Docker入门


Docker 入门

本文部分内容参考自菜鸟教程

简介

Docker 是由 Go 语言开发的操作系统层层面的虚拟化技术,Docker 对进程进行独立于宿主和其它进程的隔离,将其称为 容器。并且在容器的基础上,进行了进一步的封装,从文件系统、网络互联到进程隔离等等。极大的简化了容器的创建和维护,解决了软件的运行环境和配置的复杂操作。

Docker 的特点:

  • 轻量:在一台机器上运行的多个 Docker 容器可以共享这台机器的操作系统内核;它们能够迅速启动,只需占用很少的计算和内存资源。镜像是通过文件系统层进行构造的,并共享一些公共文件。这样就能尽量降低磁盘用量,并能更快地下载镜像。
  • 标准:Docker 容器基于开放式标准,能够在所有主流 Linux 版本、Microsoft Windows 以及包括 VM、裸机服务器和云在内的任何基础设施上运行。
  • 安全:Docker 赋予应用的隔离性不仅限于彼此隔离,还独立于底层的基础设施。Docker 默认提供最强的隔离,因此应用出现问题,也只是单个容器的问题,而不会波及到整台机器。
  • 一致的运行环境:Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境,确保了应用运行环境一致性,从而不会再出现 “这段代码在我机器上没问题啊” 这类问题。
  • 更快速的启动时间:可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间。
  • 隔离性:避免公用的服务器,资源会容易受到其他用户的影响。
  • 弹性伸缩,快速扩展:善于处理集中爆发的服务器使用压力;
  • 迁移方便:可以很轻易的将在一个平台上运行的应用,迁移到另一个平台上,而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。
  • 持续交付和部署:使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。

Docker 是一种容器化技术,通常将其和传统的虚拟化技术进行比较:

02

  • 容器是一个应用层抽象,用于将代码和依赖资源打包在一起。多个容器可以在同一台机器上运行,共享操作系统内核,但各自作为独立的进程在用户空间中运行。与虚拟机相比,容器占用的空间较少(容器镜像大小通常只有几十兆),瞬间就能完成启动;
  • 虚拟机 (VM) 是一个物理硬件层抽象,用于将一台服务器变成多台服务器。管理程序允许多个 VM 在一台机器上运行。每个VM都包含一整套操作系统、一个或多个应用、必要的二进制文件和库资源,因此占用大量空间而且 VM 启动也十分缓慢;
  • 容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势,但功能有所不同,因为容器虚拟化的是操作系统,而不是硬件,因此容器更容易移植,效率也更高;
  • 传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后,在其上运行一个完整操作系统,在该系统上再运行所需应用进程;
  • 容器内的应用进程直接运行于宿主的内核,容器内没有自己的内核,而且也没有进行硬件虚拟,因此容器要比传统虚拟机更为轻便。
  • 虚拟机更擅长于彻底隔离整个运行环境。例如,云服务提供商通常采用虚拟机技术隔离不同的用户。
  • Docker 通常用于隔离不同的应用。例如前端,后端以及数据库。

基本概念

Docker 主要的概念就是:镜像、容器、仓库

Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式,使用远程API来管理和创建 Docker 容器。

Docker 容器通过 Docker 镜像来创建,容器与镜像的关系类似于面向对象编程中的对象与类。

03

Docker 的架构由 Clients、Hosts、Registries 三大部分组成。

  • Docker 客户端通过命令行或者其他工具使用 Docker SDK 与 Docker 的守护进程通信;- Host 是一个物理或者虚拟的机器用于执行 Docker 守护进程和容器;
  • Docker 仓库用来保存镜像,可以理解为代码控制中的代码仓库。

镜像

Docker 镜像是一个特殊的文件系统,是一个只读的多层文件系统(由一堆分层的文件系统整合在一起的特殊文件系统)。除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数(如匿名卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。

因为镜像包含操作系统完整的 root 文件系统,其体积往往是庞大的,因此在 Docker 设计时,就充分利用 Union FS 的技术,将其设计为分层存储的架构。

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。分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易。

Docker 镜像的构建过程:

首先在所要打包的项目路径下编写对应的 Dockerfile 文件,然后使用如下的命令来来打包一个镜像:

$ docker build -t 镜像名 镜像目录 

然后使用 docker run 命令运行镜像将其变为一个容器。

Dockerfile的主要参数:

  • copy:复制文件,将从构建上下文目录中 <源路径> 的文件/目录复制到新的一层的镜像内的 <目标路径> 位置。
  • add:该指令和 COPY 的格式和性质基本一致。但是在 COPY 基础上增加了一些功能,比如源路径可以是url或者压缩包。

容器

镜像(Image)和容器(Container)的关系,就像是面向对象程序设计中的实例一样,镜像是静态的定义,容器是镜像运行时的实体,容器 = 镜像 + 可读层

容器的实质是进程,但与直接在宿主执行的进程不同,容器进程运行于属于自己的独立的命名空间。因此容器可以拥有自己的 root 文件系统、自己的网络配置、自己的进程空间,甚至自己的用户 ID 空间。容器内的进程是运行在一个隔离的环境里,使用起来,就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。

每一个容器运行时,是以镜像为基础层,在其上创建一个当前容器的存储层为容器存储层(支持读写)。容器存储层的生存周期和容器一样,容器消亡时,容器存储层也随之消亡。因此,任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。容器不应该向其存储层内写入任何数据,容器存储层要保持无状态化。

所有的文件写入操作,都应该使用数据卷(Volume)、或者绑定宿主目录,在这些位置的读写会跳过容器存储层,直接对宿主(或网络存储)发生读写,其性能和稳定性更高。数据卷的生存周期独立于容器,容器消亡,数据卷不会消亡。

仓库

Docker Registry 提供一个集中的存储、分发镜像的服务,一个 Docker Registry 中可以包含多个仓库(Repository);每个仓库可以包含多个标签(Tag);每个标签对应一个镜像。

通常,一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像,而标签就常用于对应该软件的各个版本。我们可以通过 <仓库名>:<标签> 的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签,将以 latest 作为默认标签。

常用命令

容器生命周期管理

Docker run 命令

docker run :创建一个新的容器并运行,相当于下载(pull)+ 创建(create)+ 运行(start)

语法:

$ docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

OPTIONS说明:

  • -a stdin: 指定标准输入输出内容类型,可选 STDIN/STDOUT/STDERR 三项;
  • -d: 后台运行容器,并返回容器ID;
  • -i: 以交互模式运行容器,通常与 -t 同时使用;
  • -P: 随机端口映射,容器内部端口随机映射到主机的端口
  • -p: 指定端口映射,格式为:主机(宿主)端口:容器端口
  • -t: 为容器重新分配一个伪输入终端,通常与 -i 同时使用;
  • --name="nginx-lb": 为容器指定一个名称;
  • --dns 8.8.8.8: 指定容器使用的DNS服务器,默认和宿主一致;
  • --dns-search example.com: 指定容器DNS搜索域名,默认和宿主一致;
  • -h "mars": 指定容器的hostname;
  • -e username="ritchie": 设置环境变量;
  • --env-file=[]: 从指定文件读入环境变量;
  • --cpuset="0-2" or --cpuset="0,1,2": 绑定容器到指定CPU运行;
  • -m :设置容器使用内存最大值;
  • --net="bridge": 指定容器的网络连接类型,支持 bridge/host/none/container: 四种类型;
  • --link=[]: 添加链接到另一个容器;
  • --expose=[]: 开放一个端口或一组端口;
  • --volume , -v: 绑定一个卷
  • --rm: 表示这是一个临时容器,在容器退出时就能够自动清理容器内部的文件系统(不能与-d同时使用,或者说同时使用没有意义)。

Docker start/stop/restart 命令

docker start:启动一个或多个已经被停止的容器

docker stop:停止一个运行中的容器

docker restart:重启容器

语法:

$ docker start/stop/restart [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

Docker kill 命令

docker kill:杀掉一个运行中的容器

语法:

$ docker kill [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

OPTIONS说明:

  • -s :向容器发送一个信号

Docker rm 命令

docker rm:删除一个或多个容器

语法:

$ docker rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

OPTIONS说明:

  • -f :通过 SIGKILL 信号强制删除一个运行中的容器。
  • -l :移除容器间的网络连接,而非容器本身。
  • -v :删除与容器关联的卷

Docker pause/unpause 命令

docker pause:暂停容器中所有的进程。

docker unpause:恢复容器中所有的进程。

语法:

$ docker pause/unpause CONTAINER [CONTAINER...]

Docker create 命令

docker create:创建一个新的容器但不启动它

语法:

$ docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

OPTIONS 与 docker run 一致。

Docker exec 命令

docker exec:在运行的容器中执行命令

语法:

$ docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

OPTIONS说明:

  • -d :分离模式: 在后台运行
  • -i :即使没有附加也保持 STDIN 打开
  • -t :分配一个伪终端

容器操作

Docker ps 命令

docker ps:列出所有正在运行的容器

语法:

$ docker ps [OPTIONS]

OPTIONS说明:

  • -a :显示所有的容器,包括未运行的。
  • -f :根据条件过滤显示的内容。
  • --format :指定返回值的模板文件。
  • -l :显示最近创建的容器。
  • -n :列出最近创建的n个容器。
  • --no-trunc :不截断输出。
  • -q :静默模式,只显示容器编号。
  • -s :显示总的文件大小。

Docker inspect 命令

docker inspect:获取容器/镜像的元数据。

语法:

$ docker inspect [OPTIONS] NAME|ID [NAME|ID...]

OPTIONS说明:

  • -f :指定返回值的模板文件。
  • -s :显示总的文件大小。
  • --type :为指定类型返回JSON。
  • --format :指定输出格式(支持动作)

Docker top 命令

docker top:查看容器中运行的进程信息,支持 ps 命令参数。

语法:

$ docker top [OPTIONS] CONTAINER [ps OPTIONS]

容器运行时不一定有/bin/bash终端来交互执行top命令,而且容器还不一定有top命令,可以使用docker top来实现查看container中正在运行的进程。

Docker attach 命令

docker attach:连接到正在运行中的容器。

语法:

$ docker attach [OPTIONS] CONTAINER

要attach上去的容器必须正在运行,可以同时连接上同一个container来共享屏幕(与screen命令的attach类似)。

菜鸟教程补充:官方文档中说attach后可以通过CTRL-C来detach,但实际上经过我的测试,如果container当前在运行bash,CTRL-C自然是当前行的输入,没有退出;如果container当前正在前台运行进程,如输出nginx的access.log日志,CTRL-C不仅会导致退出容器,而且还stop了。这不是我们想要的,detach的意思按理应该是脱离容器终端,但容器依然运行。好在attach是可以带上--sig-proxy=false来确保CTRL-D或CTRL-C不会关闭容器。

Docker events 命令

docker events:从服务器获取实时事件

语法:

$ docker events [OPTIONS]

OPTIONS说明:

  • -f :根据条件过滤事件;
  • --since :从指定的时间戳后显示所有事件;
  • --until :流水时间显示到指定的时间为止;

Docker logs 命令

docker logs:获取容器的日志

语法:

$ docker logs [OPTIONS] CONTAINER

OPTIONS说明:

  • -f : 跟踪日志输出
  • --since :显示某个开始时间的所有日志
  • -t : 显示时间戳
  • --tail :仅列出最新N条容器日志

Docker wait 命令

docker wait:阻塞运行直到容器停止,然后打印出它的退出代码

语法:

$ docker wait [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

Docker export 命令

docker export:将文件系统作为一个tar归档文件导出到STDOUT。

语法:

$ docker export [OPTIONS] CONTAINER

OPTIONS说明:

  • -o :将输入内容写到文件。

Docker port 命令

docker port:列出指定的容器的端口映射,或者查找将PRIVATE_PORT NAT到面向公众的端口。

语法:

$ docker port [OPTIONS] CONTAINER [PRIVATE_PORT[/PROTO]]

容器rootfs命令

Docker commit 命令

docker commit:从容器创建一个新的镜像。

语法:

$ docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

OPTIONS说明:

  • -a :提交的镜像作者;
  • -c :使用Dockerfile指令来创建镜像;
  • -m :提交时的说明文字;
  • -p :在commit时,将容器暂停。

Docker cp 命令

docker cp:用于容器与主机之间的数据拷贝。

语法:

$ docker cp [OPTIONS] CONTAINER:SRC_PATH DEST_PATH|-
$ docker cp [OPTIONS] SRC_PATH|- CONTAINER:DEST_PATH

OPTIONS说明:

  • -L :保持源目标中的链接

Docker diff 命令

docker diff:检查容器里文件结构的更改。

语法:

$ docker diff [OPTIONS] CONTAINER

镜像仓库

Docker login/logout 命令

docker login : 登陆到一个Docker镜像仓库,如果未指定镜像仓库地址,默认为官方仓库 Docker Hub

docker logout : 登出一个Docker镜像仓库,如果未指定镜像仓库地址,默认为官方仓库 Docker Hub

语法:

$ docker login [OPTIONS] [SERVER]
$ docker logout [OPTIONS] [SERVER]

OPTIONS说明:

  • -u :登陆的用户名
  • -p :登陆的密码

Docker pull 命令

docker pull : 从镜像仓库中拉取或者更新指定镜像

语法

$ docker pull [OPTIONS] NAME[:TAG|@DIGEST]

OPTIONS说明:

  • -a :拉取所有 tagged 镜像
  • --disable-content-trust :忽略镜像的校验,默认开启

Docker push 命令

docker push : 将本地的镜像上传到镜像仓库,要先登陆到镜像仓库

语法

$ docker push [OPTIONS] NAME[:TAG]

OPTIONS说明:

  • --disable-content-trust :忽略镜像的校验,默认开启

Docker search 命令

docker search : 从Docker Hub查找镜像

语法

$ docker search [OPTIONS] TERM

OPTIONS说明:

  • --automated :只列出 automated build类型的镜像;
  • --no-trunc :显示完整的镜像描述;
  • -f <过滤条件>:列出收藏数不小于指定值的镜像。

本地镜像管理

Docker images 命令

docker images : 列出本地镜像。

语法

$ docker images [OPTIONS] [REPOSITORY[:TAG]]

OPTIONS说明:

  • -a :列出本地所有的镜像(含中间映像层,默认情况下,过滤掉中间映像层);
  • --digests :显示镜像的摘要信息;
  • -f :显示满足条件的镜像;
  • --format :指定返回值的模板文件;
  • --no-trunc :显示完整的镜像信息;
  • -q :只显示镜像ID。

Docker rmi 命令

docker rmi : 删除本地一个或多少镜像。

语法

$ docker rmi [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

OPTIONS说明:

  • -f :强制删除;
  • --no-prune :不移除该镜像的过程镜像,默认移除;

Docker tag 命令

docker tag : 标记本地镜像,将其归入某一仓库。

语法

$ docker tag [OPTIONS] IMAGE[:TAG] [REGISTRYHOST/][USERNAME/]NAME[:TAG]

Docker build 命令

docker build 命令用于使用 Dockerfile 创建镜像。

语法

$ docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

OPTIONS说明:

  • --build-arg=[] :设置镜像创建时的变量;
  • --cpu-shares :设置 cpu 使用权重;
  • --cpu-period :限制 CPU CFS周期;
  • --cpu-quota :限制 CPU CFS配额;
  • --cpuset-cpus :指定使用的CPU id;
  • --cpuset-mems :指定使用的内存 id;
  • --disable-content-trust :忽略校验,默认开启;
  • -f :指定要使用的Dockerfile路径;
  • --force-rm :设置镜像过程中删除中间容器;
  • --isolation :使用容器隔离技术;
  • --label=[] :设置镜像使用的元数据;
  • -m :设置内存最大值;
  • --memory-swap :设置Swap的最大值为内存+swap,”-1”表示不限swap;
  • --no-cache :创建镜像的过程不使用缓存;
  • --pull :尝试去更新镜像的新版本;
  • --quiet, -q :安静模式,成功后只输出镜像 ID;
  • --rm :设置镜像成功后删除中间容器;
  • --shm-size :设置/dev/shm的大小,默认值是64M;
  • --ulimit :Ulimit配置。
  • --squash :将 Dockerfile 中所有的操作压缩为一层。
  • --tag, -t: 镜像的名字及标签,通常 name:tag 或者 name 格式;可以在一次构建中为一个镜像设置多个标签。
  • --network: 默认 default。在构建期间设置RUN指令的网络模式

Docker history 命令

docker history : 查看指定镜像的创建历史。

语法

$ docker history [OPTIONS] IMAGE

OPTIONS说明:

  • -H :以可读的格式打印镜像大小和日期,默认为true;
  • --no-trunc :显示完整的提交记录;
  • -q :仅列出提交记录ID。

Docker save 命令

docker save : 将指定镜像保存成 tar 归档文件。

语法

$ docker save [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]

OPTIONS 说明:

  • -o :输出到的文件。

Docker load 命令

docker load : 导入使用 docker save 命令导出的镜像。

语法

$ docker load [OPTIONS]

OPTIONS 说明:

  • --input , -i : 指定导入的文件,代替 STDIN。
  • --quiet , -q : 精简输出信息。

Docker import 命令

docker import : 从归档文件中创建镜像。

语法

$ docker import [OPTIONS] file|URL|- [REPOSITORY[:TAG]]

OPTIONS说明:

  • -c :应用docker 指令创建镜像;
  • -m :提交时的说明文字;

info|version

Docker info 命令

docker info : 显示 Docker 系统信息,包括镜像和容器数。。

语法

$ docker info [OPTIONS]

Docker version 命令

docker version :显示 Docker 版本信息。

语法

$ docker version [OPTIONS]

OPTIONS说明:

  • -f :指定返回值的模板文件。

Docker 实例

Docker 安装 Mysql

拉取镜像:

$ docker pull mysql:latest

运行容器:

$ docker run -itd --name mysql -p 3306:3306 -v /opt/docker_v/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:latest

命令说明:

  • -i: 以交互模式运行容器,通常与 -t 同时使用
  • -t: 为容器重新分配一个伪输入终端,通常与 -i 同时使用
  • -d: 后台运行容器,并返回容器ID
  • --name:容器名称
  • -p 3306:3306:将容器的3306端口映射到主机的3306端口
  • -v /opt/docker_v/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d:将主机/opt/docker_v/mysql/conf目录挂载到容器的/etc/mysql/conf.d,修改mysql的配置文件
  • -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456:初始化root用户的密码
  • mysql:latest: mysql镜像名称以及版本

Docker 安装 Redis

拉取镜像:

$ docker pull redis:latest

运行容器:

docker run -itd --name redis -p 6379:6379 redis:latest

命令说明:

  • -i: 以交互模式运行容器,通常与 -t 同时使用
  • -t: 为容器重新分配一个伪输入终端,通常与 -i 同时使用
  • -d: 后台运行容器,并返回容器ID
  • --name:容器名称
  • -p 6379:6379:将容器的6379端口映射到主机的6379端口,外部可以直接通过宿主机ip:6379 访问到 Redis 的服务。
  • redis:latest: redis镜像名称以及版本