Docker容器技術，主講：湯小洋

一、Docker簡介

1. Docker是什麽？

? 產生背景：

開發和運維之間因為環境不同而導致的矛盾（不同的操作系統、軟件環境、應用配置等） DevOps
集群環境下每臺服務器都配置相同的環境，太麻煩
解決“在我的機器上可以正常工作”的問題

? Docker是一個開源的應用容器引擎，讓開發者可以打包他們的應用以及依賴包到一個可移植的容器中，然後發布到任何流行的 Linux 機器上，也可以實現虛擬化。
? 阿裏雲、百度雲等都支持Docker技術

?   官網：https://www.docker.com/
?   中文官網：http://www.docker-cn.com/

2. Docker作用

? Docker是一種容器技術，使用Docker可以：

將軟件環境安裝並配置好，打包成一個鏡像Image，然後將該鏡像發布出去（Docker倉庫）
其他使用者可以在倉庫中下載獲取這個鏡像
通過Docker運行這個鏡像，就可以獲取同樣的環境（容器）

? Docker簡化了環境部署和配置，實現“一次構建，處處運行”，避免了因運行環境不一致而導致的異常

? 可以將Docker簡單的認為是一個虛擬機，可以運行各種軟件環境的虛擬機，但與傳統虛擬機技術有所不同

? Docker容器技術與傳統虛擬機技術的區別：

傳統虛擬機技術：模擬一個完整的操作系統，先虛擬出一套硬件，然後在其上安裝操作系統，最後在系統上再運行應用程序

缺點：資源占用多，啟動慢
Docker容器技術：不是模擬一個完整的操作系統，沒有進行硬件虛擬，而是對進程進行隔離，封裝成容器，容器內的應用程序是直接使用宿主機的內核，且容器之間是互相隔離的，互不影響
優點：更輕便、效率高、啟動快、秒級

3. 基本術語

? 術語：

Docker主機（Host）

安裝了Docker程序的主機，運行Docker守護進程
Docker鏡像（Image）

將軟件環境打包好的模板，用來創建容器的，一個鏡像可以創建多個容器
Docker容器（Container）

運行鏡像後生成的實例稱為容器，每運行一次鏡像就會產生一個容器，容器可以啟動、停止或刪除

容器使用是沙箱機制，互相隔離，是獨立是安全的

可以把容器看作是一個簡易版的Linux環境，包括用戶權限、文件系統和運行的應用等
Docker倉庫（Repository）

用來保存鏡像的，倉庫中包含許多鏡像，每個鏡像都有不同的標簽Tag

官方倉庫：https://hub.docker.com/

?
使用Docker的步驟：

1. 安裝Docker
2. 從Docker倉庫中下載軟件對應的鏡像
3. 運行這個鏡像，此時會生成一個Docker容器
4. 對容器的啟動/停止就是對軟件的啟動/停止

二、準備Linux系統

1. 安裝虛擬機軟件

? VMware、VirtualBox

? Ubuntu、RHEL、CentOS、Debian、SLES（SUSE）

2. 新建虛擬機

? 版本：Red Hat（64-bit）

? 網絡：橋接網卡

? 光驅：選擇操作系統的iso文件

3. 安裝CentOS

4. 連接Linux服務器

? 步驟：

查看服務器ip地址、

在虛擬機中執行ip addr
連接服務器

在客戶端中執行ssh 服務器賬戶@服務器地址，然後輸入密碼

註：SSH是Secure Shell的縮寫，用於遠程登陸訪問的協議

5. 基本操作

5.1 常用命令

cat /proc/cpuinfo  # 查看cpu信息
cat /proc/meminfo  # 查看內存信息
uname -r # 查看內核信息，Docker要求CentOS必須是64位，且內核是3.10及以上
sudo reboot # 重啟,sudo表示以管理員root身份執行
sudo halt # 關機

5.2 安裝軟件

? 使用yum，是一個基於rpm的軟件包管理工具

? 用來安裝軟件包，可以自動解決軟件包之間的依賴關系

yum install 軟件包名  #　安裝
yum remove 軟件包名 # 卸載

三、Docker安裝

1. 安裝

? Docker版本：社區版CE、企業版EE

# 設置yum源
yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
yum makecache fast
# 安裝Docker-CE
yum -y install docker-ce

2. 啟動/停止

docker version # 查看版本
systemctl start docker #　啟動
systemctl stop docker　# 停止
systemctl status docker #　查看狀態
systemctl restart docker　　# 重啟
systemctl enable docker  # 設置開機自動啟動
# 驗證，運行hello-world
docker run hello-world  # 下載hello-world鏡像並運行

3. 配置Docker鏡像加速

? 使用阿裏雲提供的鏡像加速（鏡像倉庫），也可以使用網易雲等

? 步驟：

註冊並登陸“阿裏雲的開發者平臺" http://dev.aliyun.com
查看專屬的加速器地址

配置自己的Docker加速器

vi /etc/docker/daemon.json
{
     "registry-mirrors": ["https://sswv6yx0.mirror.aliyuncs.com"]
   }
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

四、Docker操作

? 輸入docker可以查看Docker的命令用法，輸入docker COMMAND --help查看指定命令的詳細用法

1. 鏡像操作

操作	命令	說明
查找	docker search 關鍵字	可以在Docker Hub網站查看鏡像的詳細信息，如鏡像的tag標簽
抽取	docker pull 鏡像名:tag	:tag表示軟件的版本，如果不指定默認是latest
列表	docker images	查看所有本地鏡像
獲取元信息	docker inspect 鏡像id	獲取鏡像的元信息，詳細信息
刪除	docker rmi -f 鏡像id或鏡像名:tag	刪除指定的本地鏡像，-f表示強制刪除

2. 容器操作

操作	命令	說明
運行	docker run --name 容器名 -i -t -p 主機端口:容器端口 -d -v 主機目錄:容器目錄:ro 鏡像id或鏡像名稱:tag	--name 指定容器名，名稱自定義，如果不指定會自動命名； -i 以交互模式運行，即以交互模式運行容器；-t 分配一個偽終端，即命令行，通常組合使用-it ；-p 指定端口映射，將主機端口映射到容器內的端口；-d 表示後臺運行，即守護式運行容器；-v 指定掛載主機目錄到容器目錄，默認為rw讀寫模式，ro表示只讀
列表	docker ps -a -q	查看正在運行的容器，-a表示顯示所有容器，-q表示只顯示容器id
啟動	docker start 容器id或容器名稱	啟動容器
停止	docker stop 容器id或容器名稱	停止正在運行的容器
刪除	docker rm -f 容器id或容器名稱	刪除容器，-f表示強制刪除
日誌	docker logs 容器id或容器名稱	獲取容器的日誌
在容器中執行	docker exec -it 容器id或容器名稱 /bin/bash	進入正在運行的容器中並開啟一個交互模式的終端，可以在容器中執行操作
拷貝文件	docker cp 主機中的文件路徑容器id或容器名稱:容器路徑；docker cp 容器id或容器名稱:容器中的文件路徑主機路徑	將文件中的文件拷貝到容器中；將容器中的文件拷貝到主機中
獲取元信息	docker inspect 容器id	獲取容器的元信息

以CentOS為例：

docker search centos
docker pull centos
docker run --name mycentos -it centos:latest  # 根據centos:latest鏡像運行容器，並以交互模式進入容器中
# 實際上是在Docker容器中運行一個精簡版的CentOS系統 
exit # 退出並關閉容器
docker ps -a
docker start mycentos
docker stop mycentos
docker rm mycentos
docker rm -f $(docker ps -aq)  # 強制刪除所有容器

? 註：Docker容器內實際上是運行著一個精簡版的Linux系統

以tomcat為例：

# 示例1：基本用法
docker search tomcat
docker pull tomcat
docker run --name mytomcat -p 8888:8080 -d tomcat 
# 測試：http://宿主機地址：8888
docker stop mytomcat
docker ps -a
docker start mytomcat

# 示例2：拷貝文件和掛載目錄
docker run -p 8080:8080 -d tomcat
docker exec -it 70cba924861c  /bin/bash
cd /usr/local/tomcat/webapps/ROOT
exit
echo welcome to tomcat > index.jsp
docker cp index.jsp 70cba924861c:/usr/local/tomcat/webapps/ROOT  # 將宿主機中的文件拷貝到容器中指定的目錄中
#　部署web項目，將war文件放到容器中
docker cp spring-web.war 70cba924861c:/usr/local/tomcat/webapps

# 問題：如果項目更改了需要重新拷貝war文件，太麻煩，可以直接掛載目錄（也稱為數據卷Volume）
docker run -p 8080:8080 -v /my/tomcat/webapps/spring-web.war:/usr/local/tomcat/webapps/spring-web.war -v /my/tomcat/data:/usr/local/tomcat/dataVolume:ro -d tomcat

# 示例3：啟動多個容器，一個鏡像可以啟動多個容器，互相隔離、獨立
docker run -p 8081:8080 -d tomcat
docker run -p 8082:8080 -d tomcat
docker run -p 8083:8080 -d tomcat

3. 鏡像的分層結構

? tomcat鏡像為什麽這麽大？

? 鏡像是一種輕量級、可執行的獨立軟件包，用來打包軟件運行環境和基於運行環境的軟件，包含運行某個軟件所需要的所有內容。

? 基於UnionFS聯合文件系統，采用分層結構，一層一層的堆疊起來，像一個同心圓，但從外面來說，只能看到最外層的文件系統（鏡像層）

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分層結構：共享資源、便於復用（許多鏡像都是從相同的Base基礎鏡像構建而來的，基礎鏡像只需要保存一份）

? 鏡像都是只讀的，而由鏡像生成的容器是可修改的

4. 創建鏡像

? 有時從Docker鏡像倉庫中下載的鏡像不能滿足我們的要求，此時可以基於這個鏡像（基礎鏡像）封裝一個自己的鏡像

? 兩種方式：

更新鏡像：使用docker commit命令
構建鏡像：使用docker build命令，需要創建Dockerfile文件

4.1 更新鏡像

? 先使用基礎鏡像創建一個容器，然後對容器進行修改，最後使用commit命令提交為一個新的鏡像

? 步驟：

根據基礎鏡像，創建容器

docker run --name mytomcat -p 8080:8080 -d tomcat

修改容器

docker exec -it bcd08edac78d  /bin/bash
cd webapps/ROOT
rm -f index.jsp
echo welcome to tomcat > index.html
exit

提交為新鏡像，語法：docker commit -m="描述消息" -a="作者" 容器id或容器名鏡像名:tag
```
docker commit -m="修改默認索引頁" -a="湯小洋" bcd08edac78d itany/tomcat:v1
```

使用新鏡像運行容器

docker run --name tomcat_v1 -p:8080:8080 -d itany/tomcat:v1

4.2 構建鏡像

? 根據Dockerfile文件來自動構建鏡像

? Dockerfile是一個包含創建鏡像所有命令的文本文件，使用docker build命令可以根據Dockerfile的內容創建鏡像

? 步驟：

創建一個Dockerfile文件vi Dockerfile

# 基礎鏡像
FROM tomcat

# 作者
MAINTAINER [email protected]

# 執行命令
RUN rm -f /usr/local/tomcat/webapps/ROOT/index.jsp
RUN echo "welcome to tomcat!" > /usr/local/tomcat/webapps/ROOT/index.html

構建新鏡像，語法：docker build -f Dockerfile文件的路徑 -t 鏡像名:tag 命令執行的上下文
```
docker build -f Dockerfile -t itany/tomcat:v2 .
```

使用新鏡像運行容器

docker run -p 9999:8080 -d itany/tomcat:v2

五、Dockerfile詳解

1. 簡介

? Dockerfile是用來構建Docker鏡像的文件，是由一系列命令和參數構成的腳本

? Dockerfile從FROM命令開始，緊接著各種命令、參數等，最終會生成一個新的鏡像

? 使用Dockerfile構建鏡像的步驟：

編寫Dockerfile文件
使用docker build構建鏡像
使用docker run運行容器

2. 用法

2.1 語法規則

指令必須要大寫，且後面必須跟參數
第一條指令必須是FROM，指定Base Image 基礎鏡像
指令按從上往下的順序，依次執行
每條指定都會創建一個新的鏡像層並提交
#表示註釋

2.2 常用指令

指令	解釋
FROM	指定基礎鏡像，即當前新鏡像是基於哪個鏡像的
MAINTAINER	指定作者
RUN	指定構建過程中要運行的命令
ENV	設置環境變量
WORKDIR	指定默認的工作目錄，即進入容器後默認進入的目錄
VOLUME	創建掛載點，也稱容器數據卷，用於數據共享和持久化
CMD	指定容器啟動時要運行的命令，與RUN不同的是，這些命令不是在鏡像構建過程中執行的
ENTRYPOINT	指定容器啟動時要運行的命令，與CMD有區別
COPY	拷貝文件/目錄到鏡像中
ADD	拷貝文件到鏡像中，且會自動解壓縮
EXPOSE	指定對外暴露的端口

3. 案例

3.1 自定義centos鏡像

# 1.編寫Dockerfile文件
vi Dockerfile2
    FROM centos

    MAINTAINER [email protected]

    ENV MYPATH /usr/local/centos
    RUN mkdir -p $MYPATH
    WORKDIR $MYPATH

    RUN yum -y install vim

    RUN yum -y install wget

    # 創建掛載點，無法指定宿主機上對應的目錄，是自動生成的
    VOLUME  ["/data1","/data2"]

    CMD ["/bin/bash"]
# 2.使用docker build構建鏡像
docker build -f Dockerfile2 -t itany/centos:v1 . 
# 3.使用docker run運行容器
docker run -it b25b1dad795c
# 查看鏡像的變更歷史
docker history b25b1dad795c
# 驗證掛載點：
/var/lib/docker/volumes/0b001b4cc8db1ebbbb4c537c17a5c44adb700fb0e1b941bc82cc717c4ae196f6/_data
/var/lib/docker/volumes/f020f5a5664bf68312be9f49a640f27ecfb49990b231aaf3d0eb7cb723fa0ddd/_data

? CMD和ENTRYPOINT的區別（面試題）：

CMD

在Dockerfile中可以有多個CMD指令，但只有最後一條指令生效，所以一般只有一條CMD指令

CMD指令在被docker run之後的參數覆蓋
```
vi aaa
FROM centos
CMD ["/bin/ls"]
CMD ["/bin/bash"]
docker build -f aaa -t itany/aaa . 
docker run -it itany/aaa
docker run -it itany/aaa /bin/pwd
```

ENTRYPOINT

docker run之後的參數會被作為ENTRYPOINT指令的參數，組合形成新的命令

vi bbb
FROM centos
ENTRYPOINT ["/bin/ls","/usr/local"]
docker build -f bbb -t itany/bbb .
docker run -it itany/bbb
docker run -it itany/bbb -l  #  ls /usr/local -l

3.2 自定義tomcat鏡像

# 準備工作 

# 1.編寫Dockerfile文件
vi Dockerfile
    FROM centos
    MAINTAINER [email protected]

    # 拷貝文件，文件必須與Dockerfile在同一目錄下
    COPY teacher.txt /usr/local
    ADD jdk-8u171-linux-x64.tar.gz /usr/local
    ADD apache-tomcat-8.5.30.tar.gz /usr/local

    # 配置環境變量
    ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_171
    ENV CLASSPATH .:$JAVA_HOME/lib
    ENV CATALINA_HOME /usr/local/apache-tomcat-8.5.30
    ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin:$CATALINA_HOME/bin

    WORKDIR $CATALINA_HOME

    RUN yum -y install vim

    EXPOSE 8080

    CMD ["catalina.sh", "run"]
# 2.使用docker build構建鏡像
docker build -t itany/tomcat:1.0 .
# 3.使用docker run運行容器
docker run --name mytomcat -p 8080:8080 -v /my/tomcat/webapps/spring-web.war:/usr/local/apache-tomcat-8.5.30/webapps/spring-web.war -d itany/tomcat:1.0

六、使用Docker搭建環境

1. 安裝MySQL

# 1.拉取鏡像
docker pull mysql:5.7
# 2.運行容器
docker run --name mysql -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -d mysql:5.7
docker exec -it mysql /bin/bash
find / -name "*mysql*"
exit
# 3.創建用於掛載的目錄
mkdir -p /my/mysql/conf # 掛載配置文件
mkdir -p /my/mysql/data # 掛載數據文件
mkdir -p /my/mysql/logs # 掛載日誌文件
# 4.拷貝配置文件並修改
docker cp mysql:/etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf /my/mysql/conf/
vi /my/mysql/conf/mysqld.conf
    character-set-server=utf8
# 5.重新運行容器  
docker rm -f mysql  # 刪除原來的容器
docker run --name mysql -p 3306:3306 -v /my/mysql/conf:/etc/mysql/mysql.conf.d/ -v /my/mysql/data:/var/lib/mysql -v /my/mysql/logs:/logs -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -d mysql:5.7
# 6.訪問
# 本地訪問
docker exec -it mysql /bin/bash
mysql -u root -p 
# 遠程訪問
mysql -u root -p -h 宿主機地址

2. 安裝Redis

# 1.拉取鏡像
docker pull redis
# 2.創建用於掛載的目錄
mkdir -p /my/redis/conf 
mkdir -p /my/redis/data
# 3.拷貝配置文件並修改
wget http://download.redis.io/releases/redis-4.0.10.tar.gz
tar zxf redis-4.0.10.tar.gz
cp redis.conf /my/redis/conf/
vi redis.conf
    requirepass itany
    appendonly yes
# 4.運行容器
docker run --name myredis -p 6379:6379 -v /my/redis/conf/redis.conf:/usr/local/etc/redis/redis.conf -v /my/redis/data:/data -d redis redis-server /usr/local/etc/redis/redis.conf
# 5.訪問
# 本地訪問
docker exec -it myredis /bin/bash
redis-cli
#　遠程訪問
使用RedisDesktopManager工具連接

3. 安裝Nginx

# 1.拉取鏡像
docker pull nginx
# 2.運行容器
docker run --name mynginx -p 80:80 -d nginx
# 3.創建用於掛載的目錄
mkdir -p /my/nginx  # 掛載nginx所有數據
mkdir -p /my/nginx/html # 掛載nginx虛擬主機（網站html數據）
# 4.拷貝配置文件
docker cp mynginx:/etc/nginx/nginx.conf /my/nginx  # 拷貝主配置文件
docker cp mynginx:/etc/nginx/conf.d /my/nginx # 拷貝虛擬主機配置文件
echo welcome to nginx > /my/nginx/html/index.html #　自定義索引頁
# 5.重啟運行容器
docker rm -f mynginx
docker run --name mynginx -p 80:80 -p 443:443 -v /my/nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf -v /my/nginx/html:/usr/share/nginx/html:ro -v /etc/nginx/conf.d:/usr/nginx/conf.d -d nginx
# 6.測試
http://宿主機地址

七、將本地鏡像發布到阿裏雲

? 步驟：

登陸“阿裏雲-開發者平臺”，創建命名空間和鏡像倉庫

將鏡像推送到阿裏雲

# 登陸阿裏雲的docker倉庫
docker login [email protected] registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com
# 創建指定鏡像的tag，歸入某個倉庫
docker tag b25b1dad795c registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/itany/centos:v1.0
# 將鏡像推送到倉庫中
docker push registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/itany/centos:v1.0

拉取鏡像

docker pull registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/itany/centos:v1.0

技術分享圖片

湯小洋老師，高級Java軟件工程師，慕課網特邀講師，51CTO認證講師，從事軟件開發以及軟件教育培訓多年。擅長Java開發、前端開發、雲計算等領域技術，曾給多家知名企業進行軟件開發實訓。現致力於軟件教學、技術咨詢相關工作，任職南京網博優壹教育的教學總監。

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Docker容器技術，主講：湯小洋

一、Docker簡介

1. Docker是什麽？

2. Docker作用

3. 基本術語

二、準備Linux系統

1. 安裝虛擬機軟件

2. 新建虛擬機

3. 安裝CentOS

4. 連接Linux服務器

5. 基本操作

5.1 常用命令

5.2 安裝軟件

三、Docker安裝

1. 安裝

2. 啟動/停止

3. 配置Docker鏡像加速

四、Docker操作

1. 鏡像操作

2. 容器操作

3. 鏡像的分層結構

4. 創建鏡像

4.1 更新鏡像

4.2 構建鏡像

五、Dockerfile詳解

1. 簡介

2. 用法

2.1 語法規則

2.2 常用指令

3. 案例

3.1 自定義centos鏡像

3.2 自定義tomcat鏡像

六、使用Docker搭建環境

1. 安裝MySQL

2. 安裝Redis

3. 安裝Nginx

七、將本地鏡像發布到阿裏雲

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