表 | |
ls | |
# 输出文件内容 | |
cat ./app/vue/src/components/HelloWorld.vue |
可以看到，文件内容已经被更改了
这时我们重启一下容器（因为 vite 没观测到文件更新，我也不知道为什么），就可以看到页面更新了
# container 修改映射到外部
使用以下命令测试
# 创建 index.css | |
touch ./app/vue/index.css | |
# 编辑文件 | |
cat >> ./app/vue/index.css |
效果如下
# 挂载方式：Volume
待补
# 参考
docker 快速入门：https://docker.easydoc.net/doc/81170005/cCewZWoN/lTKfePfP
docker 入门教程：https://www.ruanyifeng.com/blog/2018/02/docker-tutorial.html
Docker 入门教程：https://www.bilibili.com/video/BV11L411g7U1?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=f3db65161ddb2e9d95a3435e37b558b8
https://blog.51cto.com/u_15127549/3609056
Docker 与数据：三种挂载方式：https://juejin.cn/post/6993979788020940830
利用 docker 搭建前端开发环境：https://juejin.cn/post/6932808129189150734
给前端的 docker 10 分钟真・快速入门指南：https://juejin.cn/post/7050304120082661407
Docker 持久存储介绍：https://zhuanlan.zhihu.com/p/56009492
