Docker最全教程——从理论到实战

Posted 2021-01-24 codelove

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在笔者参加腾讯容器服务技术交流会时，我们了解到了藏区牧民的目前的生活艰辛状况，因此除了在同事朋友之间推荐其土特产之外，我们也在此进行初步分享，希望略尽绵薄之力，能够帮助到他们：

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创建自定义 Docker 镜像

 

创建了Dockerfile之后，需为应用程序中的每项服务创建一个相关镜像。如果应用程序由单个服务或 Web 应用程序组成，则只需创建一个镜像。

我们可以使用docker build命令来创建镜像，例如：

docker build ./ -t {镜像名称}

镜像打包好后，我们使用docker image ls命令即可查看当前镜像：

注意：Docker镜像使用分层存储的架构，也就是说镜像实际是由多层文件系统联合组成。镜像构建时，会一层层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。因为分层存储的特征，使得镜像的复用、定制变的更为容易。甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。所以，当我们使用Docker images命令，会列出这么多的镜像，我们可以定期清理那些无用的镜像。

如果使用 Visual Studio 创建带 Docker 支持的项目时，不会显式创建镜像。我们按下 F5 并运行时，VS就会自动创建镜像，不会出现明显的过程（在输出面板可以了解整个过程，如下图所示），但我们需要了解其原理，否则出现问题将无从下手。

 

在 docker-compose.yml中定义服务

 

关于Compose

Compose是一个用于定义和运行多Docker应用程序的工具。使用Compose，我们可以使用YAML文件来配置应用程序的服务。然后，使用单个命令，我们就可以从配置中创建并启动所有服务。

Compose适用于所有环境：生产环境、模拟（演示）环境、开发环境和测试环境以及CI工作流程。

主要功能和特性：

• 单个主机上的多个隔离环境

  Compose使用项目名称来隔离环境，因此可以根据不同的环境要求来进行定义。

• 创建容器时保留卷数据

  Compose会保留服务使用的所有卷和数据。当使用docker-compose up命令运行时，如果发现该服务之前运行过，它会将进行增量操作，可确保在卷中创建的数据都不会丢失。

• 仅重新创建已更改的容器

  Compose存在缓存，可用于创建容器。当重新启动未更改的服务时，Compose将重用现有容器。

• 可以定义变量，而且可以根据不同环境不同用户之间进行组合使用

  Compose支持Compose文件的变量定义，我们可以使用这些变量为不同环境或不同用户进行自定义组合。

另外，Compose能够通过命令管理应用程序的整个生命周期，通过命令可以：

• 启动，停止和重建服务等

• 查看正在运行的服务的状态

• 通过流输出正在运行的服务的日志

• 对某个服务执行命令

注意：Docker for Windows安装包括：安装提供 Docker Engine，Docker CLI客户端，Docker Compose，Docker Machine和 Kitematic。也就是如果是使用Docker for Windows的用户，无需再独立安装Docker Compose。

我们可以通过运行以下命令来确认我们本地的环境：

docker-compose -v

 

常见场景

• 开发或本地环境运行多个服务

  在开发过程时，在隔离环境中运行应用程序并与之交互的能力至关重要。Compose命令行工具可用于创建环境并与之交互。比如通过Compose文件，配置所有应用程序的服务依赖（数据库，消息队列，高速缓存，Web服务的API，等等），然后使用单个命令（docker-compose up）为每个依赖项创建和启动一个或多个容器，使整个程序能够正常运行起来。

• 自动化测试环境

  任何持续部署或持续集成过程的一个重要部分是自动化测试套件。自动化端到端测试需要一个运行测试的环境。Compose提供了一种方便的方法来创建和销毁隔离的测试环境。我们只需要通过在Compose文件，即可定义完整环境，并且可以在几个命令中创建和销毁这些环境，如下所示：

• 单主机部署

 

使用Compose

使用Compose有以下三个步骤：

1. 使用Dockerfile定义应用环境，以便在任意地方进行复制

2. 在 docker-compose.yml 中定义组合应用，以便它们可以在隔离的环境中一起运行

3. 最后，执行docker-compose up命令，Compose 将启动并运行整个应用程序。

由此可见，第二步决定了Compose的执行，一个简单的docker-compose.yml文件如下所示：

其定义了web和redis两个应用。接下来，我们一起来了解docker-compose.yml 文件。

 

了解docker-compose.yml

借助 docker-compose.yml 文件，我们可以定义一组相关服务，通过部署命令将其部署为组合应用程序。简单的说，我们可以通过docker-compose.yml来定义多个服务，以便一次执行。

这里笔者以Magicodes.Admin为例，基础框架提供了后台接口服务以及后台前端应用两个，那么我们可以定义docker-compose.yml 文件以便部署为组合应用程序，也就是说，一个命令托管和运行多个服务：

以上是一个简化的配置，定义了两个服务以及环境变量和端口。值得说明的是，在docker中我们无法访问localDb，这时我们建议访问独立的数据库服务或者使用数据库镜像，例如：

sql.data:

image: mssql-server-linux:latest

environment:

- [email protected]

- ACCEPT_EULA=Y

ports:

- "5433:1433"

注意：SQL Server也提供了Docker镜像，并且支持Linux容器。在上面的配置中，通过环境变量设置了sa账号的密码。值得注意的是，我们并不推荐在生产环境中使用数据库的容器镜像来托管数据，这点我们后续再来详聊。

 

了解YAML语言

很多教程并不会讲述这点，但是笔者认为这点也非常重要，因为了解YAML的语法和规范，可以在开发调测的过程中避免很多错误，也便于我们更好的配置基于YAML语法的文件——比如docker-compose.yml文件。

 

什么是YAML？

YAML 是一种简洁的非标记语言。YAML以数据为中心，使用空白，缩进，分行组织数据，从而使得表示更加简洁易读。

这里提供一个YAML语法验证网站：http://nodeca.github.io/js-yaml/

基本规则

1. 大小写敏感

2. 使用缩进表示层级关系

3. 禁止使用tab缩进，只能使用空格键

4. 缩进长度没有限制，只要元素对齐就表示这些元素属于一个层级

5. 使用#表示注释

6. 字符串可以不用引号标注

YAML中允许表示三种格式，分别是常量值，对象和数组，如下所示：

对于YAML的讲解，我们就说到这里，我们继续本篇内容。

 

docker-compose.yml文件配置项

docker-compose.yml 文件不仅指定正在使用的容器，还指定如何单独配置各容器。常用的配置项如下所示：

• build：定义镜像生成，可以指定Dockerfile文件所在的目录路径，支持绝对路径和相对路径；

• image：从指定的镜像中启动容器，可以是存储仓库、标签以及镜像 ID，如果镜像不存在，Compose 会自动拉去镜像；

• environment：定义环境变量和配置；

• ports：定义端口映射，比如上面配置中将容器上的公开端口 80 转接到主机上的外部端口 9901和9902；

• depends_on，定义依赖关系。此定义会让当前服务处于等待状态，直到这些依赖服务启动。比如某个服务依赖数据库服务，那么通过此配置解决了服务的启动顺序的问题；

• volumes，挂载一个目录或者一个已存在的数据卷容器，可以直接使用 HOST:CONTAINER 这样的格式，或者使用 HOST:CONTAINER:ro 这样的格式，后者对于容器来说，数据卷是只读的，这样可以有效保护宿主机的文件系统；

• context，指定Dockerfile 的文件路径，也可以是到链接到 git 仓库的 url；

• args,指定构建参数，这些参数只能在构建过程中访问；

• target，定义构建指定的阶段Dockerfile，比如针对不同阶段使用不同的dockerfile，开发阶段使用支持编译调试的dockerfile，而生产环境，则使用轻量级的dockerfile；command，覆盖默认命令；

• container_name，指定自定义容器名称，而不是生成的默认名称。

由于篇幅有限，我们就不提供过多介绍和示例了。不过我们建议大家访问此地址，来做一个全面的了解：

https://docs.docker.com/compose/compose-file/#reference-and-guidelines

最后，分享几个小技巧：

• 可以通过配置项depends_on来定义依赖关系，这点对于控制服务的执行顺序尤为重要，比如先启动数据库然后再启动web服务。

• 如何使用JSON文件进行配置？可以指定文件名称，如下所示：

  docker-compose -f docker-compose.json up

• 如何分阶段构建？推荐使用target配置项。

 

Visual Studio和docker-compose

我们定义完docker-compose.yml之后，如果是使用Visual Studio进行开发，通过其Docker tool会让开发调测变得非常简单和易用。对于未启用docker支持的项目，我们可以通过右键菜单进行启用：

启用之后，会自动添加相关支持（包括生成dockerfile、docker-compose.yml以及.dockerignore等），然后通过其docker工具可以直接启动运行并且支持调试，如下图所示：

点击工具栏的【Docker】按钮或者按下【F5】均可直接运行并调试，启动后如下图所示：

运行完成后，VS还会自动打开相关服务的默认页。

如果不依赖Visual Studio进行运行，我们在下节进行讲述。