Docker的原理与简单使用

 　  　　

 　　4、DockerHub （一个镜像托管网站）https://hub.docker.com/

　　　　开源应用程序非常多，打包这些应用往往是重复的劳动。
　　　　为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上，共享使用，就像GitHub的代码共享一样

　　　　1、我们要使用Docker来操作镜像、容器，就必须要安装Docker。

　　　　2、Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

　　　　　　- 服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等

　　　　　　- 客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

 四、Docker的安装  https://docs.docker.com/install/

Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版（免费，支持周期 7 个月），EE 即企业版，强调安全，付费使用，支持周期 24 个月。

Docker CE 分为 stable 、test 和 nightly 三个更新频道。

这里主要介绍 Docker CE 在 CentOS上的安装。

①要求：Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10， CentOS 7 满足最低内核的要求，所以我们在CentOS 7安装Docker

②若之前安装过旧版本Docker想要卸载，运行如下命令：

　　　　　　　　yum remove docker \
                  docker-client \
                  docker-client-latest \
                  docker-common \
                  docker-latest \
                  docker-latest-logrotate \
                  docker-logrotate \
                  docker-selinux \
                  docker-engine-selinux \
                  docker-engine \
                  docker-ce

　　　　③这里开始正式安装Docker，联网，下载yum工具

　　　　　yum install -y yum-utils \
           device-mapper-persistent-data \
           lvm2 --skip-broken

　　　　④更新本地镜像源，下载更加快速

　　　　⑤执行命令安装Docker CE版本

　　　　yum install -y docker-ce

　　　　⑥开启端口，学习中为了方便可以直接关闭防火墙

　　　　　　Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。非常麻烦，因此建议大家直接关闭防火墙（学习中可以这样操作，工作中切不可此操作）！

　　　# 关闭
　　　systemctl stop firewalld
　　　# 禁止开机启动防火墙
　　　systemctl disable firewalld

　　　　⑦启动Docker

　　　systemctl start docker    # 启动docker服务
　　　systemctl stop docker     # 停止docker服务
　　　systemctl restart docker  # 重启docker服务

　　　#查看Docker版本命令
　　　docker -v

　　　　⑧Docker官方镜像仓库网速慢，可按需要配置国内镜像加速

　　　　　　参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

五、Docker的基本操作

　　1、镜像的操作

　　1.1、镜名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

　　 1.2、常见Docker镜像操作命令如图：

　　1.3、案例 （ 擅于运用 –help查看帮助文档 ）

　　　　①查看DockerBub，拉取一个nginx镜像
　　　　　　docker pull nginx

　　　　②通过命令查看镜像
　　　　　　docker images

　　　　③将nginx镜像保存到文件中，以便给别人使用或者进行别的操作
　　　　　　docker  save  -o  /mnt/nginx.tar  nginx:latest

　　　　④将原先的nginx镜像删除
　　　　　　docker  rmi  nginx:latest

　　　　⑤将文件中的镜像文件加载出来
　　　　　　docker  load  -i  /mnt/nginx.tar

2、容器的操作

　　2.1 常见的操作命令如图

　　　　2.2 容器保护三个状态：

　　　　- 运行：进程正常运行
　　　　- 暂停：进程暂停，CPU不再运行，并不释放内存
　　　　- 停止：进程终止，回收进程占用的内存、CPU等资源

　　　　2.3 操作指令

– docker run：创建并运行一个容器，处于运行状态
– docker pause：让一个运行的容器暂停
– docker unpause：让一个容器从暂停状态恢复运行
– docker stop：停止一个运行的容器
– docker start：让一个停止的容器再次运行
– docker rm：删除一个容器

2.4 案例

　　①创建并运行一个nginx容器
　　　　docker  run  –name  myNginx  -p  80:80  -d  nginx
　　　　

命令解读：
　　　　docker run ：创建并运行一个容器
　　　　--name : 给容器起一个名字，比如叫做myNginx
　　　　-p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口
　　　　-d：后台运行容器
　　　　nginx：镜像名称，例如nginx

 六、数据卷

1、在学数据卷之前，修改nginx的html页面时，需要docker exec命令进入nginx内部。并且因为没有编辑器，修改文件也很麻烦。

　  容器与数据耦合带来了很多不好的后果

　　　　要解决这个问题，必须将数据与容器解耦，这就要用到数据卷了。

　　2、数据卷概念

　　　　数据卷（volume）是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录

　　　　一旦完成数据卷挂载，对容器的一切操作都会作用在数据卷对应的宿主机目录了。

　　　　这样，我们操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html目录，就等于操作容器内的/usr/share/nginx/html目录了

　　3、数据卷的操作命令

　　　　3.1 数据卷操作语法如下

　　　　docker volume [COMMAND]

　　4、数据卷的作用：

　　　　 将容器与数据分离，解耦合，方便操作容器内数据，保证数据安全

　　5、挂载数据卷

　　　　5.1我们在创建容器时，可以通过 -v 参数来挂载一个数据卷到某个容器内目录，命令格式如下： -v  数据卷名称 : 容器内的某个目录

　　　　docker run \
 　　 　　--name mn \
  　　　　-v html:/root/html \
  　　　　-p 8080:80
  　　　　nginx \

　　　　5.2 案例

　　　　　　将nginx容器的html所在目录挂载到html数据卷上
　　　　　　从dockerHub官网可知，nginx的html所在目录为 /usr/share/nginx/html 

　　　　　　创建容器并将容器内的 /usr/share/nginx/html 目录挂载到html数据卷（如果没创建该数据卷，docker会自动创建）中，命令如下：

　　　　　　docker run --name mn -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx
　　　　　　#使用 docker column inspect html 可以获得html数据卷的详细信息，包括该数据卷隐射到的宿主机目录位置

　　　　　　此时，如果我们需要修改nginx的html文件中的内容，直接到宿主机中查询到的目录中去修改即可

　　6、容器不仅仅可以挂载数据卷，也可以直接挂载到宿主机目录上。关联关系如下：

• 带数据卷模式：宿主机目录 –> 数据卷 —> 容器内目录

• 直接挂载模式：宿主机目录 —> 容器内目录

　　　 语法大致相同：

　　-v [宿主机目录]:[容器内目录]
　　-v [宿主机文件]:[容器内文件]

　　　案例：创建mysql容器，并将宿主机的目录直接挂载到容器内，不使用数据卷

实现思路如下：

1）拉取到mysql的镜像到docker中

2）创建目录/tmp/mysql/data

3）创建目录/tmp/mysql/conf，将hmy.cnf文件上传到/tmp/mysql/conf

4）去DockerHub查阅资料（主要查到mysql镜像的数据文件目录位置、配置文件位置，以及查到官网给出命令加以修改），创建并运行MySQL容器，要求：

① 挂载/tmp/mysql/data到mysql容器内数据存储目录

② 挂载/tmp/mysql/conf/hmy.cnf到mysql容器的配置文件

③ 设置MySQL密码

docker run \
--name mysql \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root \
-p 3306:3306 \
-v /tmp/mysql/conf.hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf \
-v /tmp/mysql/data:/var/lib/mysql\
-d \
mysql:5.7.25

解释： 
　　-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root 是设置密码为root
　　-v 选项中：前面的路径自定义，：后面的路径从DockerHub获得

七、Docker自定义镜像

　　常见的镜像在DockerHub就能找到，但是我们自己写的项目就必须自己构建镜像了。

　　而要自定义镜像，就必须先了解镜像的结构才行。

　　镜像结构

　　　镜像是将应用程序及其所需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成

　　　以mysql的镜像为例，来看看镜像的组成结构：

　　　　　简单来说，镜像就是在系统函数库、运行环境基础上，添加应用程序文件、配置文件、依赖文件等组合

　　　　　然后编写好启动脚本打包在一起形成的文件。

　　　　　我们要构建镜像，其实就是实现上述打包的过程

　　　Dockerfile语法：
　　　　　构建自定义的镜像时，并不需要一个个文件去拷贝，打包。

　　　　　我们只需要告诉Docker，我们的镜像的组成，需要哪些BaseImage、需要拷贝什么文件、需要安装什么依赖、启动脚本是什么，

　　　　　将来Docker会帮助我们构建镜像。而描述上述信息的文件就是Dockerfile文件。

　　　　　Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层Layer。

　　　　　　MAINTAINER： 这里是用于指定镜像制作者的信息

　　　　　　USER：USER 用来切换运行属主身份的。Docker 默认是使用 root，但若不需要，建议切换使用者身分，毕竟 root 权限太大了，有安全的风险。

　　　　　　WORKDIR：WORKDIR 用来切换工作目录的

　　　　　　ADD：ADD 将文件从路径 <src> 复制添加到容器内部路径 <dest>

 　　　　　　ONBUILD：ONBUILD 的作用就是让指令延迟執行，延迟到下一个使用 FROM 的 Dockerfile 在建立 image 时执行，只限延迟一次。

　　　　　　LABEL：定义一个 image 标签 Owner，并赋值，其值为变量 Name 的值。(LABEL Owner=$Name )

　　　　　　更新详细语法说明，请参考官网文档： https://docs.docker.com/engine/reference/builder

　　示例：构建一个java项目

　　　　需求：基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个java项目，步骤如下：

　　　　　　①新建一个文件夹demo，用于存放构建镜像的文件

　　　　　　②将要构建的java项目打包成jar文件（此处为app.jar），放入demo文件夹中

　　　　　　③将jdk的压缩包jdk.tar.gz放入demo文件夹中

　　　　　　④编写Dockerfile文件，将Dockerfile文件放入demo文件夹中，准备构建镜像

# 指定基础镜像
FROM ubuntu:16.04

# 配置环境变量，JDK的安装目录
ENV JAVA_DIR=/usr/local

# 拷贝jdk和java项目的包
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar

# 安装JDK
RUN cd $JAVA_DIR \
 && tar -xf ./jdk8.tar.gz \
 && mv ./jdk1.8.0_144 ./java8

# 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

# 暴露端口
EXPOSE 8090

# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

　　　　　　⑤将准备好的demo文件夹放入虚拟机（这里是实验，所以是虚拟机）的任意目录

　　　　　　⑥进入该目录执行命令docker build -t myjava:1.0 .   （注意末尾是空格加一个点）

　　　　　　⑦创建一个容器运行该镜像

　　　　　　⑧等待部署完成，访问项目

　　示例：基于java8构建java项目

　　　　由上面的Dockerfile文件分析可知，每次部署项目，前面都是在部署java环境，这是重复的步骤

　　　　我们可以进一步使用一个已经带有java环境的镜像，然后再在此镜像的基础上去构建我们自己的镜像，这样上面的步骤就可以简化很多

　　　　需求：基于java:8-alpine镜像，将一个Java项目构建为镜像，实现步骤如下：

　　　　　　①新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile

　　　　　　②将要构建成镜像的java项目打包成jar包（app.jar）

　　　　　　③编写Dockerfile文件

FROM java:8-alpine
COPY ./app.jar /tmp/app.jar
EXPOSE 8090
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

　　　　　　④使用docker build命令构建镜像

　　　　　　⑤使用docker run创建容器并运行

八、Docker-compose

　　1、Docker Compose可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！

　　2、Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。格式如下：

version: "3.8"
 services:
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
     MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123 
    volumes:
     - "/tmp/mysql/data:/var/lib/mysql"
     - "/tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf"
 web:
   build: .
   ports:
    - "8090:8090"

　　上面的Compose文件就描述一个项目，其中包含两个容器：

　　　　mysql：一个基于mysql:5.7.25镜像构建的容器，并且挂载了两个目录

　　　　web：一个基于docker build临时构建的镜像容器，映射端口时8090

　　其实DockerCompose文件可以看做是将多个docker run命令写到一个文件，只是语法稍有差异。

　　3、安装Docker-Compose

# 安装指令
curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

# 修改文件权限
chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

# 补全命令
curl -L https://raw.githubusercontent.com/docker/compose/1.29.1/contrib/completion/bash/docker-compose > /etc/bash_completion.d/docker-compose

# 如果这里出现错误，需要修改自己的hosts文件：
echo "199.232.68.133 raw.githubusercontent.com" >> /etc/hosts

 　　至此。Docker-Compose安装完成，注意看执行各步骤的时候有没有报错

　　4、示例：部署微服务集群案例，实现思路如下：

① 编写好docker-compose文件，此处有userservice、orderservice、gateway、nacos、mysql五个微服务项目

version: "3.2"

services:
  nacos:
    image: nacos/nacos-server
    environment:
      MODE: standalone
    ports:
      - "8848:8848"
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - "$PWD/mysql/data:/var/lib/mysql"
      - "$PWD/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d/"
  userservice:
    build: ./user-service
  orderservice:
    build: ./order-service
  gateway:
    build: ./gateway
    ports:
      - "10010:10010"

② 按需要修改自己的项目，将数据库、nacos地址都命名为docker-compose中的服务名（IP替换成服务名<127.0.0.1:3306 替换为 mysql:3306 >）

③ 在IDEA中使用maven打包工具，将项目中的每个微服务都打包为app.jar

<build>
  <!-- 服务打包的最终名称 -->
  <finalName>app</finalName>
  <plugins>
    <plugin>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
    </plugin>
  </plugins>
</build>

④ 将打包好的app.jar拷贝到项目中的每一个对应的子目录中，每一个项目都是一个文件夹，文件夹中存放项目的jar包和对应的Dockerfile文件

⑤ 将cloud-demo上传至虚拟机，利用 docker-compose up -d 来部署

（可以使用docker-compose  logs  -f 来查看日志看部署是否有报错，注意nacos这样的基础工程需要提前部署）

⑥通过网关访问项目

九、Docker搭建私有镜像仓库

1、搭建方式，这种方式有完整功能，但是没有图形化界面（提前将registry的镜像拉下来）

docker run -d \
    --restart=always \
    --name registry    \
    -p 5000:5000 \
    -v registry-data:/var/lib/registry \
    registry

　　命令中挂载了一个数据卷registry-data到容器内的/var/lib/registry 目录，这是私有镜像库存放数据的目录

　　访问http://你的IP地址:5000/v2/_catalog 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

　　2、推送、拉取镜像

　　　　① 重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：192.168.150.101:8080/

docker tag nginx:latest 192.168.150.101:8080/nginx:1.0 

　　　　②推送镜像

docker push 192.168.150.101:8080/nginx:1.0 

　　　　③拉取镜像

docker pull 192.168.150.101:8080/nginx:1.0