Docker笔记：基本概念、镜像、容器、仓库以及数据卷的使用

什么是docker

• docker 是一个开源的应用容器引擎
• 可以使用docker将应用程序和依赖打包到一个镜像之中
• 可以非常方便的移植到其他机器上运行
• 使用docker构建打包我们的应用(build),之后可以像集装箱一样很方便的传输到别的机器上(ship),可以在任何环境下运行我们的应用程序
• 用官方的话概况为：Build, Ship, and Run Any App, Anywhere
• docker可以运行在物理机、虚拟机、云平台、笔记本，我们不用担心环境的变化导致程序不能正常运行的问题
• 语言或框架在不同版本之间会存在很大差别, 如果要部署不同版本依赖的应用，将增加运维的复杂程度，容器技术的发展很好的解决了这一问题
• 容器技术可以让我们大规模的部署应用：
  • 早在2016年，京东就将全部流量运行在docker之上，运行容器达到15万个，docker完美支持了618的大促销
  • 阿里这边也使用了几十万个docker来提供服务
• 我们也可以把docker来当成虚拟机来使用

docker与虚拟机

• 虚拟机可以在一台物理机上运行多个操作系统
• 虚拟机是完全虚拟出一整套的硬件设备，里面的每个操作系统都是完整的
• docker容器则非常简单，应用进程直接运行在物理机的内核上，docker容器上面没有内核，只有应用
• docker不需要硬件虚拟，容器要比传统的虚拟机更轻便，效率更高，性能接近原生
• 可以在单台物理机上可以启动上千个docker容器(要看物理机的具体配置)
• docker容器技术被应用在自动化打包发布, 自动化测试, 持续集成, 以及快速的部署应用

docker的一些基本概念

1 ） Image 镜像

• 镜像是一个特殊的文件系统，是个虚拟的概念，是多层文件系统联合组成的
• 镜像构建好后，基本不去改变它

2 ） Container 容器

• 将docker镜像运行后就会产生一个容器
• 容器的本质是进程，每个容器都有属于自己的独立命名空间，也就是容器内运行的进程运行在一个隔离的环境中，感觉上就是一个独立的操作系统
• 可以在同一个镜像上启动多个容器，每个容器之间也是相互独立的，如果多个容器同时修改镜像上的一个文件也不会导致冲突
• 镜像是分层文件系统，一个镜像构建好后是不会发生改变的，所以不会造成冲突
• 通过镜像启动容器后，容器会创造一个临时的存储层，当容器被删除时，存储层也会随之消失
• 在使用容器的时候，不要在容器内部保存一些数据，我们会使用数据卷来存放数据

3 ） Repository 仓库

• 仓库是用于存储镜像的，构建好镜像后，将镜像文件保存在仓库之中
• 每个仓库可以包含多个标签，每个标签对应着一个镜像
• 比如制作一个叫ubuntu的镜像，我们可以用ubuntu:15.01表示我们的镜像，15.01就是标签(tag)
• 如果在构建镜像的时候，没有写标签，docker会使用一个latest来作为默认的标签

docker的安装

1 ） docker版本

• CE 社区版 Community Edition (免费)
• EE 企业版 Enterprise Edition (收费)
• 支持各大流行操作系统：linux、windows、macos等
• 我们在这里只记录在linux上的安装和使用

2 ） docker的安装

• 我们选择安装社区版
• 在docker官方文档上：docs.docker.com 点击左侧Get Docker 找到 Docker CE 下的Ubuntu文档
• 首先要更新apt, $ sudo apt-get update
• 然后安装docker所需要的一些依赖:

  sudo apt-get install \
      apt-transport-https \
      ca-certificates \
      curl \
      gnupg-agent \
      software-properties-common
  

• 第三步, 添加docker的官方GPG key, $ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
• 第四步, 验证下key, $ sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88 和 官方一致，则表示成功了
• 第五步, 添加docker仓库

  sudo add-apt-repository \
  "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(lsb_release -cs) \
  stable"
  

• 第六步, 正式安装docker
  • 先update, $ sudo apt-get update
  • 使用apt进行安装, $ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
• 第七步, 查看docker版本, $ docker --version

docker服务管理

• $ service docker stop 停止
• $ service docker start 开启
• $ service docker restart 重启

查看docker其他基础命令

• $ docker info 查看docker更多信息
• $ docker --help 查看docker帮助文档

docker的镜像管理

1 ） Image 镜像仓库

• hub.docker.com

  • 是docker官方的镜像仓库，也是我们最常用的镜像仓库
  • 点击explore进入: hub.docker.com/explore 可以搜索我们想要的docker镜像
  • 如果想要ubuntu操作系统镜像，只需要搜索 ubuntu 即可，我们可以通过 docker pull 来拉取这个镜像 $ docker pull ubuntu
  • 每个镜像都有一个标签，我们可以拉取特定版本的镜像，如：$ docker pull ubuntu:17.10
  • 我们也可以拉取 alpine 镜像, 这个镜像也是一个linux的操作系统镜像 $ docker pull alpine 没有指定标签, 默认拉取latest标签

• dev.aliyun.com

  • 如果docker镜像下载的非常慢, 我们可以指定国内的阿里云服务器
  • 进入dev.aliyun.com登录后进入管理中心, 进入容器镜像服务, 点进镜像加速器，选择对应的操作系统如Ubuntu, 复制并执行

    sudo mkdir -p /etc/docker
    sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
    {
        "registry-mirrors":["https://bwxenga6.mirror.aliyuncs.com"]
    }
    EOF
    sudo systemctl daemon-reload
    sudo systemctl restart docker
    

  • 执行完成后，docker就默认在阿里云上拉取镜像了，速度会提升很多

2 ） Image 镜像管理的相关命令

• 在docker中，所有的镜像相关的操作都封装在 docker image 这个命令下
• 查看当前已经拉取的镜像 $ docker image ls 或 $ docker images

  REPOSITORY     TAG          IMAGE ID        CREATED          SIZE
  alpine         latest       3fd9065eaf02    3 months ago     4.15MB
  

• $ docker pull 命令等同于 $ docker image pull
  • $ docker image pull hello-world
  • hello-world 是docker提供用于测试的镜像
• 删除 hello-world镜像, $ docker image rm hello-world 或 $ docker rmi hello-world
• 其他命令通过 $ docker 或 $ docker --help 或 $ docker image pull --help 等 来查看具体使用

docker的Container容器管理的相关命令

• 在docker中将一个镜像运行起来就可以创造一个新的容器
• $ docker container 用于所有容器相关的管理命令
• $ docker container ls 列出所有容器
• $ docker container rm 删除一个或多个容器
• $ docker container run 在一个新容器中运行一条命令
• $ docker container stop 停止一个或多个运行中的容器
• $ docker container kill 强制结束一个或多个运行中的容器

具体示例：

• $ docker container run alpine echo "hello docker" 通过运行一个镜像得到一个容器
  • alpine是一个linux操作系统
  • echo “hello docker” 是将在alpine上执行的一条命令
  • 这时候我们已经成功的运行了一个容器
  • 如果alpine这个镜像文件不存在，docker会自动pull这个镜像
  • 这行命令表示在alpine镜像所启动的容器里面执行一句指令echo “hello docker”
  • docker container run 还可以省略成 docker run 即：$docker run alpine echo "hello docker"
  • 当前容器在执行完这条命令时，便自动停止
• 列出当前启动的容器, $ docker container ls 或 $ docker ps
• 列出所有容器, $ docker container ls -a 或 $ docker ps -a
• 删除容器：$ docker container rm 容器ID
• 运行一个不会自动停止的命令 $ docker run alpine ping www.baidu.com，ctrl + c结束容器运行
• 在实际应用中，我们有大量的服务需要长时间运行, 我们可以使用-d的选项，让容器以后台服务的方式长时间的运行
  • 如：$ docker run -d alpine ping www.baidu.com 打印了一个容器ID，没有占用终端，以一个服务的方式来启动了我们的容器
  • 我们需要停止这个容器时，就可以通过 $ docker stop 容器ID, 可能需要等待一些时间，很快
• 在实际使用中, 每次run之后就会产生一个新的容器, 有大量的容器在运行结束后，并不需要保留，我们可以使用 --rm 选项来回收(自动删除)
  • 如：$ docker run --rm alpine echo "hello docker"
  • 自动删除选项会将在容器中产生的数据一并删除，如果要持久保存容器中的数据，就要用到数据卷的方式
• 大多数情况下，我们需要容器一直运行着对外提供服务，即容器以一个服务的方式来运行，我们以后来说明

docker中volume数据卷的使用

• 在一个镜像上运行一个容器的时候，容器会创建一个临时的存储层, 来临时的保存容器中所产生的数据，当容器被删除时, 存储层同时被删除
• 为了将容器中产生的数据及时保留下来，可以将物理机中的一个目录映射到容器中去，容器会在这个映射后的目录中保存数据，同时会永久的保存在物理机上，而不会随着容器的消失而消失
• 目录的映射 $ docker run -v
  • 启动一个容器：$ docker run --rm -v /root:/data alpine touch /data/test.txt
  • 将物理机上的/root目录映射到容器中的/data目录
  • 执行完毕后，发现在物理机/root目录下存在一个test.txt文件
  • 可以优化指令：$ docker run --rm -v $(pwd):/data alpine touch /data/test.txt
  • 这条命令是说将当前目录映射到/data目录中去, 如果当前目录有空格，需要加上"", 即：
  • $ docker run --rm -v "$(pwd):/data" alpine touch /data/test.txt 这里在映射的关系上加上双引号
  • 还有一种只读挂载的方式: $ docker run --rm -v $(pwd):/data:ro alpine touch /data/test2.txt
  • 这里的ro表示readonly 只读的映射