Docker簡述

Docker是一種OS虛擬化技術，是一個開源的應用容器引擎。它可以讓開發者將應用打包到一個可移植的容器中，并且該容器可以運行在幾乎所有linux系統中（Windows10目前也原生支持，Win10前需要內置虛擬機），正所謂“一次打包，到處運行”。

Docker容器的運行是完全的沙箱機制，相互之間不會有任何關聯（除非自己串聯集群）。網絡、存儲、進程等資源，不僅對于不同的容器是相互隔離，對于宿主機和容器直接也是隔離的，除非你手動映射暴露端口或者掛載存儲卷。

很多人不理解，Docker和虛擬機到底有什么區別。

從這兩張結構圖來看，Docker比虛擬機少了一層虛擬機操作系統，Docker的應用直接Docker引擎上運行。由于虛擬機需要一層操作系統，所以會導致虛擬機的體積非常大，通常在幾G到十幾G之間。并且通常一個虛擬機上，不只一個應用，因此對于整體的虛擬集群管理并不太友好，比較難做到靈活分配。而一個Docker鏡像的體積大約在幾十M到幾百M之間，一般一個鏡像只打包一個應用，由多個鏡像組成一個完整的項目，并且鏡像易于復制，可以跨平臺運行，這樣可以使項目的部署管理有更好的靈活性。所以Docker無論從資源消耗上、管理上、使用上都在虛擬機之上，因此我們又有何理由不使用這樣的容器化技術呢？

對于容器化技術的學習，可謂是深如海。從基本的鏡像、容器操作，到鏡像的打包、容器的部署，再到企業生產級的容器集群管理技術（Docker官方的Swarm、Google的Kubernetes），如此多的內容，并不是所有人技術人員都能一朝學會。不過除了生產級別的集群管理技術有難度意外，其他內容從學習使用的角度來說，其實是非常簡單的，況且K8s這種東西，對于普通開發來說也是很少能接觸到。

說到這里，可能還有很多人覺得這個是公司層面、運維層面的操作，不是很了解Docker對于普通開發來說，意味著什么，對我們有什么好處？

• 多辦公環境，一鍵部署。假如你在公司一套開發環境，在家一套開發環境，當你公司的開發環境變更時，在家的環境就要跟著變，如果是使用Docker，將一些依賴型的應用，如Redis、ZK、Mysql等邊緣服務都打包在docker里面。無論你在哪里改變了內容，只要在運行時更新下鏡像，就可以按照***的內容去執行了，不需要一個手動去安裝，適配。
• 聯調測試，無需依賴他人。當后端完成對外的接口后，將后端應用打包進docker，這樣無論是前端、測試，在何地何時都可以自己把容器啟動起來進行聯調測試，而不需要自己手動一步步地搭建這個后端環境。
• ...

下面就來一步步講解下，普通開發所需要的Docker知識。

概念介紹

學習Docker首先要了解下幾個基礎概念：

• 宿主機，Host，運行Docker所在的物理機，是Docker運行的系統環境。
• 鏡像，Image，相當于一個程序模板，通過這個模板可以生成很多個相似的容器。可以理解為Java中的類，它本身不具備執行運行的能力，是一個對象抽象的模板。每個鏡像可以有多個版本，用tag來區分。鏡像可以通過Dockerfile來構建。
• 容器，Container，Docker運行的最小單位對象。它是通過鏡像實例化出來的一個可運行對象。容器的修改，可以提交反作用于鏡像，更新這個容器的模板。
• 倉庫，Repository，用于存儲管理鏡像的倉庫，類似于git管理代碼的倉庫一樣，可以管理多版本的鏡像。

鏡像、容器、倉庫的關系如下：

一句話總結就是，從倉庫中拉取鏡像，利用鏡像生成容器。

基本操作

了解完Docker的基本概念，我們開始來開始學習下入門操作。此處省略所有的Docker安裝過程，自己去官網下載就行了，基本是傻瓜式安裝。

拉取鏡像

通過docker pull ${image_uri}:${image_tag}命令，可以從遠程倉庫（默認是Docker Hub）中拉取所需要的鏡像。

在Docker Hub的網站上可以搜索下自己需要的鏡像以及版本。例如Ubuntu，上面提供了幾個版本。

我們拉一下16.04版本的ubuntu鏡像。然后通過docker images命令，查看保存在本地鏡像，發現多了一個ubuntu的鏡像。

容器創建、啟動、停止、登入

有了鏡像以后，就可以通過docker run -it ${image_id}創建啟動一個容器了。

image_id是鏡像的id，通過docker images能查看到，也可以是鏡像名(REPOSITORY:TAG)。

-it可以讓你在啟動后，連上容器的終端。連上終端后，就可以在里面隨意操作容器里面的內容了。

exit退出容器后，容器就會自動停止了。但是這個容器依然還存在，只是”關機“了。（可以通過ctrl+p,ctrl+q，退出容器登入，而不關閉容器）

通過docker ps -a可以看到我們的容器已經Exited了。

通過docker start ${container_id}，我們把這個容器再次啟動。通過docker ps(加上*-a包含顯示未啟動的容器)，可以看到容器的狀態為UP*。

同理，我們可以通過docker stop ${container_id}來停止容器，

在用docker start命令的時候，如果不加上*-a*參數，默認不會連接上容器的。不過我們可以在start后，通過docker attach ${container_id}來登入容器。

通過以上的基本操作，你基本可以利用docker當作一個虛擬機來使用了。如果想把容器和虛擬機的網絡、存儲打通，可以網上搜下了解下網絡與卷掛載等容器設置。

更新鏡像

在上面的例子中，我們pull下來的僅僅是一個ubuntu的原始鏡像，并沒有過多的內容。下面我們在這個鏡像的容器里面，安裝一個jdk。

這樣我們的容器里面就有一個jdk了，但是如果我們再用這個ubuntu原始鏡像再創建一個容器，它是不會用這個jdk的。所以我們就需要把這個容器的內容，提交到鏡像當中。通過docker commit ${container_id} ${repository}:${tag}，在本地將容器內容提交到鏡像當中。然后就可以擁有一個帶jdk的ubuntu鏡像了。

后面我們就可以利用這個鏡像，生成帶jdk的容器了。以上的更新僅限于在本地的鏡像，如果想把容器推送到云端就需要用docker push命令。前提是你已經登錄了倉庫擁有權限。

鏡像倉庫

上面提到，默認情況下，倉庫是用Docker Hub。我們pull 和push都是在Docker hub上操作，但是如果鏡像是內部私有使用的話，沒有必要去使用Docker Hub，一個是網絡慢，另一個是私有安全性問題。

針對以上問題，有兩種解決方法，一個是自己搭建私有服務，另一個是用云服務的鏡像管理平臺（如阿里云的“容器鏡像服務”）。前者對于一般開發者來說并沒有必要，而且還要搞認證的，比較麻煩，這里不細說。下面介紹下如何用阿里云服務作為自己的私有倉庫。

利用docker login，先對阿里云的服務進行登錄。

然后對上面的jdk鏡像打tag（其實也是改倉庫源的過程）。

***把鏡像推送到阿里云就行了。

推送后，就能在阿里云的倉庫上看到這個鏡像。

通過搭建私有倉庫，我們就可以完全拋開宿主機的環境，構建好一個鏡像，就可以到處運行了。

Dockerfile構建鏡像

從上面介紹，我們已經了解到，如何從拉取一個鏡像、修改容器內容、提交鏡像去構建一個我們所需要的鏡像。但通過這些操作去構建一個鏡像，一個是太繁瑣，另一個問題是不清晰，沒辦法直觀的了解鏡像的構成。

Dockerfile就可以很好的解決該問題。它可以通過編寫一個構建過程，來一站式構建鏡像。下面同樣以ubuntu為基礎鏡像，安裝jdk構建一個新鏡像為例，看看Dockerfile是怎么寫的。

然后執行docker build -t registry.cn-shenzhen.aliyuncs.com/zackku/jdk2:1.0 .就能把鏡像構建出來了。

Dockerfile高級技巧

上面是Dockerfile的基本使用，但實際情況下我們并不像（或者說不僅是）上面描述那樣去構建鏡像。下面介紹兩個常用的使用原則。

分層構建。其實Docker的鏡像是分層結構的，看回之前推送到遠端倉庫的例子。

紅框里面就是鏡像一層層的提交，如果這層已經本地構建過了，下次不需要構建了，同理如果遠端已經有這層了，也不需要推送這層。而且這種分層是可以在不同鏡像間共享的，例如不同的Java項目都是依賴于JDK的運行環境，那么它們就可以共用JDK這層鏡像內容。所以，基于這樣的特性，我們就應該要分層去構建鏡像，抽象鏡像共同點。具體操作的話，我們大致可以去分兩次構建鏡像，先構建一個base鏡像，用于不同鏡像的底層，例如Java項目的所有基礎運行環境，然后再通過base鏡像，構建develop表層的應用鏡像。相當于把應用程序打包丟到develop層里面。并且這層要告訴Docker是怎么運行程序的。

Dubbo、Redis、Netty、zookeeper、Spring cloud、分布式、高并發等架構技術

盡量構建小的base層。鏡像的體積也是在使用Docker的時候要考慮的一個重要因素，因為如果鏡像的體積過大，在更新鏡像，拉取鏡像的時候效率會低。尤其在剛剛所說的base層里面，如果base層做得太大太臃腫，里面程序過多，不僅僅體積大，還會讓CPU、網絡等資源消耗過大。其實我們在用Docker的時候，一般是一個容器只包含一個程序項目，關于這個程序的監控、健康等內容，在容器外通過k8s等集群管理去做，所以容器本身只需要保證自己的程序能夠運行起來就行了。

至于上面我用ubuntu作為基礎的操作系統是比較多余的，這里推薦只用apline操作系統作為程序的***層鏡像，它是一款輕型的Linux發行版，系統體積與運行時的資源消耗都相當低，十分適合用于Docker容器。基于apline的操作系統，我們在上面添加自己所需要的環境，例如安裝一個Tomcat、JDK等，從而構建一個base的鏡像。

上所說的base鏡像，其實不太需要自己的寫一層Dockfile，docker官方就直接提供了各種語言、環境的基礎鏡像，在github的docker-library里面。如果再有自己的團隊的運行環境的要求，可以在這個Dockerfile基礎上去添加修改即可，或者再抽象多一層。

至于Dockfile怎么寫，語法是什么，網上有大把詳細的說明，由于篇幅問題，不在這里展開。

docker-compose啟動集群

前面已經介紹完一個單獨的容器是如何構建與啟動的了，但我們的項目往往不是只有一個容器的，把所有程序打包在一個容器不是正確的做法。所以我們怎么去管理啟動這么多的容器，是一個必修的課題。在企業級的層面，有K8S，Swarm這種容器編排的管理工具，但稍微比較復雜，個人使用的話也沒有太大必要。

這里推薦用Docker官方的docker-compose，它可以把所有的容器編排方式寫在一個文件里，然后通過docker-compose up命令，就可以把一套的容器按照你的編排全部啟動起來。

在這個例子的services包含每個容器的配置，其中的redis、mongodb用的是默認的鏡像、默認的配置，myproject是我們自己的項目。通過這樣的編排，我們就能讓我們的項目連上redis和mongodb。***通過docker-compose up就會自動拉取鏡像，按照編排跑起來了。

具體的語法也不贅述，關鍵就是容器的卷掛載，網絡的配置，端口的暴露，容器的依賴關系。如果把這套東西用起來，慢慢自然就會了解，重要的是動手去做一遍，嘗試一下。