微服务—Docker

本文介绍: 文章章节：初识Docker、Docker与虚拟机的区别、镜像与容器、Docker架构、常见Docker命令、镜像命令、容器命令数据卷挂载直接挂载

初识Docker

初识Docker

在项目部署的过程中，如果出现大型项目组件较多，运行环境也较为复杂的情况，部署时会碰到一些问题：依赖关系复杂，容易出现兼容性问题；nede开发、测试、生产环境有差异等。而Docker可以帮我们解决这些问题。

问1：Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题?
答：Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离，避免互相干扰。

问2：Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题
答：Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行。

小结
Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术:
1. 可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意Linux操作系统；
2. 运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰；
3. 启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷。

Docker与虚拟机的区别

虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

Docker仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统。

虚拟机中的应用在执行时会先调用虚拟的操作系统，再通过Hypervisor与外部操作系统进行交互，调用本机操作系统。而Docker应用在执行时直接调用本机操作系统。

小结
Docker和虚拟机的差异：
docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统；
docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般。

镜像与容器

Docker中有几个重要的概念：

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。

容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。

问3：我们应该怎么共享镜像，或者下载其他人分享的镜像呢？
答：可以通过DockerHub进行镜像分享与下载，DockerHub是一个Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。国内也有类似于DockerHub 的公开服务，如：网易云镜像服务、阿里云镜像库等。

Docker架构

常见Docker命令

查询所有docker命令含义：docker –help
查询单条dockers命令的使用方法（以docker images为例）：docker images –help

镜像命令

镜像名称表示

镜像命令思维导图

拉取镜像
docker pull ubuntu:20.04
docker pull nginx

列出本地所有镜像
docker images

删除镜像ubuntu:20.04
docker image rm ubuntu:20.04
docker rmi ubuntu:20.04

将镜像ubuntu:20.04保存为压缩包ubuntu_20_04.tar
docker save -o ubuntu_20_04.tar ubuntu:20.04

从压缩包ubuntu_20_04.tar中加载镜像
docker load -i ubuntu_20_04.tar

创建某个容器的镜像
docker [container] commit CONTAINER IMAGE_NAME:TAG

容器命令

容器命令思维导图

docker run ：创建一个新的容器并运行一个命令

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]
 
-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
--name="nginx-lb": 为容器指定一个名称

-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，并返回容器ID

例：docker run --name containerName -p 80:80 -d nginx

docker exec ：在运行的容器中执行命令

docker exec -it mn bash
 
命令解读：
- docker exec ：进入容器内部，执行一个命令

- -it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互

- mn ：要进入的容器的名称

- bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

docker rm ：删除一个或多个容器

docker rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]
 
-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。

运行容器与暂停容器之间的切换

docker pause 容器名或ID
 
docker unpause 容器名或ID

运行容器与停止容器之间的切换

docker start 容器名或ID
 
docker restart 容器名或ID
 
docker stop 容器名或ID

展示容器信息

docker ps [OPTIONS]
 
-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。

查看容器元数据

docker inspect [OPTIONS] NAME|ID [NAME|ID...]
 
-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。

docker logs ：获取容器的日志

docker logs [OPTIONS] CONTAINER
 
-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 port ：列出指定的容器的端口映射

docker port [OPTIONS] CONTAINER

docker stats ：显示容器资源的使用情况，包括：CPU、内存、网络 I/O 等

docker stats [OPTIONS] [CONTAINER...]
 
--all , -a :显示所有的容器，包括未运行的。
 
--format :指定返回值的模板文件。
 
--no-stream :展示当前状态就直接退出了，不再实时更新。
 
--no-trunc :不截断输出。

数据卷挂载

数据卷帮助我们解决容器与数据耦合之间的问题：
1. 不便于修改：当我们要修改Nginx的html内容时，需要进入容器内部修改，很不方便；
2. 数据不可复用：在容器内的修改对外是不可见的。所有修改对新创建的容器是不可复用的；
3. 升级维护困难：数据在容器内，如果要升级容器必然删除旧容器，所有数据都跟着删除了。

数据卷（volume）是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

一旦完成数据卷挂载，对容器的一切操作都会作用在数据卷对应的宿主机目录了。这样，我们操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html目录，就等于操作容器内的/usr/share/nginx/html目录了

数据卷操作的基本语法

docker volume [COMMAND]

docker volume命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：
- create 创建一个volume
- inspect 显示一个或多个volume的信息
- ls 列出所有的volume
- prune 删除未使用的volume
- rm 删除一个或多个指定的volume

注意：
容器正在使用的数据卷与绑定挂载的数据卷无法删除。

创建一个数据卷名为html，并查询该数据卷的宿主机挂载点

挂载数据卷

如果该数据卷html不存在，则会被自动创建出来。之后我们可以通过docker volume inspect html查询该数据卷的宿主机挂载点，并cd到该挂载点目录中，即可在该挂载点中看到与容器挂载目录内相同的文件，并且可以通过对这些文件进行修改，实现对容器挂载目录中对应文件的对应修改。

直接挂载

容器不仅仅可以挂载数据卷，也可以直接挂载到宿主机目录上。关联关系如下：

带数据卷模式：宿主机目录 –> 数据卷 —> 容器内目录
直接挂载模式：宿主机目录 —> 容器内目录

语法：

目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：

-v [宿主机目录]:[容器内目录]
-v [宿主机文件]:[容器内文件]

案例
要求创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器。

实现思路如下：
1）在将课前资料中的mysql.tar文件上传到虚拟机，通过load命令加载为镜像
2）创建目录/tmp/mysql/data
3）创建目录/tmp/mysql/conf，将课前资料提供的hmy.cnf文件上传到/tmp/mysql/conf
4）去DockerHub查阅资料，创建并运行MySQL容器，要求：
① 挂载/tmp/mysql/data到mysql容器内数据存储目录
② 挂载/tmp/mysql/conf/hmy.cnf到mysql容器的配置文件