10.2.为什么需要Docker？

估计大家也可能听过Docker这项技术(在论坛上、招聘技能上、交流群上等等)，要是不了解Docker，都不好意思在网上冲浪的时候吹牛逼了。

所以这几天学了一下Docker，总结了Docker入门的相关知识，分享给大家(好让我们一起吹牛逼)。

Docker LoGo

Docker LoGo

I need a doctor,call me a doctor. I need a doctor, doctor, to bring me back to life .

一、为什么需要Docker

Docker 是世界领先的软件容器平台。 开发人员利用 Docker 可以消除协作编码时“在我的机器上可正常工作”的问题。 运维人员利用 Docker 可以在隔离容器中并行运行和管理应用，获得更好的计算密度。 企业利用 Docker 可以构建敏捷的软件交付管道，以更快的速度、更高的安全性和可靠的信誉为 Linux 和 Windows Server 应用发布新功能。

1.1环境(切换/配置)麻烦

一般我们写程序的，能接触到好几个环境：

• 自己写代码的环境叫做开发环境。
• 给测试去跑的环境叫做测试环境。
• 测试完可以对外使用的叫做生产环境。

其实我们在学习编程中，很多时间都浪费在“环境”上：

• 如果我现在重装了系统，我想要跑我的war/jar包，我得去安装一下JDK、Tomcat、MySQL等配置各种的环境变量才能跑起来。
• 开开心心地跟着博主给出的步骤去写Demo，但总是有Bug。(这里我将版本/依赖也归纳在环境的范畴里边)。
• 好不容易在测试环境下跑起来了，在生产环境就各种出错！
• 跟着教学视频做分布式/集群的项目，跑一堆的虚拟机，每个虚拟机都要安装对应的环境。

所以就有个笑话《千万不要跟程序员说，你的代码有bug》：

• 他的第一反应是你的环境有问题，第二就是你是傻逼不会用吧。
• 你要跟他这么说：“这个程序运行的怎么运行的跟预期不一样，是我操作有问题吗？”。
• 这货就会第一反应“我擦，这是不是出bug了？”

1.2应用之间需要隔离

比如我写了两个应用(网站)，这两个应用部署在同一台服务器上，那可能会出现什么问题？

• 如果一个应用出现了问题，导致CPU占100%。那另一个应用也会受到关联，跟着一起凉凉了。
• 这两个应用是完全不同技术栈的应用，比如一个PHP，一个.NET。这两个应用各种的依赖软件都安装在同一个服务器上，可能就会造成各种冲突/无法兼容，这可能调试就非常麻烦了。

二、Docker是如何解决上述的问题的

2.1解决环境(切换/配置)

不知道大家有没有装过系统，比如说装Linux虚拟机，重装Windows系统，都是需要镜像的。

镜像

有了这个镜像，我们就可以运行这个镜像，来进行安装系统的操作(此处省略N个下一步)，于是我们的系统就装好了。一般来说，我们去官方渠道下载的镜像，都是纯净的。比如去官方下载Windows镜像，装完后之后桌面只有一个回收站。

但有过了解装系统的同学可能就会知道，有的镜像装完可能还有360这些软件，但系统的的确确是变了。简单来说，就是这些镜像添加了其他的东西(比如360软件、腾讯、千千静听等等软件)。

Docker也是这种思路，可以将我们的想要的环境构建(打包)成一个镜像，然后我们可以推送(发布)到网上去。想要用这个环 境的时候，在网上拉取一份就好了。

有了Docker，我们在搭环境的时候，跟以前的方式就不一样了。

• 之前：在开发环境构建出了一个war包，想跑到Linux下运行。我们得先在Linux下载好Java、Tomcat、MySQL，配置好对应的环境变量，将war包丢到Tomcat的webapps文件夹下，才能跑起来。
• 现在：在Linux下直接拉取一份镜像(各种环境都配好了)，将镜像运行起来，把war包丢进去就好了。

DockerHub提供了很多镜像

将Docker的镜像运行起来就是一两秒的事情而已，十分方便的。

2.2解决应用之间隔离

说到这里，就得提出一个大家可能不认识的概念：LXC(Linux Containers)--->Linux容器。

2.2.1Linux容器

在Linux内核中，提供了cgroups功能，来达成资源的区隔化。它同时也提供了名称空间(namespace)区隔化的功能，使应用程序看到的操作系统环境被区隔成独立区间，包括进程树，网络，用户id，以及挂载的文件系统。

简单来说就是：LXC是一个为Linux内核包含特征的用户接口。通过强大的API和简单的工具，它可以让Linux用户轻松的创建和托管系统或者应用程序容器。

2.2.2回到Docker

我们在翻看Docker的官方文档的时候，也很容易看见cgroup和namespace这两个名词：

官方文档截图

来源维基百科：

Early versions of Docker used LXC as the container execution driver, though LXC was made optional in v0.9 and support was dropped in Docker v1.10.

lxc是早期版本docker的一个基础组件，docker 主要用到了它对 Cgroup 和 Namespace 两个内核特性的控制。新的Docker版本已经移除了对LXC的support。

2.2.3Docker在Windows和Mac

上面说了，Docker底层用的Linux的cgroup和namespace这两项技术来实现应用隔离，那Windows和Mac用户能用Docker吗？

• 之前，Windows和Mac使用Docker实际上就是跑了一层Linux虚拟机。
  • 比如在Windows下安装的是Docker Toolbox，它需要Oracle Virtual Box来跑Docker
• 现在，Windows和Mac都已经原生支持Docker了。但需要一些安装的条件，详情可以查看官网
  • 比如Windows：Docker for Windows requires 64bit Windows 10 Pro and Microsoft Hyper-V

参考资料：

• Windows 原生 Docker 正式商用
  • http://blog.daocloud.io/windows-docker/

三、虚拟机和Docker

说到应用隔离和镜像，我就想起了虚拟机。今年下半年(此处省略.....)，文体两开花(此处省略.....)，要是我写文章写得不好，我是需要向XX谢罪的。

估计大家都用过虚拟机，虚拟机也能实现对应用的隔离，安装特定的镜像也能跑出我们想要的环境。虚拟机已经发展了很久了，为什么我们还需要Docker呢？

这部分内容在官网也有相关的介绍：

• http://www.docker-cn.com/what-container#/virtual_machines

容器和Docker的区别

一句话总结：Docker容器比虚拟机轻量多了！

最后

Docker可以干嘛？

• 将一整套环境打包封装成镜像，无需重复配置环境，解决环境带来的种种问题。
• Docker容器间是进程隔离的，谁也不会影响谁。

作为一种新兴的虚拟化方式，Docker 跟传统的虚拟化方式相比具有众多的优势。

更高效的利用系统资源

由于容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，Docker 对系统资源的利用率更高。无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度，都要比传统虚拟机技术更高效。因此，相比虚拟机技术，一个相同配置的主机，往往可以运行更多数量的应用。

更快速的启动时间

传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟，而 Docker 容器应用，由于直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、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。

一致的运行环境

开发过程中一个常见的问题是环境一致性问题。由于开发环境、测试环境、生产环境不一致，导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。而 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。

持续交付和部署

对开发和运维（DevOps）人员来说，最希望的就是一次创建或配置，可以在任意地方正常运行。

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。开发人员可以通过 Dockerfile 来进行镜像构建，并结合持续集成(Continuous Integration) 系统进行集成测试，而运维人员则可以直接在生产环境中快速部署该镜像，甚至结合 持续部署(Continuous Delivery/Deployment) 系统进行自动部署。

而且使用 Dockerfile 使镜像构建透明化，不仅仅开发团队可以理解应用运行环境，也方便运维团队理解应用运行所需条件，帮助更好的生产环境中部署该镜像。

更轻松的迁移

由于 Docker 确保了执行环境的一致性，使得应用的迁移更加容易。Docker 可以在很多平台上运行，无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云，甚至是笔记本，其运行结果是一致的。因此用户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。

更轻松的维护和扩展

Docker 使用的分层存储以及镜像的技术，使得应用重复部分的复用更为容易，也使得应用的维护更新更加简单，基于基础镜像进一步扩展镜像也变得非常简单。此外，Docker 团队同各个开源项目团队一起维护了一大批高质量的官方镜像，既可以直接在生产环境使用，又可以作为基础进一步定制，大大的降低了应用服务的镜像制作成本。

• 点赞