1. 介绍

docker是什么

Docker使用go基于linux lxc（linux containers）技术实现的开源容器，诞生于2013年年初，最开始叫dotcloud公司，13年年底改名为docker inc。

2017年下载次数达到了百亿次，估值达13亿美元，通过对应用封装（Packaging）、分发（Distribution）、部署（Deployment）、运行（Runtime）全生命周期管理，达到“一次封装，到处运行”

为何使用docker?

Docker直译码头工人，将各种大小和形状的物品装进船里。这对从事软件行业的人来说，听起来很熟悉，花了大量时间和精力把一个应用放在另一个应用里

docker出现之前，对不同环境的安装、配置、维护工作量很多，如部署，配置文件，crontab，依赖等等。

使用docker，无需关心环境，只需要一些配置就能构建镜像，而部署则用一条run命令

虚拟机 vs 容器

虚拟机需要有额外的虚拟机管理应用和虚拟机操作系统层，操作系统层不仅占用空间而且运行速度也相对慢

docker容器是在本机操作系统层面上实现虚拟化，因此很轻量，速度接近原生系统速度

虚拟机启动速度是分钟级别，性能较弱、内存和硬盘占用大，一个物理机最多跑几十个虚拟机，但它的隔离性比较好。

docker启停都是秒级实现，内存和硬盘占用非常小，单机支持上千个容器，在ibm服务器上可运行上万个容器

容器跟虚机相比，有着巨大的优势

docker优点

只关心应用：以往我们需要关心操作系统、软件、项目，有了docker我们可以只关心应用而不是操作系统，docker发展迅速，基于docker的paas平台也层出不穷，使得我们能更方便的使用docker

快速交付：docker可在秒级提供沙箱环境，开发，测试，运维使用完全相同的环境来部署代码

微服务：docker有助于将一个复杂系统分解，让用户用更离散的方式思考服务

离线开发：将服务编排在笔记本中移动办公，使用docker可在本机秒级别启动一个本地开发环境

降低调试成本：在测试和上线时产生无效的类、有问题的依赖、缺少的配置等问题，docker可让一个问题调试和环境重现变得更简单

CD：docker让持续交付实现变得更容易，特别是对于蓝绿部署就更简单。

第一版上线时，需要上第二版新功能，两个版本功能会有冲突，这时用docker实现蓝绿部署就非常方便了

如：可以部署两个版本同时在线，新版本测试没问题了把老版本流量切到新版本就可以了

迁移：可以很快的迁移到其他云或服务器

与传统虚拟机方式相比，容器化方式在很多场景下都是存在极为明显的优势。无论是开发、测试、运维都应该尽快掌握docker，尽早享受其带来的巨大便利

容器化方式在很多场景下都有极大的优势。无论是开发、测试、运维都应该尽快掌握docker，尽早享受其带来的巨大便利

概念

再来了解docker非常关键的概念，这样才能理解docker容器整个生命周期

概念—镜像

镜像（类）=文件系统+数据，我常常用开发语言中的类比作镜像，对象比作容器

镜像由多个层加上一些docker元数据组成，容器运行着由镜像定义的系统

概念—容器

容器（对象）=镜像运行实例

容器是镜像的运行实例，可以使用同一个镜像运行多个实例。如图所示，一个ubuntu docker镜像产生了三个ubuntu容器，docker利用容器运行和隔离应用

从读写角度来说，镜像是只读的，容器是在镜像上添加了一层可读写的文件系统

概念—层

层=文件变更集合

像传统虚机应用，每个应用都需要拷贝一份文件副本，运行成百上千上磁盘空间会迅速耗光，而docker采用写时复制来减少磁盘空间，当一个运行中的容器要写入一个文件时，它会把该文件复制到新区域来记录这次的修改，在执行docker提交时将这次修改记录下并产生一个新的层。docker分层解决大规模使用容器时碰到的磁盘和效率问题

概念—仓库

docker借鉴了大量git优秀的经验。docker仓库分公有库和私有库，最大的公开仓库是docker hub，国内也有很多仓库源

2. 创建第一个docker应用

通过创建一个docker应用来看看docker是怎么方便使用的

创建docker镜像方式

创建docker有四种方式

但最常用的docker命令+手工提交和Dockerfile的方式

对于我们来说Dockerfile是最常用也是最有用的 “dockerfile” 

那创建一个docker应用只需要三步：编写dockerfile、构建镜像、运行容器

编写dockerfile

那我们就开始用dockerfile来创建一个应用

Dockerfile是包含一系列命令的文本文件，这个文件包含6条命令

1、FROM是使用php官方镜像，左边是镜像名字，右边是标签名字，标签名字不写默认是latest

2、声明维护人员

3、RUN运行一条linux命令，我们把php代码重定向到/tmp/index.php

4、EXPOSE声明要开放的端口

5、WORKDIR启动容器后默认目录

6、CMD容器启动后，默认执行的命令，相当于应用的入口，用php自带的webserver监听8000

构建镜像

使用docker build命令生成镜像，—tag指定镜像的名字，左边是名字，右边是标签，最后有个.表示在当前目录查找Dockerfile

可以看到，每个命令都会有个输入输出，输入是命令，输出是给到层的id，所以，基本上每个命令都会产生一个层

最后提示镜像构建成功，并打上镜像标签

运行容器

第三，使用docker run命令运行镜像，-p将容器的8000端口映射到本机8000端口，—name给容器起个名字

用curl对本机8000端口请求，服务器返回当前时间，说明我们构建的容器运行成功了

请求本地8000端口，服务器返回当前时间

dockerfile常用命令

其实Dockerfile常用命令就5个：from、add、run、workdir、cmd

创建docker应用步骤

• 编写dockerfile

• 构建镜像

• 运行容器

使用docker应用步骤

• 拉取镜像

• 运行容器

dockerfile最佳实践

• 精简镜像用途

  尽量让每个镜像的用途单一

• 选择合适基础镜像

  选择以alpine、busybox等基础的镜像

  busybox：号称操作系统里的瑞士军刀，只有……这么大，但却有一百多常用命令

  如果你的目标是小而精，busybox是首选，因为它已经精简到没有bash，使用的是ash，一个兼容posix的shell

  

Alpine：你的目标是小但是又有一些工具的话，可以选择alpine，它是一个面向安全的轻量linux发行版，它关注安全、性能和资源效能，比busybox功能更完善，还提供apk查询和安装软件包，大小只有2-3兆

很多官方的镜像都有alpine的镜像，像刚刚使用的php镜像

• 提供维护者信息

• 正确使用版本

  使用明确的版本号，而非依赖于默认的latest，避免环境不一致导致的问题

  

• 删除临时文件

  如安装软件后的安装包，如上图2、3步骤

• 提高生成速度

  如内容不变的指令尽量放在前面，这样可以复用

• 减少镜像层数

  多条命令写在一起，使生成的镜像层数少，如上图2、3步骤

• 恰当使用multi-stage

  保证最终生成镜像最小化

3. 常用命令

search

想使用一个镜像，用这个命令就可以了，默认按评分排序

official如果是ok表示是官方镜像

Auto标示它是否用dickerfile进行自动化镜像构建

pull

一旦确定一个镜像，通过对其名称执行docker pull来下载

标签默认是latest，严格来讲，镜像的仓库名还应该添加仓库地址的，默认是registry.hub.docker.com Docker images命令查找下载的镜像

run

使用docker run运行一个容器，it表示用交互式方式运行，最后表示要执行的命令

其实更常用的方式是以后台方式来执行，这时用d参数在后台运行

运行后用exec命令进去到容器

tag

Docker tag给镜像一个新tag名字

Docker images查看centos镜像，把centos:latest打上centos:yeedomliu，这时再看会有3个centos，latest和yeedomliu的镜像id是相同的

把centos:yeedomliu删除，再查看latest还会存在，最后用rmi命令删除latest就会真正把latest镜像删除掉

如果相同镜像存在多个标签，只有最后一次的rmi命令会真正删除镜像

ps

Ps可以查看运行中的容器

rmi

删除一个镜像，同一个镜像id的不同标签的镜像，使用rmi删除最后一个镜像才会真正删除这个镜像

rm

删除docker容器，如果运行中的容器需要加-f

diff

容器启动后文件变化情况

logs

查看容器运行后的日志

cp

我们想从容器里面拷贝文件到宿主机，或相反的过程就可以用到cp命令

container prune

随着使用docker时间越长，停止状态下的容器会越来越多，这些都会占据磁盘空间

image prune

未被打标签的镜像可以用image prune命令清理

system prune/df

如果你觉得刚刚两条命令执行起来麻烦，可以用docker system prune一条命令搞定

另外用system df查看docker磁盘空间

4. 实战

了解了docker基础知识后，可进入相对实战的环节

1. 本地开发

2. 常见问题

3. 架构

4. 优化

• 本地开发

  我们的项目使用了很多服务，如redis/mysql/mongodb等等，如果一个个运行起来，还加上配置，容易出手，也比较麻烦

kitematic：与使用命令行管理本地容器相比，你更想使用图形工具对容器管理，官方推出的容器管理工具，通过它可以查找镜像、创建容器、配置、启停容器等管理

这是配置容器端口和宿主机端口，目录，网络等映射界面

docker-compose

compose定位是“定义和运行多个docker容器的应用”，前身fig，目前仍然兼容fig格式的模板文件。

一条命令可以把一个复杂的应用启动起来

日常工作中，经常碰到多个容器相互完成某项任务

docker-compose示例1

默认模板文件名叫docker-compose.yml，结构很简单，每个顶级元素为服务名称，次级信息为配置信息

这里使用了redis/mongodb/mysql/nginx镜像，分别给它们映射了本地目录、端口、密码等信息，nginx镜像需要使用redis/mysql等服务，用links命令连接进来

docker-compose示例2

如果在本地开发，每个项目都可以像之前说的那样配置，这里提供了另外一种做法

我把公共的资源在一开始就启动，每个项目里只启动nginx镜像并关联其它的服务即可

公共服务compose

项目compose

• 常见问题

  主进程：docker启动第一个进程称主进程，就是id为1的进程，这个进程退出就意味着容器退出，所以想要使docker作为服务使用，这个进程是不能退出的

  expose命令是声明暴露的端口，运行时用-P才会生效。一般ports命令是做真正的端口映射，比较常用

• 架构

  安装了docker的主机，一般在一个私有网络上

  1、调用docker客户端可以从守护进程获取信息或发送指令

  2、docker守护进程使用http协议接收来自docker客户端的请求

  3、私有docker注册中心存储docker镜像

  4、docker hub是由docker公司运营的最大的公共注册中心

  互联网上也存在其他公共的注册中心

调用 Docker客户端可以从守护进程获取信息或给它发送指令。守护进程是一个服务器，它使用 HTTP协议接收来自客户端的请求并返回响应。相应地，它会向其他服务发起请求来发送和接收镜像，使用的同样是 HTTP协议。该服务器将接收来自命令行客户端或被授权连接的任何人的请求。守护进程还负责在幕后处理用户的镜像和容器，而客户端充当的是用户与 REST风格 API之间的媒介。

理解这张图的关键在于，当用户在自己的机器上运行 Docker时，与其进行交互的可能是自己机器上的另一个进程，或者甚至是运行在内部网络或互联网上的服务。

• 优化

  使用小镜像：一般来说，使用小的镜像都相对比较优秀，如官方的镜像基本上都有基于alpine的镜像

  事后清理：删除镜像里软件包或一些临时文件，减小镜像大小

  命令写一行：多个命令尽量写在一起有助于减少层数，也会减少镜像的大小

  脚本安装：使用脚本进行初始化时，可以有效减少dockerfile的命令，同时带来另外的问题，可读性不好并且构建镜像时缓存不了

  扁平化镜像：构建镜像过程中，可能会涉及到一些敏感信息，或者用了上面的办法镜像依然很大，可以试试这个办法

  docker export 容器名或容器id | docker import - 镜像标签

  multi-stage：从docker 17.05版本开始，docker支持multi-stage（多阶段构建），特别适合编译型语言，如我在一个镜像下编译，在另外一个很小的系统运行，如下图，go项目在golang环境下编译，在alpine环境下运行