写给前端的 docker 入门指南
docker 使应用部署更加轻量，可移植，可扩展，更好的环境隔离也更大程度地避免了生产环境与测试环境不一致的巨大尴尬。
由于 docker 轻便可移植的特点也极大促进了 CI/CD 的发展。
1. 术语
docker 的架构图如下
docker architecture
从图中可以看出几个组成部分
docker client: 即docker命令行工具docker host: 宿主机，docker daemon的运行环境服务器docker daemon:docker的守护进程，docker client通过命令行与docker daemon交互image: 镜像，可以理解为一个容器的模板，通过一个镜像可以创建多个容器container: 最小型的一个操作系统环境，可以对各种服务以及应用容器化，是镜像的运行实例registry: 镜像仓库，存储大量镜像，可以从镜像仓库拉取和推送镜像
2. 安装 docker
在本地安装 docker/docker-compose，通过 Docker Desktop1 下载 docker 后，双击安装即可。
Docker Desktop
如果是个人服务器且为 linux，可参考 安装 docker2，它将 docker 与 docker compose 一并安装。
3. 底层原理
docker 底层使用了一些 linux 内核的特性，大概有 namespace，cgroups 和 ufs。
3.1. namespace
docker 使用 linux namespace 构建隔离的环境，它由以下 namespace 组成
pid: 隔离进程net: 隔离网络ipc: 隔离 IPCmnt: 隔离文件系统挂载uts: 隔离hostnameuser: 隔离uid/gid
3.2. control groups
也叫 cgroups，限制资源配额，比如某个容器只能使用 100M 内存
3.3. Union file systems
UnionFS 是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加。docker 的镜像与容器就是分层存储，可用的存储引擎有 aufs，overlay 等。
关于分层存储的详细内容可以查看官方文档 docker: About storage drivers3
4. 镜像
镜像是一份用来创造容器的配置文件，而容器可以视作最小型的一个操作系统。
「docker 的镜像和容器都使用了 unionFS 做分层存储，镜像作为只读层是共享的，而容器在镜像之上附加了一层可写层，最大程度地减少了空间的浪费，详见下图」
分层存储
4.1. 镜像仓库与拉取
大部分时候，我们不需要自己构建镜像，我们可以在官方镜像仓库4拉取镜像
可以简单使用命令 docker pull 拉取镜像。拉取镜像后可以使用 docker inspect 查看镜像信息
# 加入拉取一个 node:alpine 的镜像
$ docker pull node:alpine
# 查看镜像信息
$ docker inspect node:alpine
# 列出所有镜像
$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
node alpine f20a6d8b6721 13 days ago 105MB
mongo latest 965553e202a4 2 weeks ago 363MB
centos latest 9f38484d220f 8 months ago 202MB
4.2. 构建镜像与发布
但并不是所有的镜像都可以在镜像仓库中找到，另外我们也需要为我们自己的业务应用去构建镜像。
使用 docker build 构建镜像，「docker build 会使用当前目录的 dockerfile 构建镜像」，至于 dockerfile 的配置，参考下节。
-t 指定标签
# -t node-base:10: 镜像以及版本号
# .: 指当前路径
$ docker build -t node-base:10 .
当构建镜像成功后可以使用 docker push 推送到镜像仓库
5. Dockerfile
在使用 docker 部署自己应用时，往往需要自己构建镜像。
docker 使用 Dockerfile 作为配置文件构建镜像，简单看一个 node 应用构建的 dockerfile。
Dockerfile 的各个指令可参考 Dockerfile Reference5。
FROM node:alpine
ADD package.json package-lock.json /code/
WORKDIR /code
RUN npm install --production
ADD . /code
CMD npm start
5.1. FROM
基于一个旧有的基础镜像，格式如下。
FROM <image> [AS <name>]
# 在多阶段构建时会用到
FROM <image>[:<tag>] [AS <name>]
FROM node:16-alpine
FROM nginx:-alpine
而以上所述的 node 与 nginx 基础镜像可在DockerHub6中找到。
5.2. ADD
把文件或目录加入到镜像的文件系统中。
ADD [--chown=<user>:<group>] <src>... <dest>
ADD . /code
5.3. RUN
在镜像中执行命令，由于 ufs 的文件系统，它会在当前镜像的顶层新增一层。
RUN <command>
RUN npm run build
5.4. CMD
指定容器如何启动。
「一个 Dockerfile 中只允许有一个 CMD」
# exec form, this is the preferred form
CMD ["executable","param1","param2"]
# as default parameters to ENTRYPOINT
CMD ["param1","param2"]
# shell form
CMD command param1 param2
CMD npm start
6. 容器
镜像与容器的关系，类似于代码与进程的关系。
docker run创建容器docker stop停止容器docker rm删除容器
6.1. 创建容器
基于 nginx 镜像创建一个最简单的容器：启动一个最简单的 http 服务
使用 docker run 来启动容器，docker ps 查看容器启动状态
$ docker run -d --name nginx -p 8888:80 nginx:alpine
$ docker ps -l
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
404e88f0d90c nginx:alpine "nginx -g 'daemon of…" 4 minutes ago Up 4 minutes 0.0.0.0:8888->80/tcp nginx
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
其中:
-d: 启动一个daemon进程--name: 为容器指定名称-p host-port:container-port: 宿主机与容器端口映射，方便容器对外提供服务nginx:alpine: 基于该镜像创建容器
此时在宿主机使用 curl 测试容器提供的服务是否正常
$ curl localhost:8888
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
body {
width: 35em;
margin: 0 auto;
font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
}
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>
<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>
<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
那如果要进入容器环境中呢？使用 docker exec -it container-name 命令
$ docker exec -it nginx sh
/ #
/ #
/ #
6.2. 容器管理
docker ps 列出所有容器
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
404e88f0d90c nginx:alpine "nginx -g 'daemon of…" 4 minutes ago Up 4 minutes 0.0.0.0:8888->80/tcp nginx
498e7d74fb4f nginx:alpine "nginx -g 'daemon of…" 7 minutes ago Up 7 minutes 80/tcp lucid_mirzakhani
2ce10556dc8f redis:4.0.6-alpine "docker-entrypoint.s…" 2 months ago Up 2 months 0.0.0.0:6379->6379/tcp apolloserverstarter_redis_1
docker port 查看容器端口映射
$ docker port nginx
80/tcp -> 0.0.0.0:8888
docker stats 查看容器资源占用
$ docker stats nginx
CONTAINER ID NAME CPU % MEM USAGE / LIMIT MEM % NET I/O BLOCK I/O PIDS
404e88f0d90c nginx 0.00% 1.395MiB / 1.796GiB 0.08% 632B / 1.27kB 0B / 0B 2
7. docker compose
在 docker compose v2 中，使用了 docker compose 命令去替代了 docker-compose 命令，可以通过 docker compose version 查看版本号。
$ docker compose version
Docker Compose version v2.6.0
在 2022 年 4 月 26 号，compose v2 已经成为了正式版本。更多见 Announcing Compose V2 General Availability7
# 使用 docker compose ls，可列出系统全局有多少容器是根据 docker compose 启动，比 v1 版本方便很多
$ docker compose ls
NAME STATUS CONFIG FILES
cra-deploy running(1) /home/train/Documents/cra-deploy/domain.docker-compose.yaml
traefik running(1) /home/train/Documents/traefik/docker-compose.yml
在当前目录，新建配置文件为 docker-compose.yaml，内容如下。
version: "3"
services:
app:
image: "nginx-alpine"
ports:
- 8000:80
此时可通过 docker compose up 启动容器。
8. 作业
- 初阶: 了解 docker 常见操作，如构建镜像、运行容器、进入容器执行命令
- 高阶: docker 原理，如何模拟 docker 隔离环境及限制资源
- 面试: Dockerfile、Image、Container 的区别
参考资料
[1]
Docker Desktop:https://www.docker.com/get-started/
[2]
安装 docker:https://docs.docker.com/engine/install/centos/
[3]
docker: About storage drivers:https://docs.docker.com/storage/storagedriver/
[4]
官方镜像仓库:https://hub.docker.com/explore/
[5]
Dockerfile Reference:https://docs.docker.com/engine/reference/builder/
[6]
DockerHub:https://hub.docker.com/
[7]
Announcing Compose V2 General Availability:https://www.docker.com/blog/announcing-compose-v2-general-availability