Docker介绍

Docker介绍
写在前面：该篇文章主要为Docker入门介绍，非常适合小白入门。Docker进阶部分后续将会持续更新～

Docker概述

 Docker的诞生

一个应用的开发需要两个环境:开发环境和运行环境，可能会遇到一种情况就是服务在开发人员处能运行，到了运维人员就不能运行了，也就是环境配置出现问题。但是配置环境一般都比较繁琐，为了解决这个问题由此诞生了Docker。Docker 是一个开源的应用容器引擎，可以轻松的为任何应用创建一个轻量级的、可移植的、自给自足的容器，开发者在本地编译测试通过的容器可以直接在生产环境中部署。也就是说Docker可以将应用和他所需要的环境一起打包，只需要一次配置好环境，换到别的机器上就可以一键部署好，大大简化了操作。

Docker的思想来自于集装箱，就像船只、火车或卡车运输集装箱而不关心其内部的货物一样。

Docker的发展历史

2008年，Solomon Hykes 和他的朋友 Kamel Founadi、Sebastien Pahl 共同创立了一家名为 DotCloud 的公司；

2010年，dotCloud获得了创业孵化器Y Combinator的支持，并开始吸引到一些真正的投资，在接下来的3年中，dotCloud内部打算孵化了一款名为Docker的产品；

2013年，28岁Docker之父Solomon Hykes 决定将Docker项目开源，并发布Docker 0.1 版本；

2017年，docker技术开始成为主流，像Google、Microsoft、Amazon、VMware这样的巨头，都对它青睐有加，表示将全力支持。

Docker和VMware

VMware属于虚拟化技术, 而Docker这样的容器技术，也是一种虚拟化技术，但是他是属于轻量级的虚拟化。
1. 传统虚机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统，在该系统上再运行所需应用。
2. docker容器内的应用进程直接运行于宿主机的内核，容器内没有自己的内核，而且也没有进行硬件虚拟，直接使用的是实际物理机的硬件资源。
Docker的安装与配置

访问 Docker 的官方网站: Docker Download

验证是否安装成功：docker --version

配置镜像：
```
中科大镜像：https://docker.mirrors.ustc.edu.cn/
网易镜像：https://hub-mirror.c.163.com/
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```
Docker的基本组成

Docker主要由镜像、容器、仓库这三部分构成。

镜像(image)
image 是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数。

容器(container)
image是静态的定义，container是image运行时的定义。container和image的关系就好比是面向对象程序设计中的类和对象一样，镜像就好比是类，容器就好比是对象。

仓库(repository)
repository是集中存放镜像文件的场所, repository分为公开仓库(Public)和私有仓库(Private)两种形式,最大的公开仓库是 Docker Hub.

Docker常用命令

镜像命令：
docker images [OPTIONS]：列出本地主机上的镜像

-q: 只显示镜像id
–digests: 显示镜像的摘要信息

docker search image: 搜索镜像

–filter=stars=100：列出star数>=100的镜像

docker pull image: 下载镜像
docker rmi image：删除镜像

docker rmi image_id1 image_id2: 删除多个镜像
docker rmi $(docker images -qa): 删除全部镜像

容器命令：
docker run [OPTIONS] image

–name=name: 给容器指定一个名字
-d: 后台方式运行容器，并返回容器id
-i: 以交互模式运行容器，通常和 -t 一起使用
-t: 给容器重新分配一个终端，通常和 -i 一起使用
-P: 随机端口映
-p: 指定端口映射

docker ps [OPTIONS]

-a: 列出当前所有正在运行的容器 + 历史运行过的容器
-q: 只显示容器编号

docker start/restart/stop/kill/rm/ : 启动容器/重启容器/停止容器/强制停止容器/删除指定容器
docker rm -f $(docker ps -a -q): 删除所有容器
docker exec -it 容器id bashshell: 进入正在运行的容器
docker cp 容器id:容器内路径目的主机路径：从容器内拷贝文件到主机上
docker commit -m=“提交的描述信息” -a=“作者” 容器id 要创建的目标镜像名:[标签名]: 从容器创建一个新的镜像

 Docker镜像加载原理

 联合文件系统(UnionFS)

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。UnionFS是 Docker 镜像的基础，镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像可以制作各种具体的应用镜像。

bootfs(boot file system)

bootfs主要包含bootloader和kernel, bootloader主要是引导加载kernel, Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层用的宿主机的bootfs。

rootfs (root file system)

在bootfs之上。包含的就是典型 Linux 系统中的 /dev, /proc, /bin, /etc 等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu，Centos等。

分层理解

下载一个nginx镜像
```
(base) didi@DIDI-C02G137NQ05P ~ % docker pull nginx
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/nginx
e886f0f47ef5: Pull complete
9a9138853e32: Pull complete
598a42ec6587: Pull complete
82e490cc2043: Pull complete
948128637a91: Pull complete
e4cad15ac3f6: Pull complete
096332b242c2: Pull complete
Digest: sha256:32da30332506740a2f7c34d5dc70467b7f14ec67d912703568daff790ab3f755
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest
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下载另外一个nginx版本镜像
```
(base) didi@DIDI-C02G137NQ05P ~ % docker pull nginxinc/nginx-unprivileged
Using default tag: latest
latest: Pulling from nginxinc/nginx-unprivileged
e886f0f47ef5: Already exists
2aa7a0145e75: Pull complete
123bf892d71d: Pull complete
67b1ba97f9d1: Pull complete
a1e29ed27a2b: Pull complete
2a2ba3137419: Pull complete
180f749837c7: Pull complete
89dc6329e0b4: Pull complete
Digest: sha256:ad9a0ffaf09f6631f0f6a11f20a981e72a4b2a0c79a9b5429af1ee5709b7d69e
Status: Downloaded newer image for nginxinc/nginx-unprivileged:latest
docker.io/nginxinc/nginx-unprivileged:latest
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Docker镜像要采用这种分层的结构,最大的好处就是资源共享了。比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来，那么宿主机只需在磁盘上保留一份base镜像，同时内存中也只需要加载一份base镜像，这样就可以为所有的容器服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。

容器数据卷

 什么是容器数据卷

当容器删除后，容器里面的数据自然也就没有了，这样是非常不符合常理的! 为了能保存数据，在Docker中一般使用使用卷技术，让数据挂载到我们宿主机，也就是将 Docker 容器内的数据保存并同步到宿主机的硬盘中，Docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷，这样数据就不会因为容器删除而丢失。
```
#docker volume ls  浏览容器数据卷
DRIVER    VOLUME NAME
local     2a8db050db700573fbc6619c8ee61847e34bf22366ad0c8b8703e2333d8caf95
local     9f32611e21cea7381b2fd1ff725e9d6621013108e68ef0fb54b0fee6369f428f
local     afb82b29f99c6263f53e9b5abc5ec7ccc388fb0c1e1ef12ae49560c97db7c059
local     c61c160b6a6df8550e0e632cbb82254d38972eb409b0cea791a3d1126a43e8ff
local     nginx_conf
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指定路径挂载

docker run -v 宿主机目录路径:容器内路径镜像名
```
# docker run -p 3307:3306 --name mysql02 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -d -v ./docker_mysql/mysql02/conf:/etc/mysql/conf.d  -v ./docker_mysql/mysql02/data:/var/lib/mysql mysql
# docker inspect 55e9744ec1f6
"Mounts": [
            {
                "Type": "bind",
                "Source": "/Users/didi/docker_mysql/mysql02/conf",
                "Destination": "/etc/mysql/conf.d",
            },
            {
                "Type": "bind",
                "Source": "/Users/didi/docker_mysql/mysql02/data",
                "Destination": "/var/lib/mysql",
            }
        ]
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- 在容器中修改数据会同步到宿主机，相反宿主机修改数据也可以同步到容器
- 容器停止退出后，宿主机修改数据依旧会同步到容器
- 删除容器，挂载到宿主机的数据依然不会丢失
这样就实现容器内数据持久化功能

 匿名挂载

docker run -v 容器内路径
```
# docker run -d -P --name nginx01 -v /etc/nginx nginx
# docker volume ls 查看数据卷
DRIVER    VOLUME NAME
local     c61c160b6a6df8550e0e632cbb82254d38972eb409b0cea791a3d1126a43e8ff
 
# docker volume inspect nginx_conf c61c160b6a6df8550e0e632cbb82254d38972eb409b0cea791a3d1126a43e8ff 查看匿名数据卷信息
[
    {
        "CreatedAt": "2023-10-06T10:57:17Z",
        "Driver": "local",
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/c61c160b6a6df8550e0e632cbb82254d38972eb409b0cea791a3d1126a43e8ff/_data",
        "Name": "c61c160b6a6df8550e0e632cbb82254d38972eb409b0cea791a3d1126a43e8ff",
    }
]
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具名挂载

docker run -v 卷名:容器内路径
```
# docker run -d -P --name nginx02 -v nginx_conf:/etc/nginx nginx
# docker volume ls 查看数据卷
DRIVER    VOLUME NAME
local     nginx_conf
 
# docker volume inspect nginx_conf  查看具名数据卷信息
[
    {
        "CreatedAt": "2023-10-06T10:35:24Z",
        "Driver": "local",
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/nginx_conf/_data",
        "Name": "nginx_conf",
    }
]
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指定容器内数据的读写权限

docker run -v 宿主机路径:容器内路径:ro 【容器内只读】
docker run -v 宿主机路径:容器内路径:rw 【容器内可读可写】

数据卷容器

其他容器通过挂载父容器实现数据共享，挂载父容器数据卷的容器，称为数据卷容器。
```
docker run -d -P --name centos02 --volumes-from centos01 centos
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```
DockerFile

dockerfile是用来构建Docker镜像的构建文件，是由一系列命令和参数构成的脚本。构建步骤：
1. 编写DockerFile文件
2. docker build 构建镜像
3. docker run 成为容器
DockerFile 编写

FROM # 基础镜像，当前新镜像是基于哪个镜像的
MAINTAINER # 镜像维护者的姓名,新版本建议用LABEL，以键值对方式添加
RUN # 容器构建时需要运行的命令
EXPOSE # 当前容器对外暴露出的端口
WORKDIR # 指定在创建容器后，终端默认登录时的工作目录
ENV # 用来在构建镜像过程中设置环境变量
ADD # 将宿主机目录下的文件拷贝进镜像且ADD命令会自动处理URL和解压tar压缩包
COPY # 拷贝文件和目录到镜像中,一般用于将在宿主机上事先准备的配置文件复制到镜像中
VOLUME # 容器数据卷，用于数据保存和持久化工作
CMD # 指定一个容器启动时要运行的命令，dockerFile中可以有多个CMD指令，但只有最后一个生效!
ENTRYPOINT # 指定一个容器启动时要运行的命令!
ONBUILD # 当构建一个被继承的DockerFile时运行命令，父镜像在被子镜像继承后，父镜像的ONBUILD被触发

 CMD 和 ENTRYPOINT
```
# Dockerfile01
FROM centos:7
CMD ["ls","-a"]
 
# Dockerfile02
FROM centos:7
ENTRYPOINT ["ls","-a"]
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CMD 和 ENTRYPOINT 两个命令都是指定一个容器启动时要运行的命令：
- CMD：Dockerfile 中可以有多个CMD 指令，但只有最后一个生效，CMD 会被 docker run 之后的参数替换[docker run test01 ls -l ]
- ENTRYPOINT：docker run 之后的参数会被当做参数传递给 ENTRYPOINT，之后形成新的命令组合[ docker run test02 -l ]
DockerFile构建镜像&发布镜像

docker build -f DockerFile地址 -t 新镜像名字:TAG . ps:注意后面这个.
1. 注册账户 dockerhub 需要有一个账号
2. 登陆仓库 docker login -u username
3. 推送镜像 docker push 镜像名
查看镜像构建过程

docker history 镜像名
```
# docker history mycentos01
IMAGE          CREATED         CREATED BY                                      SIZE      COMMENT
63bb12bb16ac   19 months ago   ENTRYPOINT ["ls" "-a"]                          0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      19 months ago   /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/bash"]            0B       
<missing>      19 months ago   /bin/sh -c #(nop)  LABEL org.label-schema.sc…   0B       
<missing>      19 months ago   /bin/sh -c #(nop) ADD file:5b1e63a3cb041177b…   301MB
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Docker网络

安装docker后，他会自动通过三种驱动创建三个不同类型的网络，分别为bridge、host、none,可以通过docker network ls 查看这些网络：
```
# docker network ls：查看docker所有网络
NETWORK ID     NAME      DRIVER    SCOPE
52dbeabb95c7   bridge    bridge    local
86da01f95212   host      host      local
3a0880d024de   none      null      local
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veth-pair(Virtual Ethernet Pair)

在了解docker默认创建的这三种网络之前，先了解一下veth-pair(Virtual Ethernet Pair) 技术,veth-pair 是一种 Linux 内核技术，可用于将两个网络接口连接在一起，这两个网络接口是成对出现的，一个在一个命名空间中，另一个在另一个命名空间中，它提供了一种方式实现了不同网络之间的通信。它常常被用于容器的实现，比如 Docker 中的容器网络，以提供网络隔离和互联。例如，当创建一个 Docker 容器时，内部将会创建一个独立的网络命名空间。此时，将会创建两个 veth-pair 接口，一个接口将附加到容器内的网络命名空间中，另一个接口将附加到主机的网络命名空间中。这些 veth-pair 接口之间的通信将被用来进行容器中的应用程序访问主机网络的操作，以及主机网络中的应用程序访问容器中的应用程序的操作。

bridge网络模式

配置：docker run -d --net=bridge 「不支持通过容器名互相访问」
- bridge网络就是docker默认的网络,即使在启动容器的时候如果不指定bridge模式，那么我们创建的容器所分配的ip都会默认在该网络下
```
# 查看网络信息：docker network inspect bridge
{
  "Name": "bridge",
  "Id": "52dbeabb95c7486fb9be40fdcb5d99f75e08f5605dc4ca740d8bdaabd4151e8a",
  "Created": "2023-10-05T08:09:47.640833083Z",
  "Scope": "local",
  "Driver": "bridge",
  "EnableIPv6": false,
  "IPAM": {
    "Config": [
      {
        "Subnet": "172.17.0.0/16",
        "Gateway": "172.17.0.1"
      }
    ]
  }
}
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host网络模式

配置：docker run -d --net=host
- 如果启动容器的时候使用host模式，那么这个容器将不会获得一个独立的Network Namespace，该容器可以直接使用宿主机的IP地址与外界通信，容器内部的服务端口也可以使用宿主机的端口
```
# 查看网络信息：docker network inspect host
{
  "Name": "host",
  "Id": "86da01f95212c7edd83a23c0b48c471f5a2af090e2d6168906c873d3df3b05d6",
  "Created": "2022-09-01T20:55:41.101556166Z",
  "Scope": "local",
  "Driver": "host",
  "EnableIPv6": false,
  "IPAM": {
    "Config": []
  }
}
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none网络模式

配置：docker run -d --net=none
- 如果启动容器的时候使用none模式，Docker容器拥有自己的NetworkNamespace，但是并不为Docker容器进行任何网络配置。这个Docker容器只有回环网络，没有其他网卡信息。
```
# 查看网络信息：docker network inspect none
{
  "Name": "none",
  "Id": "3a0880d024de753befddc9f77c6207e979fd4823ea14472891093c814764a2e2",
  "Created": "2022-09-01T20:55:41.093611833Z",
  "Scope": "local",
  "Driver": "null",
  "EnableIPv6": false,
  "IPAM": {
      "Config": []
   }
}
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自定义网络模式

配置：docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 mynet 「支持通过容器名互相访问」
```
# 查看网络信息：docker network inspect mynet
{
  "Name": "mynet",
  "Id": "26769acdff3fcceda2dfb0e69b6b2d3b086d6b038be683d6303e54ee21f80126",
  "Created": "2023-10-08T09:13:45.643984422Z",
  "Scope": "local",
  "Driver": "bridge",
  "EnableIPv6": false,
  "IPAM": {
    "Config": [
      {
        "Subnet": "192.168.0.0/16",
        "Gateway": "192.168.0.1"
      }
    ]
  }
}
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不在同一个网络下的容器如何访问？

假设:
- 在 bridge 网络下有一个：centos01
```
# docker network inspect bridge
"Containers": {
    "52471ac2f2cbf1e9a9b4d99095b5e690329c6d184462aa6cf8ae114dfcdd5f88": {
      "Name": "centos02",
      "EndpointID": "b2e9318706334092215bbda884830938860cd7a0fb28cb822f480f1717d1ef7d",
      "MacAddress": "02:42:ac:11:00:03",
      "IPv4Address": "172.17.0.3/16",
      "IPv6Address": ""
    }
  }
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```
- 在 mynet 网络下有一个：centos02
```
# docker network inspect mynet
"Containers": {
    "52471ac2f2cbf1e9a9b4d99095b5e690329c6d184462aa6cf8ae114dfcdd5f88": {
      "Name": "centos02",
      "EndpointID": "74308f38d725a824d3707efa733aba95c440cee72fb6d462398a2fbc159fcefa",
      "MacAddress": "02:42:c0:a8:00:02",
      "IPv4Address": "192.168.0.2/16",
      "IPv6Address": ""
    }
  }
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如果centos01需要访问centos02，就可以使用：docker network connect bridge centos02
```
"Containers": {
            "52471ac2f2cbf1e9a9b4d99095b5e690329c6d184462aa6cf8ae114dfcdd5f88": {
                "Name": "centos02",
                "EndpointID": "b2e9318706334092215bbda884830938860cd7a0fb28cb822f480f1717d1ef7d",
                "MacAddress": "02:42:ac:11:00:03",
                "IPv4Address": "172.17.0.3/16",
                "IPv6Address": ""
            },
            "e0e9175adcb0d40013a15d17a52b8526a61e0aaee428618ff06578d946341665": {
                "Name": "centos01",
                "EndpointID": "6d045dcc5fdb55eb6768a985a7f6aa1edd1881451290c2dd71124e622a421415",
                "MacAddress": "02:42:ac:11:00:02",
                "IPv4Address": "172.17.0.2/16",
                "IPv6Address": ""
            }
        }
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Redis-应用问题（缓存穿透/缓存击穿/缓存雪崩/分布式锁）
原文地址：https://blog.csdn.net/Adenson/article/details/134242486

Docker概述

Docker的诞生

Docker的发展历史

Docker的安装与配置

Docker的基本组成

Docker常用命令

Docker镜像加载原理

联合文件系统(UnionFS)

bootfs(boot file system)

rootfs (root file system)

分层理解

容器数据卷

什么是容器数据卷

指定路径挂载

匿名挂载

具名挂载

指定容器内数据的读写权限

数据卷容器

DockerFile

DockerFile 编写

CMD 和 ENTRYPOINT

DockerFile构建镜像&发布镜像

查看镜像构建过程

Docker网络

veth-pair(Virtual Ethernet Pair)

bridge网络模式

host网络模式

自定义网络模式

不在同一个网络下的容器如何访问？