Docker的定义

Docker 本质上就是一个将 程序和环境打包并运行 的工具软件。具体点来说就是，它通过 Dockerfile 描述环境和应用程序的依赖关系， docker build 构建镜像， docker pull/push 跟 Docker Registry 交互实现存储和分发镜像，docker run 命令基于镜像启动容器，基于容器技术运行程序和它对应的环境，从而解决环境依赖导致的各种问题。

Docker的基本概念

镜像

基础镜像

Docker 容器的基础镜像（Base Image）是创建新容器时使用的起始点。基础镜像是一个层叠的文件系统，包含了一系列操作系统的基础层，这些层可以包含操作系统、运行时环境、工具和库等。

• 选中一个基础操作系统和语言后，将对应的文件系统
• 依赖库
• 配置

将以上部分放一起打包成一个类似压缩包的文件，这就是所谓的 基础镜像 (Base Image)。

容器镜像

当我们用命令行执行 docker build 的时候，Docker 软件就会按着 Dockerfile 的说明，一行行构建环境+应用程序。最终将这个环境+程序，打包成一个类似"压缩包"的东西，就是 容器镜像 (container image)。只要将容器镜像传到任意一台服务器上，对这个"压缩包"执行"解压缩"，就能同时运行环境和程序。总而言之，Docker 镜像是 Docker 容器的源代码，是镜像是一个只读的模板。，Docker 镜像用于创建容器。使用build 命令创建镜像。

Dockerfile

Dockerfile相当于一个 todo list 。有了基础镜像之后还需要安装一些依赖，比如 yum install gcc，甚至还要创建一些文件夹。最后才是运行我们的目标 应用程序。创建自定义镜像的文件。通过编写 Dockerfile，你可以定义镜像中应该包含哪些内容以及如何配置。

容器

在目的服务器上，执行 docker pull 拿到容器镜像。然后执行 docker run 命令，将这个类似"压缩包"的容器镜像给"解压缩"，获得一个 独立的环境和应用程序 并运行起来。这样一个独立的环境和应用程序，就是所谓的 容器 (container)。我们可以在一个操作系统上同时跑多个容器。且这些容器之间都是互相独立，互相隔离的。

总而言之，Docker 容器包括应用程序及其所有依赖项，作为操作系统的独立进程运行。容器是动态的、可变的，可以启动、停止、移动和删除。在运行时，它拥有独立的文件系统、网络和进程空间，但与物理主机共享操作系统内核。

镜像仓库

Docker 可以组建 镜像仓库 ，通过 docker push 将镜像推到仓库，有需要的时候再通过 docker pull 将镜像拉到机器上。这个负责管理镜像仓库推拉能力的服务，就叫 Docker Registry。

Docker的构建过程

• 编写 Dockerfile：Dockerfile 是一个文本文件，其中包含了一系列的指令，描述了如何构建一个 Docker 镜像。
• 构建镜像：使用 docker build 命令，通过读取 Dockerfile 的内容，逐步执行其中的指令，最终生成一个 Docker 镜像。
• 保存镜像：构建完成的镜像会被保存到本地的 Docker 镜像库中，可以使用 docker images 命令查看。
• 发布镜像：如果需要共享镜像，可以将其推送到 Docker Hub 或其他镜像仓库，使用 docker push 命令完成发布。
• 使用镜像：最终用户可以使用 docker run 命令来启动基于该镜像的容器，完成应用的部署和运行。

Docker的数据管理

在容器中管理数据主要有两种方式：

• 数据卷（Volumes）
• 挂载主机目录 (Bind mounts)

数据卷挂载

数据卷是一个虚拟目录，将宿主机的目录映射到容器内目录。具有以下特点

• 可以在容器之间共享和重用。
• 即使容器被删除，数据卷中的数据也不会被自动删除，从而确保数据的持久性。
• 对数据卷的修改会立马生效。
• 对数据卷的更新，不会影响镜像。

挂载数据卷命令

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docker run -v 数据卷名:目录名 镜像名称
docker run -itd
-- name 容器名字
-- mount source=数据卷名,target=容器中目录
镜像名

常见命令

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# 创建一个数据卷
docker volume create my-vol
# 查看所有的数据卷
docker volume ls
# 查看数据卷的具体信息
docker inspect web
# 删除指定的数据卷
docker volume rm my-vol

目录挂载

目录挂载是直接将宿主机上的目录挂载到容器中，直接使用宿主机的文件系统

挂载目录命令

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docker run -v 宿主机目录:容器内目录 镜像名称
docker run -itd 
-- name 容器名
-- mount type=bind,source=宿主机目录,target=容器中的目录
镜像名

Docker的底层原理

Docker是经典的 Client/Server 架构。Client 对应 Docker-cli， Server 对应 Docker daemon。

架构原理

Docker-cli 会解析我们输入的 cmd 命令，然后调用 Docker daemon 守护进程提供的 RESTful API，守护进程收到命令后，会根据指令创建和管理各个容器。

Docker Daemon 内部分为 Docker Server、Engine 两层。

• Docker Server 本质上就是个 HTTP 服务，负责对外提供操作容器和镜像的 api 接口，接收到 API 请求后，会分发任务给 Engine 层
• Engine 层负责创建 Job，由 Job 实际执行各种工作。这是 Docker 的核心，它是一个轻量级的运行时和工具集，用于管理容器。Docker引擎包括服务器端的守护进程（daemon）、API，以及CLI工具。

容器化技术

Namespace 和 Cgroups：这两个是 Docker 能够实现隔离的核心 Linux 技术。

• Namespace 提供了进程、网络、挂载等资源的隔离，
• Cgroups 则负责限制和优先级分配，限制它能使用的计算资源，确保容器不会耗尽主机资源。

每个容器运行在它自己的命名空间中，但是，确实与其它运行中的容器共用相同的系统内核。隔离的产生是由于系统内核清楚地知道命名空间及其中的进程，且这些进程调用系统 API 时，内核保证进程只能访问属于其命名空间中的资源。

VPS和ECS

云厂商一般会 将一台物理服务器分割成多个虚拟机 。每个虚拟机都拥有独立的操作系统、资源（比如 CPU、内存、存储空间）和公网 IP 地址。然后对外出售，这样的虚拟机就是所谓的 VPS（Virtual Private Server，虚拟专用服务器）。

但传统 VPS 有个缺点，不支持用户自主升降级，它的资源是预先分配的，不易动态调整。

而支持VPS自主升降级的功能就成了 ECS（Elastic Compute Service，弹性计算服务）。用户可以根据需要随时调整 CPU、内存、磁盘和带宽，主打一个"弹性"。

而通常 物理服务器上跑 ecs，ecs 跑 Docker 容器。多个 Docker 容器共享一个 ecs 实例 操作系统内核 。

容器服务编排——Docker Compose

使用场景：一次部署在同一个物理服务器 多个 容器组成的一套服务，且对这些容器的顺序有一定要求呢

Docker Compose 是用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。Compose 使用 YAML 文件定义服务、网络和卷，通过一条简单的命令 docker-compose up 就可以启动并运行整个配置的应用环境。

示例

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version: "3.8"

services:
  A:
    image: "some-image-for-a"
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: "0.50" # 限制 CPU 使用率为 50%
          memory: 256M # 限制内存使用量为 256MB

  B:
    image: "some-image-for-b"
    depends_on:
      - A

  C:
    image: "some-image-for-c"
    depends_on:
      - B

常见命令

启动命令

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# 在当前目录下寻找 docker-compose.yml 文件，并根据其中定义的服务启动应用程序
docker-compose up
# 后台启动
docker-compose up -d
# 强制重新创建所有容器，即使它们已经存在
docker-compose up --force-recreate
# 重新构建镜像
docker-compose up --build
# 指定要启动的服务名称，而不是启动所有服务
# 可以同时指定多个服务，用空格分隔。
docker-compose up service_name

暂停和停止命令

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# 在当前目录下寻找 docker-compose.yml 文件
# 根据其中定义移除启动的所有容器，网络和卷。
docker-compose down
# 停止容器但不移除
docker-compose down --stop
# 指定要停止和移除的特定服务，而不是停止和移除所有服务
# 可以同时指定多个服务，用空格分隔。
docker-compose down service_name

查看命令

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# 查看所有容器的状态信息
docker-compose ps
# 只显示服务名称
docker-compose ps --services
# 查看指定服务的容器
docker-compose ps service_name

Docker 常见命令

基本命令

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docker version # 查看docker版本
docker images # 查看所有已下载镜像，等价于：docker image ls 命令
docker container ls # 查看所有容器
docker ps #查看正在运行的容器
docker image prune # 清理临时的、没有被使用的镜像文件。-a, --all: 删除所有没有用的镜像，而不仅仅是临时文件；

拉取镜像

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docker search mysql # 查看mysql相关镜像
docker pull mysql:5.7 # 拉取mysql镜像
docker image ls # 查看所有已下载镜像

构建镜像

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# imageName 是镜像名称，1.0.0 是镜像的版本号或标签
docker build -t imageName:1.0.0 .

删除镜像

• 先将运行该镜像的容器暂停：docker stop CONTAINER ID
• 然后删除镜像：docker rmi IMAGE ID 或者 docker rmi REPOSITORY

推送镜像

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docker push url/image_name:version

启动容器

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docker run [Option] image_name
-- name 容器名
-d 后台运行
-it 直接进入容器
-p 主机端口:容器端口