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持续学习&持续更新中…

守破离

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阮一峰【Docker 入门教程】：https://www.ruanyifeng.com/blog/2018/02/docker-tutorial.html

【博客文章】https://bbs.huaweicloud.com/blogs/285728、https://cloud.tencent.com/developer/article/2011938

初识Docker

Docker官网：

• https://www.docker.com/
• https://hub.docker.com/

Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术：

• 可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意Linux操作系统
• 运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰
• 启动、移除等都可以通过一行命令完成，方便快捷

项目部署的问题

大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：

• 依赖关系复杂，容易出现兼容性问题
• 开发、测试、生产环境有差异

Docker如何解决依赖的兼容问题

• 将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包
• 将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰

Docker如何解决不同系统环境的问题

不同环境的操作系统不同，Docker如何解决？我们先来了解下操作系统结构

• 用户程序【MySQL】：基于系统函数库实现功能
• 系统应用【ubuntu】：封装内核指令为函数，便于程序员调用
• Linux内核：与硬件交互，提供操作硬件的指令

Ubuntu和CentOS都是基于Linux内核，只是系统应用不同，提供的函数库有差异。此时，如果将一个Ubuntu版本的MySQL应用安装到CentOS系统，MySQL在调用Ubuntu函数库时，会发现找不到或者不匹配，就会报错了：

Docker如何解决不同系统环境的问题？

• Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu的)函数库一起打包
• Docker运行到不同操作系统时，借助于已经打包好的库函数，直接调用Linux内核来运行
• 也就是说，Docker打包好的程序包可以运行在任何一个基于Linux内核的操作系统上

总结：

Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

• Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
• Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题

• Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

Docker与虚拟机

• 虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

• Docker仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统。

总结：

• docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统

• docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

镜像与容器

• 镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
• 容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器做隔离，对外不可见。

• 一切应用最终都是代码组成，都是硬盘中的一个个的字节形成的文件。只有运行时，才会加载到内存，形成进程。

• 而镜像，就是把一个应用在硬盘上的文件、及其运行环境、部分系统函数库文件一起打包形成的文件包。这个文件包是只读的。

• 容器呢，就是将这些文件中编写的程序、函数加载到内存中运行，形成进程，只不过要隔离起来。因此一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程。

• 例如你下载了一个QQ，如果我们将QQ在磁盘上的运行文件及其运行的操作系统依赖打包，形成QQ镜像。然后你可以启动多次，双开、甚至三开QQ，跟多个妹子聊天。

Docker与DockerHub

• 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。
• DockerHub：DockerHub是一个Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。
• 国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、阿里云镜像库 等。
• 我们一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：

Docker架构

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。

总结：

镜像：

• 将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起

容器：

• 镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器

Docker结构：

• 服务端：接收命令或远程请求，操作镜像或容器
• 客户端：发送命令或者请求到Docker服务端

DockerHub：

• 一个镜像托管的服务器，类似的还有阿里云镜像服务，统称为DockerRegistry

总结

什么是Docker：

• 帮助我们快速构建应用镜像、交付应用、运行应用的技术

什么是镜像：

• 将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起就是镜像

什么是容器：

• 镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器

Docker工作流：

• 构建自定义镜像或者从DockerRegistry拉取镜像
• 根据镜像创建容器，并运行

安装Docker

企业部署一般都是采用Linux操作系统，而其中又数CentOS发行版占比最多，因此我们在CentOS下安装Docker。

安装Docker

• 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。

• 官方网站上有各种环境下的 安装指南，这里主要介绍 Docker CE 在 CentOS上的安装。

CentOS安装Docker

• 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。

卸载（可选）

• 如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载：

  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
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安装docker

• 首先需要大家虚拟机联网，并安装yum工具

  yum install -y yum-utils \
             device-mapper-persistent-data \
             lvm2 --skip-broken
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• 然后更新本地镜像源：

  # 设置docker镜像源
  yum-config-manager \
      --add-repo \
      https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
      
  sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com\/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo
  
  yum makecache fast
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• 然后输入命令：

  yum install -y docker-ce
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• docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功。

启动docker

• 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！

• 启动docker前，一定要关闭防火墙后！！

  # 关闭
  systemctl stop firewalld
  # 禁止开机启动防火墙
  systemctl disable firewalld
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• 通过命令启动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
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• 然后输入命令，可以查看docker版本：

  docker -v
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配置镜像仓库加速

• docker官方镜像仓库网速较差，我们需要设置国内镜像服务：

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

Docker基本操作

镜像操作

镜像相关命令

• 镜像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

镜像操作命令

总结：镜像操作有哪些？

• docker images
• docker rmi
• docker pull
• docker push
• docker save
• docker load

案例：从DockerHub中拉取一个nginx镜像并查看

案例：利用docker save将nginx镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来

案例：去DockerHub搜索并拉取一个Redis镜像

容器操作

容器相关命令

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

案例：创建运行一个Nginx容器

总结：

docker run命令的常见参数有哪些？

• –name：指定容器名称
• -p：指定端口映射
• -d：让容器后台运行

查看容器日志的命令：

• docker logs
• 添加 -f 参数可以持续查看日志

查看容器运行状态：docker ps [-a]

案例：进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加“传智教育欢迎您”

总结：

查看容器状态：

• docker ps
• 添加-a参数查看所有状态的容器

删除容器：

• docker rm
• 不能删除运行中的容器，除非添加 -f 参数

进入容器：

• 命令是docker exec -it [容器名] [要执行的命令]
• exec命令可以进入容器修改文件，但是在容器内修改文件是不推荐的

容器内部会模拟一个独立的Linux文件系统，看起来如同一个linux服务器一样，nginx的环境、配置、运行文件全部都在这个文件系统中，包括我们要修改的html文件。但是容器内没有vi命令【没有多余的命令】，无法直接修改

案例：创建并运行一个redis容器，并且支持数据持久化

案例：进入redis容器，并执行redis-cli客户端命令，存入num=666

数据卷操作

容器与数据耦合的问题

数据卷

• 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

操作数据卷

案例：创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

总结：

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

数据卷操作：

• docker volume create
• docker volume ls
• docker volume inspect
• docker volume rm
• docker volume prune

挂载数据卷

案例：创建一个nginx容器，修改容器内的html目录内的index.html内容

总结：

数据卷挂载方式：

• -v volumeName: /targetContainerPath
• 如果容器运行时volume不存在，会自动被创建出来

案例：创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器

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

docker run \
  --name mymysql \
  -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
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数据卷挂载的方式对比

总结

docker run的命令中通过 -v 参数挂载文件或目录到容器中：

• -v volume名称:容器内目录
• -v 宿主机文件:容器内文件
• -v 宿主机目录:容器内目录

数据卷挂载与目录直接挂载的

• 数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
• 目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

Dockerfile自定义镜像

镜像结构

• 镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。

• 镜像是分层结构，每一层称为一个Layer

  • Entrypoint：入口，是镜像中应用启动的命令
  • 其它：在BaseImage基础上添加依赖、安装程序、完成整个应用的安装和配置
  • BaseImage层：包含基本的系统函数库、环境变量、文件系统

Dockerfile语法

• 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。

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

构建Java项目

案例1：基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个Java项目

Dockerfile：

# 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：docker-demo.jar打包时暴露的是8090端口
EXPOSE 8090
# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar
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PS：docker build -t javaweb:1.0 .最后的这个.代表的是Dockfile所在的位置【目录】。

案例2：基于java:8-alpine镜像，将一个Java项目构建为镜像

Dockerfile：

# 指定基础镜像
FROM java:8-alpine

# 拷贝jdk和java项目的包
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar

# 暴露端口
EXPOSE 8090
# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar
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总结：

• Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程
• Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建
• 基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如：java:8-alpine

DockerCompose

认识DockerCompose

• 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！

• 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。

• DockerCompose的详细语法参考官网：https://docs.docker.com/compose/compose-file/

• 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。

DockerCompose文件对比之前手动部署：

CentOS7安装DockerCompose

下载

• Linux下需要通过命令下载：

  # 安装
  curl -L https://github.com/docker/compose/releases/download/1.23.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose
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• 如果下载速度较慢，或者下载失败，可以使用课前资料提供的docker-compose文件上传到/usr/local/bin/目录也可以。

修改文件权限

• 修改文件权限：

  # 修改权限
  chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
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Base自动补全命令

• 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
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• 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
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部署微服务集群

将之前学习的cloud-demo微服务集群利用DockerCompose部署

docker-compose.yml：

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: root
    volumes:
      - "./mysql/data:/var/lib/mysql"
      - "./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d/"
  userservice:
    build: ./user-service
  orderservice:
    build: ./order-service
  gateway:
    build: ./gateway
    ports:
      - "10010:10010"

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user-service、order-service、gateway的Dockerfile：

FROM java:8-alpine
COPY ./app.jar /tmp/app.jar
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar
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mysql目录下的conf目录：

mysql目录下的data目录：

PS：

• 由于nacos服务有可能启动的比其他服务晚，因此最好重启一下gateway、userservice、orderservice【命令：docker-compose restart gateway userservice orderservice】；

• 或者也可以提前部署好Nacos服务，然后再利用DockerCompose来部署其他微服务集群。

Docker镜像仓库

Docker镜像仓库介绍

镜像仓库（ Docker Registry ）有公共的和私有的两种形式：

• 公共仓库：例如Docker官方的 Docker Hub，国内也有一些云服务商提供类似于 Docker Hub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、DaoCloud 镜像服务、阿里云镜像服务等。

• 除了使用公开仓库外，用户还可以在本地搭建私有 Docker Registry。企业自己的镜像最好是采用私有Docker Registry来实现。

配置Docker信任地址

• 搭建私有Docker镜像仓库之前需要先配置一下这个

• 我们的私服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

  # 打开要修改的文件
  vi /etc/docker/daemon.json
  # 添加内容：
  "insecure-registries":["http://192.168.150.101:8080"]
  # 重加载
  systemctl daemon-reload
  # 重启docker
  systemctl restart docker
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搭建私有Docker镜像仓库

• 搭建镜像仓库可以基于Docker官方提供的DockerRegistry来实现。

• 官网地址：https://hub.docker.com/_/registry

方法一：简化版镜像仓库

• Docker官方的Docker Registry是一个基础版本的Docker镜像仓库，具备仓库管理的完整功能，但是没有图形化界面。

• 搭建方式比较简单，命令如下：

  docker run -d \
      --restart=always \
      --name registry	\
      -p 5000:5000 \
      -v registry-data:/var/lib/registry \
      registry
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• 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://YourIp:5000/v2/_catalog 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

方法二：带有图形化界面版本

• 使用DockerCompose部署带有图象界面的DockerRegistry，命令如下：

  version: '3.0'
  services:
    registry:
      image: registry
      volumes:
        - ./registry-data:/var/lib/registry
    ui:
      image: joxit/docker-registry-ui:static
      ports:
        - 8080:80
      environment:
        - REGISTRY_TITLE=私有仓库名称
        - REGISTRY_URL=http://registry:5000
      depends_on:
        - registry
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• 搭建成功后，在浏览器页面输入：http://192.168.150.101:8080即可访问。

在私有镜像仓库推送或拉取镜像

参考

黑马程序员:SpringCloud微服务技术栈.

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本文完，感谢您的关注支持！

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