Docker多容器编排：Compose 实战教程

概念简述

核心定义

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。它允许您使用一个单独的配置文件（通常是 .yml 格式）来配置应用程序的所有服务、网络和卷，然后通过一条简单的命令就能创建和启动所有服务。 可以把它想象成一个自动化脚本或编排工具，专门用于在单台主机上部署由多个容器组成的应用。

为什么要使用 Docker Compose？解决什么问题？

在理解 Compose 之前，先想想如果不用它，会多麻烦： 假设应用由以下服务组成：Web 应用、Redis 缓存服务、MySQL 数据库服务，如果没有 Docker Compose，你需要手动完成以下步骤：

1. 创建一个 Docker 网络让容器可以通信。
2. 单独启动 MySQL 容器，并指定网络、卷、环境变量等。
3. 单独启动 Redis 容器，并指定网络、环境变量等。
4. 构建你的 Web 应用的镜像。
5. 启动 Web 应用容器，并链接到之前创建的网络，设置环境变量指向 Redis 和 PostgreSQL 的容器名。

你需要记住并输入一大堆 docker run 命令，这个过程非常繁琐且容易出错。

Docker Compose 解决了这个问题：

• 简化流程：用一个文件（docker-compose.yml）描述整个应用栈的架构。
• 一键操作：通过一条命令（docker compose up）就能同时创建、启动所有服务，并处理好它们之间的依赖关系。
• 配置即代码：将你的应用基础设施（服务、网络、存储）用配置文件管理起来，可以纳入版本控制系统，方便协作和追溯。

核心概念与工作流程

1. 定义 docker-compose.yml 文件： 这是 Docker Compose 的核心。你在这个 YAML 文件中定义你的应用所需的服务、网络和卷。
   • 服务：对应一个容器。你可以指定使用哪个镜像、暴露哪些端口、挂载哪些卷、设置哪些环境变量、依赖哪些其他服务等。
   • 网络：定义容器之间通信的网络。
   • 卷：定义持久化数据存储的位置。
2. 执行 docker compose up 命令： 在包含 docker-compose.yml 文件的目录下运行此命令。Compose 会：
   • 自动构建或拉取所需的镜像。
   • 按依赖顺序创建并启动所有定义的服务。
   • 将所有服务的日志输出聚合到一个流中，方便查看。
3. 执行 docker compose down 命令： 当你想要停止并清理整个应用时，运行此命令。它会停止所有容器，并删除创建的容器和网络（默认情况下不删除卷）。

总结：Docker Compose 的优点

1. 隔离环境：整个应用栈与主机环境完全隔离。
2. 极简配置：一个命令替代了大量复杂的 docker run 命令。
3. 快速部署：极大地简化了多容器应用的部署和测试流程，是开发、测试和 CI/CD 环境的理想选择。
4. 服务发现：自动在服务之间创建网络，并通过服务名进行DNS解析，使容器间通信变得非常简单。

注意：Docker Compose 通常用于开发、测试和单机部署。对于生产环境中跨多台主机的集群管理和编排，更强大的工具如 Kubernetes 或 Docker Swarm 更为合适。不过，Compose 文件可以作为学习这些更复杂工具的基础。

配置文件格式

version：指定Docker Compose文件的版本格式，不同版本支持的功能和语法有所不同，高版本兼容低版本 services: 服务，可以存在多个 servicename: 服务名字，它也是内部bridge网络可以使用的DNS name，如果不是集群模式相当于docker run的时候指定的一个名称，集群（Swarm）模式是多个容器的逻辑抽象 image: 镜像的名字（必选） command: 如果设置，则会覆盖默认镜像里的CMD命令 environment: 等价于docker container run里的–env选项，设置环境变量 volumes: 等价于docker container run里的-v选项，绑定数据卷 networks: 等价于docker container run里的–network选项，指定网络 ports: 等价于docker container run里的-p选项，指定端口映射 expose: 可选，指定容器暴露的端口 build: 构建目录 depends_on: 服务依赖配置 env_file: 环境变量文件 servicename2: image: command: networks: ports: servicename3: #… volumes: # 可选，等价于 docker volume create networks: # 可选，等价于 docker network create

参数详解

准备这样一个目录结构：

mycompose/
├── prj1
│   └── docker-compose.yml
├── prj2
│   └── docker-compose.yml
└── prj3
    └── docker-compose.yml
......

image 功能：指定容器镜像 示例：

创建prj1目录：

• mkdir prj1

在prj1中创建文件docker-compose.yml

• cd prj1
• touch docker-compose.yml

编辑docker-compose文件

vim docker-compose.yml

 services: 
    web:
      image: nginx:1.24.0

启动配置

• docker compose up

清除容器

• docker compose down

在这里插入图片描述

接下来就不再详细展示每个步骤，重点讲解第3步文件的配置。 command 功能：覆盖容器启动的默认指令 格式：

command: ["bundle", "exec", "thin", "-p", "3000"]
//或
command: bundle exec thin -p 3000

示例：

serveices:
  web:
    image: nginx:1.24.0
    command: bundle exec thin -p 3000

这些内容都写在配置文件docker-compose.yml里面

在这里插入图片描述

entrypoint 功能：覆盖容器默认的 entrypoint。 格式：

entrypoint: /code/entrypoint.sh

也可以是列表格式：

entrypoint:
  - php
  - -d
  - zend_extension=/usr/local/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20100525/xdebug.so
  - -d
  - memory_limit=-1
  - vendor/bin/phpunit

示例：

services:
  web:
    image: nginx:1.24.0
    entrypoint:
      - tail
      - -f
      - /etc/os-release

environment environment 功能：   添加环境变量。您可以使用数组或字典、任何布尔值，布尔值需要用引号引起来，以确保 YML 解析器不会将其转换为 True 或 False。 格式：

# map 格式
environment:
  RACK_ENV: development
  SHOW: "true"
  USER_INPUT:

# 数组格式
environment:
  - RACK_ENV=development
  - SHOW=true
  - USER_INPUT=

示例：

services:
  web:
    image: nginx:1.24.0
    environment:
      TEST: 1

在这里插入图片描述

networks 功能：配置容器网络 示例：

services:
  web:
    image: nginx:1.24.0
    networks:
      - web1
      - web2

networks:
  web1:
  web2:

在这里插入图片描述

volume 功能：配置容器的存储卷

#短语法
volumes:
  - "/localhost/postgres.sock:/var/run/postgres/postgres.sock"
  - "/localhost/data:/var/lib/postgresql/data"
#完整语法
volumes:
	#命名卷
  - type: volume
    source: db-data
    target: /data
    volume:
      nocopy: true
	#绑定卷
  - type: bind
    source: /var/run/postgres/postgres.sock
    target: /var/run/postgres/postgres.sock

示例：

services:
  web:
    image: nginx:1.24.0
    volumes:
      - /home/qsy/gitDocker/data/myvolumes:/usr/share/nginx/html/

ports 功能：配置容器的端口映射

#完整语法
ports:
  - target: 80
    host_ip: 127.0.0.1
    published: 8080
    protocol: tcp
    mode: host
  - target: 80
    host_ip: 127.0.0.1
#短语法
ports:
  - "3000"
  - "3000-3005"
  - "8000:8000"
  - "9090-9091:8080-8081"
  - "49100:22"
  - "127.0.0.1:8001:8001"
  - "127.0.0.1:5000-5010:5000-5010"
  - "6060:6060/udp"

示例：

services:
  web:
    image: nginx:1.24.0
    ports:
      - 7070:80

expose 功能：暴露端口，但不映射到宿主机，只被连接的服务访问。仅可以指定内部端口为参数. 格式/示例：

expose:
  - "3000"
  - "8000"

depends_on 功能：设置依赖关系

• docker compose up：以依赖性顺序启动服务。在以下示例中，先启动 db 和 redis，才会启动 web。
• docker compose up SERVICE：自动包含 SERVICE 的依赖项。在以下示例中，docker compose up web 还将创建并启动 db 和 redis。
• docker compose stop：按依赖关系顺序停止服务。在以下示例中，web 在 db 和 redis 之前停止。

version: "3.7"
services:
  web:
    build: .
    depends_on:
      - db
      - redis
  redis:
    image: redis
  db:
    image: postgres

env_file 从文件添加环境变量。可以是单个值或列表的多个值。

env_file: xxx.env

也可以是列表格式：

env_file:
  - ./.env
  - ./apps/web.env
  - /opt/secrets.env

docker compose指令

docker compose 指令与容器操作相似，只不过把容器改成了服务 命令格式： docker-compose 命令的基本的使用格式为

docker compose [OPTIONS] COMMAND [ARGS...]

命令清单：

• docker compose build - 构建服务
• docker compose config - 以规范格式显示服务配置
• docker compose cp - 在本地系统和服务容器之间拷贝文件
• docker compose create - 创建服务的容器
• docker compose down - 停止所有容器并删除容器
• docker compose events - 从服务器获取实时事件
• docker compose exec - 在容器中执行命令
• docker compose images - 列出所有容器使用的镜像
• docker compose kill - 强制停止服务的容器
• docker compose logs - 显示容器日志
• docker compose ls - 显示所有项目
• docker compose pause - 暂停服务
• docker compose port - 列出所有的端口映射
• docker compose ps - 列出项目中目前的所有容器
• docker compose pull - 拉取服务镜像
• docker compose push - 推送服务镜像
• docker compose restart - 重启服务
• docker compose rm - 删除已停止的服务容器
• docker compose run - 在指定服务容器上执行命令
• docker compose start - 启动当前停止的容器
• docker compose stop - 停止当前运行的容器
• docker compose top - 显示运行的进程
• docker compose unpause - 恢复服务
• docker compose up - 构建、创建、启动和链接服务相关的容器（支持 --no-recreate 参数避免重新创建，-d 后台运行）
• docker compose version - 查看版本信息

用法和功能与容器的相关指令类似，只是docker compose的操作对象是服务而已。 参考文章：Docker容器核心指令 关键命令选项 up 功能：   该命令的作用十分强大，它会尝试自动完成包括构建镜像、（重新）创建服务、启动服务并关联服务相关容器的一系列操作，可以直接通过该命令来启动一个项目。 语法：

docker compose up [options] [service...]

选项说明：

• -d 在后台运行服务器，推荐在生产环境下使用该选项
• --force-recreate 强制重新创建容器，不能与 --no-recreate 同时使用
• --no-recreate 如果容器已经存在了，则不重新创建，不能与 --force-recreate 同时使用

down 功能：停止所有容器，并删除容器和网络。 语法：

docker compose down [options] [SERVICE...]

选项说明：

• -v, --volumes：删除容器同时删除目录映射。

run 功能：该命令可以在指定服务器上执行相关的命令 语法：

# 例如:启动一个 ubuntu 服务容器，并执行 ping docker.com 命令
# docker compose run ubuntu ping docker.com
docker compose run [options] SERVICE [COMMAND] [ARGS...]

与docker run的区别，该指令是用服务启动容器，而不是镜像 选项说明：

• -d 后台运行容器
• --name NAME 为容器指定一个名字
• --entrypoint CMD 覆盖默认的容器启动指令
• -e KEY=VAL 设置环境变量值，可多次使用选项来设置多个环境变量
• -u, --user="" 指定运行容器的用户名或者 uid
• --rm 运行命令后自动删除容器
• -p, --publish=[] 映射容器端口到本地主机

示例：

在这里插入图片描述

综合案例

docker-compose.yml配置

在这里插入图片描述

启动，会先启动依赖的服务。

在这里插入图片描述

清理，与启动相反，先清理主要的服务，然后清理依赖的服务。

在这里插入图片描述

非常感谢您能耐心读完这篇文章。倘若您从中有所收获，还望多多支持呀！