StudyWithAi系列之Docker

一、开篇

在 Docker 中运行一个程序需要以下步骤：

1. 安装 Docker：首先需要在你的系统上安装 Docker。你可以前往 Docker 官网下载Docker软件，根据安装向导提示完成 Docker 的安装。

2. 创建 Docker 镜像：为了运行程序，我们需要创建一个 Docker 镜像，这个镜像中包含了程序运行所需要的依赖和代码等信息。你可以通过 Dockerfile 来定义镜像的构建规则，并使用 docker build 命令来构建镜像。例如：

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# Dockerfile
FROM python:3.8-slim-buster

WORKDIR /app

COPY requirements.txt .

RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

COPY . .

CMD ["python", "app.py"]

在当前目录下执行 docker build -t myapp . 就可以基于以上的 Dockerfile 构建出一个名为 myapp 的 Docker 镜像。

3. 运行 Docker 容器：一旦你已经成功创建 Docker 镜像，你就可以通过运行容器来启动程序。使用 docker run 命令，指定刚才所创建的 Docker 镜像名称和程序运行所需要的参数即可。例如：

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$ docker run -it --rm myapp

其中 -it 参数表示以交互模式运行容器，--rm 参数表示容器退出后立即删除。你还可以根据实际需求进一步配置容器的网络、存储等参数。

这样，你就可以在 Docker 中成功运行一个程序了。记得在运行时需要替换成你自己的应用名称和命令参数信息。

二、Docker镜像

Docker 镜像获取方式主要有以下几种：

1. 从 Docker Hub 上下载：Docker Hub 是官方的镜像仓库，拥有海量的公共 Docker 镜像供用户下载。你可以通过 docker pull 命令来获取 Docker Hub 上的镜像，例如：

   1	docker pull nginx

2. 从私有镜像仓库下载：如果你在本地或内网环境中搭建了私有的 Docker 镜像仓库，也可以通过 docker pull 命令从中下载镜像。

3. 通过导入本地文件获取：你可以将已有的 Docker 镜像文件打包成压缩包，然后传输给其他机器并通过 docker load 命令重新导入到 Docker 中。具体步骤如下：

   在原机上执行以下命令将镜像打包到 tar 文件中：

   1	docker save myimage > myimage.tar

   然后将 myimage.tar 文件复制到目标机器中，执行以下命令再次导入到 Docker 中：

   1	docker load < myimage.tar

4. 通过构建 Dockerfile 获取：你可以在本地或者远程 Git 仓库中编写 Dockerfile， 然后使用 docker build 命令构建自己的 Docker 镜像。

综上所述，以下是各种方式的具体导入方式的表格形式展现：

三、Docker启动

要运行一个 Docker 容器，你需要使用 docker run 命令。docker run 命令有非常多的参数和配置选项可供调整，以下是常见的一些示例参数及配置：

以下是一些示例的 docker run 命令格式：

1. 在后台运行一个容器

   1	docker run -d <image>

2. 将容器端口映射到宿主机指定端口

   1	docker run -p <host_port>:<container_port> <image>

3. 指定容器名称和环境变量

   1	docker run --name <container_name> -e VAR=value <image>

4. 以交互模式运行容器并挂载本地文件目录

   1	docker run -it --mount type=bind,source=<local_dir>,target=<container_dir> <image>

5. 启动容器并指定执行命令

   1	docker run <image> <command>

注意事项：

1. 需要指定容器所需的所有参数，否则不能正常启动或可能出现不必要的问题。

2. 对于使用 -p 或 -P 参数开启端口映射的容器，需要确保容器内监听的端口与宿主机上映射的端口相符且没有冲突。

3. 当你想要让多个容器之间进行通信时，可以将它们加入同一个网络中。

4. 如果在容器中需要使用外部的数据或配置文件，可以通过 -v 参数或 --mount 参数来将数据或配置文件挂载到容器中。

5. 定义好合适的容器启动策略，否则当容器关机时不会重启导致这个服务无法正常运行。

四、容器管理

Docker 容器管理主要涉及容器的启动、停止、重启、删除、操作等方面，以下是常见的一些操作及相关的命令：

注意事项：

1. 使用相应的命令时，需要将 <container_id/container_name> 替换为对应的容器 ID 或容器名称。

2. 对于 docker exec 命令，要指定一个交互式 shell 来进入容器，例如 /bin/sh, /bin/bash 等。

3. 使用 docker rm 命令删除容器后，容器内所有数据都会被永久删除，请谨慎操作。

4. 如果所在宿主机上有大量未使用的镜像、容器和网络等资源，可以使用 docker system prune 命令来清理这些未被使用的资源。

5. 在使用 docker export 命令导出容器时，只能导出容器的文件系统，并不能导出容器运行时的状态和元数据信息。

五、镜像管理

Docker 镜像管理主要涉及到镜像的获取、查看、打包和删除等，以下是一些常见的操作和命令：

注意事项：

1. 使用相应的命令时，需要将 <image_name>:<tag> 替换为对应的镜像名称和 tag。

2. 镜像的 tag 是区分同名镜像的一种方式，一般情况下默认使用最新版本 :latest。

3. 在使用 docker run 命令启动容器时，可以在镜像名称之后添加额外的参数来配置容器。例如 -p 参数可用于将容器端口映射到主机端口等操作。

4. 镜像打包一般需要依据 Dockerfile 中的定义构建镜像，构建过程可能会下载依赖包、编译代码等操作，因此会比较耗时。可以使用 -t 来指定打包后得到的新镜像名称和 tag。

5. 上传镜像可以将本地构建好的 Docker 镜像推送到远程 Dccker 仓库中，一般情况下默认推送到 Docker Hub 中。需要先登录到 DockerHub 账户并获取相应的账号认证信息。

6. 删除镜像前切记备份相关数据，并检查是否还有其他容器在运行此镜像。如果有，需要先停止并删除容器，再删除镜像。

7. 使用 docker search 命令来搜索官方或第三方仓库中的镜像，也可以在查询语句中加入关键字来缩小查询范围。

六、自制镜像

自制 Docker 镜像需要主要以下几个步骤：编写 Dockerfile、构建镜像、运行容器并测试。

在编写 Dockerfile 时，通常需要包括以下几个部分：

以上仅是一个基本的 Dockerfile 示例，在实际使用中可以根据需要进行修改和扩展。

在构建镜像时，需要切换到 Dockerfile 所在的目录下，然后运行如下命令：

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docker build -t <image_name>:<tag> .

其中 <image_name>:<tag> 是要创建的新镜像的名称和 tag， . 表示 Dockerfile 文件所在目录。构建镜像时 Docker 会根据 Dockerfile 中的配置进行相应的操作，比如下载更新软件包、将指定文件添加到容器中等。

构建完成后，可以使用以下命令来查看系统上所有的镜像：

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docker images

如果需要运行该镜像，可以使用以下命令：

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docker run -it <image_name>:<tag>

其中 -it 参数用于启动一个交互式 shell， 方便用户进行测试使用。运行成功后即可在该镜像中进一步进行相关配置和开发工作。

注意事项：

1. 在编写 Dockerfile 时需特别关注容器安全相关问题。

2. 构建过程可能会耗时较长，在镜像构建前最好先备份当前工作环境，避免无法恢复的损失。

3. 运行容器时，可以使用 -p 参数指定端口映射关系，以使得内部服务能够被外部访问到。

七、Docker网络

Docker 中的网络配置是使得 Docker 容器能够与外界网络进行联通的重要一环。以下是几个关键技术和命令，以及它们的示例说明：

以上仅列举了一些常用的 Docker 网络配置技术和命令，并不全面。

以端口映射为例，假设我们想要在本地 8080 端口访问一个 Docker 容器内运行的 Web 应用，可以通过以下命令来创建一个新的容器，并将容器内部的 80 端口映射到主机的 8080 端口上：

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docker run -p 8080:80 nginx

其中 nginx 是容器的镜像名称， -p 参数将容器内部的 80 端口映射到主机的 8080 端口上。运行命令后即可访问该 Web 应用，并且其地址为 http://localhost:8080/。

注意事项：

1. 注意网络安全问题，对需要暴露出去的端口进行必要的访问控制限制。

2. Docker 网络配置工作涉及到多个方面的调试与协作，构建前应详细阅读文档并进行测试和验证，并在操作间先做好备份或创建快照以便回滚。

八、应用集群

在 Docker 容器中配置软件集群是一项常见的工作，可以利用容器隔离和负载均衡特性提高服务的可伸缩性和容错性。以下列举了几种常规的软件集群配置方法，并用表格展示：

以 Docker Compose 为例，在已编写好的 docker-compose.yml 文件所在目录下，执行以下命令即可进行容器服务集群的搭建与启动：

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docker-compose up

其中 docker-compose.yml 文件内部包含了一个或多个 service，每个 service 可以映射到对应的代码库或者环境配置，通过此方式实现多个容器服务间的交互和协调管理。

注意事项：

1. 配置 Docker 容器集群时需要特别关注安全问题，并进行适合具体业务场景的设置和测试。

2. 不同的配置方式和工具适合不同的场景和需求，选择合适工具能够为服务的质量和效率提供明显的提升。

九、Docker Compose

Docker Compose 是 Docker 官方提供的一个工具，可以利用 YAML 文件来定义和运行多个容器应用。下面是 Docket Compose 的详细介绍和常用关键信息的表格展示。

什么是 Docker Compose

Docker Compose 是 Docker 官方提供的一个工具，它可以将一个包含多个容器应用的项目的部署流程以及容器之间的网络、数据卷、环境变量等属性全部定义在一个 YAML 配置文件中，方便开发人员统一管理和部署整个应用场景。

Docker Compose 常用关键信息

以下是在 Docker Compose 配置文件中经常使用的关键字及其作用：

需要注意的是，除了以上常用关键字之外，Compose 还支持更多关键字和功能，因此可以根据具体的需求灵活地配置 Compose 文件。

通过 Docker Compose 可以大大简化多个容器应用的启动、管理和部署，提高了容器应用复杂场景下的开发效率。

十、Docker Compose管理

以下是一个简单的Docker Compose样例文件，用于启动一个包含MySQL和Nginx容器的Web服务，其中Nginx会代理连接到MySQL：

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version: '3.9'
services:
  mysql:
    image: mysql:5.7
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: example
      MYSQL_DATABASE: testdb
      MYSQL_USER: dbuser
      MYSQL_PASSWORD: dbpass
  nginx:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - ./nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
      - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
    depends_on:
      - mysql

Docker Compose提供了一系列命令来管理应用程序的构建、启动、停止和删除等操作。下表列举了一些常用的Compose命令及其描述：

需要注意的是，为了方便使用这些命令，我们通常可以通过在终端中使用alias命令定义简单的别名。例如，alias dc=docker-compose 可以将docker-compose命令简化为dc。