Docker学习

阅读声明：
1.本文为个人学习笔记，内有多图，需要看图片中的控制台的代码，以便理解；
2.文中所出现的服务器ip地址与暴露端口均为无效地址。服务器实例已被注销，请勿尝试连接或进行无效的攻击。维护网络秩序，你我有责；
3.文章中的图部分引用与网络，侵权请联系删除；
4.部分知识理解均为个人见解，若有不当之处，欢迎指出，共同交流学习。

1. Docker 为什么会出现？

一款产品必经之路开发 -> 上线，dev 与 prod 是两个环境。配置端口、配置环境都不同，每一个机器都要部署环境，配置起来非常麻烦，还可能出错。

常常会出现这样一种情况：程序在我的电脑上可以运行，换了个地方就不行了。

环境版本更新，导致服务不可用

在服务器配置应用环境，不能跨平台（windows 开发 -> Linux 上线）

于是，我们希望，发布一个项目可以连带环境一起打包 jar ->（jar + (Redis MySQL jdk) 一起上线？

Docker 给以上的问题，提出了解决方案

Java — jar（环境）— 打包项目带上环境（镜像）— （Docker仓库）— 下载镜像即可运行

2. Docker能做什么

Docker与虚拟机技术的不同

传统虚拟机，虚拟出一套硬件，运行一个完整的操作系统，然后再这个系统上安装和运行软件
容器内的应用直接运行在宿主机的内容，容器时没有自己的内核的，也没有虚拟我们的硬件，所以就轻便了
每个容器间时相互隔离，每个容器内都有一个属于自己的文件系统，互不影响。

DevOps（开发、运维）

应用更快速的交付和部署

传统：一堆帮助文件，安装程序

Docker：打包镜像发布测试，一键运行

更便捷的升级和扩缩容

使用Docker之后，部署应用就像搭积木

项目打包成一个镜像，拓展服务器A 拓展服务器B

更简单的系统运维

在容器化之后，我们的开发，测试环境都是高度一致的，不存在说“我的电脑能运行的情况了”

更高效的计算机资源利用

Docker是内核级别的虚拟化，可以在一个物理机上运行很多个容器实例，服务器的性能可以被压榨到极致。

3. Docker的组成

image： docker镜像就好比一个模板，可以通过这个模板来创建容器服务，tomcat镜像 -> run -> tomcat01容器（提供服务），通过这个镜像可以创建多个容器（最终服务运行或者项目运行就是在容器中的）。

container： Docker 利用容器技术，独立运行一个或者一个组应用，通过镜像来创建的

启动、停止、删除、基本命令

目前就可以把这个容器理解未就是一个建议的 linux 系统

repository： 仓库就是存放镜像的地方，仓库分为公有仓库和私有仓库

4. 环境准备

需要会Linux基础
CentOS 7
使用 Xshell 连接远程服务器进行操作

5. Docker的安装

安装Docker

安装yum插件

yum install -y yum-utils

看到后面的Complete!即表示插件安装成功

设置镜像的仓库为阿里云镜像仓库

yum-config-manager
–add-repo
http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

更新yum软件包索引

yum makecache fast

安装docker镜像 docker-ce 社区 docker-ee 企业版默认安装最新版

yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

安装的过程中有两个地方需要输入y

等待片刻，最后出现Complete！即是安装完成

启动docker服务

systemctl start docker

这样即表示启动成功

如果你还不相信的话，你可以输入个

docker version

来查看安装的版本号

运行Hello world程序

docker run hello-world

查看下载的镜像

docker images

卸载docker

1. 卸载依赖

yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io

2. 删除资源

rm -rf /var/lib/docker

/var/lib/docker 是docker的默认资源路径

6. 配置阿里云镜像加速

配置阿里云镜像加速

分别执行以下4个命令

sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{"registry-mirrors": ["https://jqwynzjh.mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

在etc下创建docker目录

更换docker镜像

重新加载配置文件重启docker

7. 底层原理

简单的Hello-World程序是怎么执行的？

底层原理

Docker 是怎么工作的？

Docker 是一个Client - Server 结构的系统，Docker的守护进程运行在主机上，通过Socker从客户端访问，DockerServer 接收到 Docker - Client 的指令，就会执行这个命令。

Docker 为什么比VM快？

Docker有着比虚拟机更少的抽象层，由于Docker不需要Hypervisor实现硬件资源虚拟化，运行在Docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源，因此在Cpu、内存利用率上Docker将会在效率上有明显优势。
Docker利用的是宿主机的内核，而不需要Guest OS，因此，当新建一个容器时，Docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统，避免了引导、加载操作系统内核这个比较费时费资源的过程，当新建一个虚拟机时，虚拟机软件需要加载Guest OS，这个新建过程是分钟级别的，而Docker由于直接利用宿主机的操作系统则省略了这个过程，因此新建一个Docker容器只需要几秒钟。

8. docker 的常用命令

帮助命令

1. 帮助命令

docker version # 查看版本信息

docker info # 显示docker的系统信息，包括镜像和容器的数量

下面还有一些系统硬件配置的信息

docker <指令> --help # 帮助命令

当然，还需要帮助文档

https://docs.docker.com/reference/

2. 镜像命令

docker images # 查看所有本地的主机上的镜像

REPOSITORY：镜像的仓库源
TAG：镜像的标签
IMAGE ID：镜像的ID
CREATED：创建的时间
SIZE：镜像的大小

docker search # 从docker hub上搜索镜像

可选操作

–filter 过滤搜索结果
docker search mysql --filter=STARS=3000 # 搜索STARS大于3000的结果

docker pull # 从docker hub上下载镜像docker pull 镜像名 [:tag版本号] 不写的tag话默认就是最新版本

指定版本下载

可以看到上面的Already exists，已经下载好的文件就可以共用，而不用再次下载，可以极大的节省内存，这就是linux联合文件系统的优点。

docker rmi 删除镜像
docker rmi -f 镜像id # 删除指定的容器
docker rmi -f 镜像id 镜像id # 删除多个容器
docker rmi -f $(docker images -aq) # 删除全部的容器

9. 容器命令

说明：有了镜像才可以创建容器，Linux，下载一个centos镜像(75.4MB)来测试学习。

docker pull centos

新建容器并启动

docker run [可选参数] image# 参数
--name="Name" 容器名字 tomcat01 tomcat02,用来区分容器
-d            后台方式运行
-it           使用交互方式运行，进入容器查看内容
-p            指定容器的端口 -p 8080:8080-p ip:主机端口:容器端口-p 主机端口:容器端口-p 容器端口容器端口
-p            随机指定端口

docker run -it centos /bin/bash 启动并进入容器

在容器内使用 ls 指令发现和外部其实是一样的，这就是一个小型的服务器

服务器

镜像

退出并停止容器 exit

退出容器控制台不停止容器 ctrl + p + q

查看运行中的容器

docker ps # 查看当前正在运行的容器
docker ps -a # 查看 当前 + 历史 运行的容器
docker ps -n=n # 显示最近创建的n个容器
-q # 只显示容器的编号

删除容器

docker rm 容器id # 不能删除正在运行的容器，如果要删除的话需要加 -f
docker rm -f $(docker ps -aq)

启动和停止容器

docker start 容器id   # 启动容器
docker restart 容器id # 重启容器
docker stop 容器id    # 停止当前正在运行的容器
docker kill 容器id    # 强制停止当前容器

10. 常用的其它命令

1. 后台启动容器

# 命令 docker run -d 镜像名:
docker run -d centos

我们发现 centos 停止了

原因： docker 容器使用后台运行，就必须要有一个前台进程(比如说 -it 的那个界面就是前台应用)，docker发现没有应用，就会自动停止

2. 查看日志

docker logs
docker logs -tf -tail N 容器Id    # 查看指定容器的最新N条记录# 参数解释
-t          # 日志加时间
-f          # 保留打印窗口，持续打印
--tail N    # 显示最后的N行

3. 查看容器中的进程信息

docker top 容器Id

UID

PID

PPID

STIME

TTY

当前用户

当前进程ID

父进程ID

CPU 使用率

开始时间

终端

4. 查看镜像的源数据

docker inspect 容器ID

5. 进入当前正在运行的容器

# 我们通常容器都是使用后台方式运行的，需要进入，修改一些配置# 方式一
docker exec -it 容器ID

# 方式二
docker attach 容器ID

区别：

docker exec 进入容器后开启一个新的终端，可以在里面操作（常用）

docker attach 进入容器正在进行的终端，不会启动新的进程

6. 容器内拷贝文件到主机上

docker cp 容器ID:/路径/文件 主机的位置# 案例
[root@e9e64b2c885b /]# ls
bin  dev  etc  home  lib  lib64  lost+found  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
[root@e9e64b2c885b /]# cd /home
[root@e9e64b2c885b home]# ls
[root@e9e64b2c885b home]# touch test.txt
[root@e9e64b2c885b home]# ls
test.txt
[root@e9e64b2c885b home]# exit
exit
[root@iZf8zflm213bcx02dl4vxeZ ~]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED        STATUS                     PORTS     NAMES
e9e64b2c885b   centos    "/bin/bash"   31 hours ago   Exited (0) 4 seconds ago             strange_kapitsa
[root@iZf8zflm213bcx02dl4vxeZ ~]# docker cp e9e64b2c885b:/home/test.txt /home
[root@iZf8zflm213bcx02dl4vxeZ ~]# cd /home
[root@iZf8zflm213bcx02dl4vxeZ home]# ls
test.txt

7. 常用的命令总结

命令图

11. 案例一：安装Nginx

1. 寻找镜像 `docker search Nginx`

2. 下载镜像`docker pull Nginx` (注意: 镜像名一定要小写)

3. 查看镜像 `docker images`

4.后台运行Nginx

docker run -d --name nginx01 -p 3344:80 nginx-p 宿主机端口:容器内端口

外网访问

12. 案例二：安装Tomcat

# 官方文档的安装方式
docker run -it --rm tomcat:9.0# 属性解释
-it # 后台运行
--rm # 运行之后立刻把容器删除，用于测试

用这种方式启动的容器，一旦退出就会被删除

CTRL C 停止服务，使用docker ps 查看记录，并无此记录，不过镜像还是在的

docker images 查看镜像发现 tomcat 还在

正常启动 tomcat

值得注意的是：当你的容器镜像不是最新版的时候，若不带版本号，docker就会到docker hub上面给你下载了最新版然后启动。

访问tomcat

为什么会是404页面而不是tomcat欢迎页面呢？

由于docker镜像默认是最小的镜像，所有不必要的文件都剔除了，保证最小可运行的环境，因此webapps目录下是空白的，我们可以通过手动往webapps目录中添加文件即可。项目的发布也是如此。

13. 可视化

portainer：Docker图形化界面管理工具

docker run -d -p 8088:9000

–restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock --privileged=true portainer/portainer

在外网中打开（http://Ip/端口号），第一次加载会比较久

加载出来后，第一次登录需要设置密码

选择本地连接

14. Docker 镜像详解

1. 镜像是什么？

镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于环境开发的软件，它包括运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
所有的应用都可以直接打包成docker镜像，放到容器中运行
镜像的获取可通过远程仓库下载或者自己制作(DockerFile)

2. 镜像加载原理

UnionFS （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叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。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。

特性：一次可以同时加载多个文件系统，但从外面看起来，智能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包括所有底层的文件和目录。

15. 创建镜像

docker commit 提交容器成为一个新的镜像# 与git相似
docker commit -m="提交的描述信息" -a="读者" 容器id 新的镜像名:[tag]

案例：创建一个自己的tomcat

我们发现tomcat默认是没有欢迎页面的，我们需要加上去

外网访问，出现欢迎页面，这就是我们想要的tomcat

提交镜像

docker commit -a="Aldrich" -m="add an index for tomcat" 3397174e6c52 mytomcat

原理：UnionFS，在原本的tomcat基础上加多了一层再发布

docker 进阶

16. 容器数据卷

什么是容器数据卷？

思考：在前面的学习中，我们知道，当容器运行时，数据都是存储在了容器内部的文件系统。那么当你运行 docker rm 命令的时候，容器将会连同它的文件系统一并被销毁。若这部分是有用的数据呢？比如说，上面放的是一个MySQL容器，我不希望数据会在容器销毁时消失。那唯一的解决办法就是别让数据只存到容器的文件系统，还应该保存一份到了宿主机。也就是将容器中的数据同步到本地。

这就是卷技术，目录的挂载，将我们的容器内的目录，挂载到宿主机上面。

容器数据卷有什么作用？

容器的持久化与同步操作，容器间的数据共享。

方式一：直接使用命令来挂载 -v

docker run -it -v 主机目录:容器目录

使用 docker inspect 查看挂载信息

已经实现了双向绑定

在主机这边修改文件也可以同步到容器中

以后修改配置文件只需要在本地修改，可以自动同步到容器中！

案例：安装MySQL

思考：MySQL的数据持久化，不能当容器摧毁时，数据也丢失

docker run -d -p 3306:3306 -v /home/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -v /home/mysql/data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root --name mysql01 mysql#-d 后台启动
#-p 端口映射
# -v 可以写多个
# -e 配置环境
# mysql创建的时候需要配置密码

这时候服务已经启动成功了，我们来测试连接

在测试连接的时候出现了一个小插曲，数据库可视化工具报密码错误，但是通过dos窗口确实是可以登录的，无奈之下，将密码修改了一遍，就可以了。

我们来检查一下，是否已经将数据同步了

可以看到数据已经同步过来了，接下来我们要做一个测试，新建一个数据库

查看data中是否同步

思考：将mysql容器删除，数据是否还保留在宿主机？

数据依然保留在本地

具名挂载与匿名挂载

上面我们使用 -v 的挂载方式是属于 指定路径挂载 ，除此之后还有两种挂载的方式：具名挂载与匿名挂载

匿名挂载

#　匿名挂载
-v 容器内路径
docker run -d -P --name nginx01 -v /ect/nginx nginx

属性讲解

-P # 使用随机端口

使用docker volume ls 查看所有volume 的情况

可以看到没有名称，这就是匿名挂载

具名挂载

具名挂载

-v 名称:容器内路径
docker run -d -P --name nginx02 -v hasName-nginx:/etc/nginx nginx

可以在列表中看到是具体的名称

查看一下这个卷的详细信息

docker volume inspect hasName-nginx

所有的Docker容器内的卷，在没有指定宿主机路径的情况下，都是放在/var/lib/docker/volumes/.../_data中

我们通过具名挂载可以方便的找到我们定义的卷，大多数情况都是使用 具名挂载

拓展：

# 通过 -v 容器内路径:ro 或者 rw 可以改变读写权限
ro # readOnly 只读
rw # read write 读写# 例如
docker run -d -P --name nginx03 -v hasName-nginx:/etc/nginx:ro nginx

注意的是：一旦设置了容器的权限，容器对挂载内容就有限制！

设置了 ro 表示这个路径只能通过宿主机来改修，容器内部无法修改！

17. Dockerfile

Dockerfile 是什么？

在之前，我们提交镜像是通过 docker commit 指令来手动创建的。Dockerfile 是一种命令脚本，用于创建 docker 镜像。

快速体验

创建一个Dockerfile文件

# 创建了一个dockerfile文件，名字随意
# 文件中的内容 指令（大写！） 参数
# 命令是分层的，如同UnionFS，一层一层的构建
FROM centos# 挂载目录
VOLUME ["volume01","volume02"]CMD echo "----end----"
CMD /bin/bash

执行Dockerfile文件

镜像生成成功

查看挂载的目录

这属于匿名挂载，我们可以通过查看详细信息的方式来获取挂载的路径

创建镜像是常有的操作，主要使用的方式是Dockerfile

详细介绍

1. Dockerfile 的构建步骤

编写一个Dockerfile文件
docker build 构建成为一个镜像
docker run 运行镜像
docker push 发布镜像（阿里云或者docker hup）

2. Dockerfile的注意事项

每个关键字都必须是大写字母！
从上到下的顺序执行
# 表示注解
每个指令都会创建一个新的镜像层并提交

3. Dockerfile中的指令

FROM             # 基础镜像，一切从这里开始
MAINTAINER      # 镜像是谁写的 姓名+邮箱
RUN             # 镜像构建的时候需要运行的命令
ADD             # 需要添加的内容 如：centos + tomcat
WORKDIR         # 镜像的工作目录
VOLUME          # 挂载的目录
EXPOSE          # 暴露端口 -p
CMD             # 指定容器启动时进行的命令，指令会替换
ENTRYPOINT      # 指定容器启动时进行的命令，指令追加在后面
ONBUILD         # 当构建一个被继承 Dockerfile 时会运行ONBUILD指令，事件机制
COPY            # 类似ADD，将命令拷贝到镜像中
ENV             # 构建的时候设置环境变量

4. Dockerfile实战

# 由于默认的centos太纯净了，vim、clear 等常用指令都没有，我们需要手动创建一个
FROM centos     # 基于centos镜像进行包装
MAINTAINER aldrich<test@qq.com>  # 作者ENV MYPATH /user/local  # 指定环境变量
WORKDIR $MYPATH         # 设置工作目录RUN yum -y install vim  # 安装vim
RUN yum -y install net-tools    # 安装net-toolsEXPOSE 80              # 暴露端口CMD echo $MYPATH      # 打印一下环境变量
CMD echo "----end-----"   # 提示结束
CMD /bin/bash           # 进入/bin/bashdocker build -f 文件路径 -t 镜像名:[tag] 生成路径
docker build -f mycentos -t mycentos:1.0 .

运行测试

vim 指令已经安装

可以通过 docker history 容器ID 的方式来查看镜像构建步骤

18. 数据共享

前面有说到，容器数据卷可以作为容器间的数据共享。

创建一个docker01容器

使用 volumes-from 与docker01容器建立数据共享

--volumes-from # 与其它容器建立数据共享关系

测试在docker01中添加一个文件，docker02中是否会更新

docker01创建的内容同步到了docker02

同理docker02创建的数据也可以同步到docker01

**思考：**当docker01被删除之后，docker02中的数据会丢失吗？

答案是不会，当还有一个容器使用该数据，共享的数据就不会丢失。

原理图：

与Java中的引用类型赋值相似，所以当docker01被删除了，不影响docker02

结论：

容器之间配置信息的传递，数据卷容器的生命周期一直持续到没有容器使用为止，一旦持久化到本地，本地的数据是不会删除的。

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