1.初识Docker

1.1.什么是Docker

微服务虽然具备各种各样的优势，但服务的拆分通常给部署带来了很大的麻烦。

• 分布式系统中，依赖的组件非常多，不同组件之间部署时往往会产生一些冲突。
• 在数百上千台服务中重复部署，环境不一定一致，会遇到各种问题

1.1.1.应用部署的环境问题

大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：

• 各个组件依赖各不相同，依赖关系复杂，容易出现兼容性问题

• 开发、测试、生产可能运行在不同的OS上，环境有差异

例如一个项目中，部署时需要依赖于node.js、Redis、RabbitMQ、MySQL等，这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同，甚至会有冲突。给部署带来了极大的困难。

1.1.2.Docker解决依赖兼容问题

而Docker确巧妙的解决了这些问题，Docker是如何实现的呢？

Docker为了解决依赖的兼容问题，采用了两个手段：

• 将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包。这样就是一个整体，不会分开。

• 将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰。使用沙箱机制，各应用互不可见。

这样打包好的应用包中，既包含应用本身，也包括应用所需要的Libs、Deps，无需再操作系统上安装这些，自然就不存在不同应用之间的兼容问题了。

虽然解决了不同应用的兼容问题，但是开发、测试等环境会存在差异，操作系统版本也会有差异，怎么解决这些问题呢？

1.1.3.Docker解决操作系统环境差异

要解决不同操作系统环境差异问题，必须先了解操作系统结构。以一个Ubuntu操作系统为例，结构如下：

结构包括：

• 计算机硬件：例如CPU、内存、磁盘等
• 系统内核：所有Linux发行版的内核都是Linux，例如CentOS、Ubuntu、Fedora等。内核可以与计算机硬件交互，对外提供内核指令，用于操作计算机硬件。
• 系统应用：操作系统本身提供的应用、函数库。这些函数库是对内核指令的封装，使用更加方便。
  • 程序员基于系统应用封装好的函数进行开发，就会大大简化。

应用于计算机交互的流程如下：

1）应用调用操作系统应用（函数库），实现各种功能

2）系统函数库是对内核指令集的封装，会调用内核指令

3）内核指令操作计算机硬件

Ubuntu和CentOS都是基于Linux内核，无非是系统应用不同，提供的函数库有差异：

• 在Ubuntu上开发的应用，使用了Ubuntu提供的函数库，而到了CentOS上，可能就没有这个函数，或者名称不同。
• 代码是用什么函数都是写死的，这就导致应用无法跨系统运行，因为到了另一个系统上，找不到对应的函数解析出Linux内核指令。

此时，如果将一个Ubuntu版本的MySQL应用安装到CentOS系统，MySQL在调用Ubuntu函数库时，会发现找不到或者不匹配，也就无法解析出正确的Linux内核指令，就会报错了：

那么问题就明朗了，一个Linux应用，只要能有合适的函数解析代码，将之解析成对应的Linux内核指令，那么这个应用无论移植到什么OS，只要这个OS使用了Linux内核，那么这个应用就一定可以运行成功。这也是Docker解决不同系统环境的思路。

Docker如何解决不同系统环境的问题？

• Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包。

  • 打包好的应用，本身就带着自己需要的函数库了。

• Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的函数库，借助于操作系统的Linux内核来运行

  • 应用使用自己带着的函数库，解析出合适的Linux内核指令，就可以操作Linux内核了。

如图：

应用的运行穿透了OS系统应用，可以无障碍与Linux内核交流。

1.1.4.小结

Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

• Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
• Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题？

• Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术，具备下列优势：

• 可以将程序及其依赖、运行环境一起打包为一个镜像，可以迁移到任意Linux操作系统
• 运行时利用沙箱机制形成隔离容器，各个应用互不干扰
• 整个程序是一个整体，所以启动、移除都可以通过一行命令完成，方便快捷

1.2.Docker和虚拟机的区别

Docker可以让一个应用在任何操作系统中非常方便的运行。而以前我们接触的虚拟机，也能在一个操作系统中，运行另外一个操作系统，保护系统中的任何应用。

两者有什么差异呢？

虚拟机（virtual machine）

• 使用了一种叫做Hypervisor的技术，这种技术可以模拟出计算机各种硬件设备（如CPU、内存），然后我们就可以在这个硬件设备上安装任意的系统，有了操作系统，就可以在上面安装对应的各种版本的应用。

• 比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以安装运行任意的Ubuntu应用了。

Docker

• 仅仅是封装函数库，而且仅仅是当前应用需要的部分函数库，可以不封装完整的函数库。并没有模拟完整的操作系统，如图：

对比来看：

小结：

Docker和虚拟机的差异：

• docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统

• docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

1.3.Docker架构

1.3.1.镜像和容器

Docker中有几个重要的概念：

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。

容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。

一切应用最终都是代码组成，都是硬盘中的一个个的字节形成的文件。只有运行时，才会加载到内存，形成进程。

镜像

• 就是把一个应用在硬盘上的文件、及其运行环境、部分系统函数库文件一起打包形成的文件包。
• 镜像是只读的。我们使用镜像创建一个进程，这个进程会复制镜像的文件，然后自己读写数据会操作自己的文件，而不会写回镜像。所以镜像始终是干净的，还可以再去创建第二个进程。

容器

• 容器就是将镜像的这些文件中编写的程序、函数加载到内存中运行，形成进程。
• docker会给进程做隔离，形成一个container（容器）。在一个容器的内部，会有自己的cpu资源、内存资源、甚至独立的文件系统，所以对于使用docker运行的一个进程，他会被隔离在自己的container中，以为自己占用了一整台机器，以为自己是这台机器的唯一进程。
• 进程启动时，会复制一份镜像的文件到自己的容器中来，自己读写数据会操作自己的文件，而不会写回镜像。所以镜像不会被污染。
• 由于镜像始终干净，且启动多次的多个进程之间又是隔离的，所以一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程。

从某种意义来讲，镜像相当于类，容器相当于类的实例。

例如你下载了一个QQ，如果我们将QQ在磁盘上的运行文件及其运行的操作系统依赖打包，形成QQ镜像。然后你可以启动多次，双开、甚至三开QQ，跟多个妹子聊天。

1.3.2.DockerHub

开源应用程序非常多，打包这些应用往往是重复的劳动。为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上，共享使用，就像GitHub的代码共享一样。

• DockerHub：DockerHub是一个官方的Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。

• 国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、阿里云镜像库等。

我们一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：

1.3.3.Docker架构

我们要使用Docker来操作镜像、容器，就必须要安装Docker。

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

• 服务端(server)：Docker守护进程（docker daemon），负责处理Docker指令，管理镜像、容器等。

• 客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。即向docker server下达指令。

  可以在本地或远程向服务端发送指令。

  • 如果是在Docker所在机器，即本地，直接使用命令操作docker即可。
  • 如果是远程控制Docker，要使用RestAPI发送请求，下达指令。

获取docker镜像的两种方式：

如图：

docker客户端向服务端下达指令，然后docker daemon守护进程会接收指令，处理运行指令。

我们要做的事：使用docker client，向docker server下达指令控制docker server，获取到镜像，然后创建容器。

1.3.4.小结

镜像：

• 将应用程序及其依赖、环境、配置打包在一起

容器：

• 镜像运行起来就是容器，一个镜像可以运行多个容器

Docker结构：

• 服务端：接收命令或远程请求，操作镜像或容器

• 客户端：发送命令或者请求到Docker服务端

DockerHub：

• 一个镜像托管的服务器，类似的还有阿里云镜像服务，统称为DockerRegistry

1.4.安装Docker

企业部署一般都是采用Linux操作系统，而其中又数CentOS发行版占比最多，因此我们在CentOS下安装Docker。参考课前资料中的文档： 点击打开微服务技术栈07-CentOS安装Docker

2.Docker的基本操作

2.1.镜像操作

2.1.1.镜像名称

首先来看下镜像的名称组成：

• 镜名称一般分两部分组成：[repository]:[tag]。

  • repository：应用名称
  • tag：版本

• 在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

同一个应用，不同的版本，那么也是不同的镜像。

如图：

这里的mysql就是repository，5.7就是tag，合一起就是镜像名称，代表5.7版本的MySQL镜像。

2.1.2.镜像命令

常见的镜像操作命令如图：

• docker build：在本地构建镜像
• docker images：查看镜像
• docker rmi：删除镜像 rmi是remove image的缩写
• docker pull：拉取镜像
• docker push：推送镜像到服务器
• docker save：压缩镜像为一个压缩包。如果要把镜像分享给别人，可以压缩下来发送给别人
• docker load：加载压缩包为镜像。可以将压缩后的镜像tar包重新加载为一个镜像。

要学会查看命令文档，需要什么命令查询即可，不用全记住。

# 查看所有的docker命令帮助文档
docker --help

# 查看某一个docker命令的帮助文档
docker pull --help

2.1.3.案例1-拉取、查看镜像

需求：从DockerHub中拉取一个nginx镜像并查看

1）首先去镜像仓库搜索nginx镜像，比如DockerHub:

2）根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令：docker pull nginx

3）通过命令：docker images 查看拉取到的镜像

• repository：应用名称

• tag：版本。latest表示拉取到的是最新版本

• image id：每一个镜像会有一个唯一的id标识。

• created：这个镜像是什么时候上传到docker registry的。

• size：镜像的大小

2.1.4.案例2-保存、导入镜像

需求：利用docker save将nginx镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来

1）利用docker xx --help命令查看docker save和docker load的语法

例如，查看save命令用法，可以输入命令：

docker save --help

结果：

命令格式：

docker save -o [保存的目标文件名称] [镜像名称]

2）使用docker save导出镜像到磁盘

运行命令：

# -o 后加保存的文件名  然后后面跟上要导出哪一个镜像
docker save -o nginx.tar nginx:latest

结果如图：

3）使用docker load加载镜像

先删除本地的nginx镜像：

docker rmi nginx:latest

然后运行命令，加载本地文件：

# -i后边加-q，表示不打印日志，也可以不加
docker load -i nginx.tar

结果：

2.1.5.练习

需求：去DockerHub搜索并拉取一个Redis镜像

目标：

1）去DockerHub搜索Redis镜像

2）查看Redis镜像的名称和版本

3）利用docker pull命令拉取镜像

4）利用docker save命令将 redis:latest打包为一个redis.tar包

5）利用docker rmi 删除本地的redis:latest

6）利用docker load 重新加载 redis.tar文件

2.2.容器操作

2.2.1.容器相关命令

容器操作的命令如图：

容器保护三个状态：

• 运行：进程正常运行
• 暂停：进程暂停，OS会把容器中的进程挂起，内存暂存，CPU不再运行容器中的进程，但是内存并不释放
• 停止：进程终止，回收进程占用的内存、CPU等资源，保留下来的仅剩文件系统，静态的东西

其中：

• docker run：创建并运行一个容器，命令执行完，容器处于运行状态
• docker pause：让一个运行的容器暂停
• docker unpause：让一个容器从暂停状态恢复运行
• docker stop：停止一个运行的容器
• docker start：让一个停止的容器再次运行
• docker rm：删除一个容器，同时会删除硬盘上的文件系统，删的干干净净
• docker exec：进入容器内部执行命令
• docker logs：查看容器的运行日志
• docker ps：查看所有运行的容器及状态
• 在容器内部输入exit：退出容器

2.2.2.案例-创建并运行一个容器

1）创建并运行容器

创建并运行nginx容器的命令

docker run --name containerName -p 80:80 -d nginx

命令解读：

• docker run ：创建并运行一个容器
• –name : 给容器起一个名字，要唯一，方便后期使用和管理。比如叫做mn
• -p ：将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口
  • 宿主机端口是任意的，只要没被占用。就可以映射给容器的80端口。
  • 比如：-p 8080:80 表示将宿主机的8080端口映射给容器的80端口，那么用户访问宿主机的8080，也可以访问到容器80端口。
• -d：后台运行容器
• nginx：镜像名称，表示基于哪一个镜像创建容器。例如nginx，不写版本表示是最新版本

这里的-p参数，是将容器端口映射到宿主机端口。

默认情况下，容器是隔离环境，我们直接访问宿主机的80端口，肯定访问不到容器中的nginx。

现在，将容器的80与宿主机的80关联起来，当我们访问宿主机的80端口时，就会被映射到容器的80，这样就能访问到nginx了：

创建并运行一个容器之后，会返回一串id号，这是这个容器的唯一id。–name后的容器名也是唯一的，都可以区分容器。

2）查看所有运行的容器及状态

# 查看正在运行的容器，不运行的看不到
docker ps

# 查看所有的容器（包括未启动的）
docker ps -a

docker ps：查看所有运行的容器及状态

其中列出的参数信息：

• container Id：容器的唯一id，因为太长，只显示了前面一部分
• image：容器的镜像
• command：容器内部运行的命令，我们用不着
• created：创建时间
• status：状态（UP表示正在运行，是2min前运行的）
• ports：端口。宿主机端口与容器端口的映射
• names：容器的名称

3）访问容器

宿主机ip：192.168.139.134，所以我们只要访问192.168.139.134:80，就可以映射到容器的80端口，就可以访问到容器了。

4）查看容器日志

docker logs 查看容器日志

# 查看某一个容器的日志，显示日志后就退出日志了
docker logs 容器名称或id

# 持续输出容器日志，方便后期调试
docker logs -f 容器名称或id

5）总结

2.2.3.案例-进入容器，修改文件

需求：进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加“传智教育欢迎您”

提示：进入容器要用到docker exec命令。

步骤：

1）进入容器

进入我们刚刚创建的nginx容器的命令为：

docker exec -it mn bash

命令解读：

• docker exec ：进入容器内部，执行一个命令

• -it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互

• mn ：要进入的容器的名称

• bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

可以看到，进入容器内部后，身份变成了root@8b9aca104436，其中8b9aca104436就是容器的唯一id号前半部分。

2）容器的静态资源目录

进入nginx的HTML所在目录 /usr/share/nginx/html

容器内部会模拟一个独立的Linux文件系统，看起来如同一个linux服务器一样：

nginx的环境、配置、运行文件全部都在这个文件系统中，包括我们要修改的html文件。

查看DockerHub网站中的nginx页面，可以知道nginx的静态页面html目录位置在/usr/share/nginx/html

我们执行命令，进入该目录：

cd /usr/share/nginx/html

查看目录下文件：

3）修改index.html的内容

虽然容器看起来是一个独立的Linux文件系统，但它只是一个阉割版的，只封装了自己需要用到的一些Linux命令。因此nginx容器内没有vi命令。

容器内没有vi命令，就无法直接修改html文件，我们可以用下面的命令，替换文件中的值，达到修改的目的：

sed -i -e 's#Welcome to nginx#传智教育欢迎您#g' -e 's#<head>#<head><meta charset="utf-8">#g' index.html

测试

在浏览器访问自己的虚拟机地址，例如我的是：http://192.168.150.101，即可看到结果：

4）停止容器的运行

# 停止指定容器
docker stop 容器名称/id

# 启动指定容器
docker start 容器名称/id

# 查看正在运行的容器
docker ps

# 查看所有的容器（包括未启动的）
docker ps -a

停止运行的容器，并不会删除，容器还存在，还可以再次启动。

删除一个容器，这个容器就不存在了，无法在启动了。

5）删除一个容器

# 删除一个未运行的容器，无法删除正在运行的容器
docker rm 容器名称/id

# 强制删除一个容器，可以删除正在运行的容器
docker rm -f 容器名称/id

2.2.4.小结

不推荐在容器内部修改文件

• 在容器内部修改文件是没有日志记录的，修改后一段时间，自己都不知道改了啥；

• 容器内部修改文件不方便。容器内部仅是阉割版的Linux文件系统，连vi命令都没有，修改很不方便。

那么怎么在容器外部修改容器的文件？

• 下节数据卷技术。

2.2.5 练习

需求：

• 利用2.1.5中拉取的Redis镜像，创建一个Redis容器

• 进入redis容器，并执行redis-cli客户端命令，存入num=666

其中，进入redis容器，并进入redis-cli客户端有两种方式：

• 先进入bash终端，然后再进入redis-cli客户端

• 直接进入redis-cli客户端

2.3.数据卷（容器数据管理）

在之前的nginx案例中，修改nginx的html页面时，需要进入nginx内部。并且因为没有编辑器，修改文件也很麻烦。

这就是因为容器与数据（容器内文件）耦合带来的后果。

要解决这个问题，必须将数据与容器解耦，这就要用到数据卷了。

2.3.1.什么是数据卷

**数据卷（volume）**是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

一个数据卷就对应宿主机真实文件系统的一个文件夹，容器通过挂载数据卷，就相当于连接上了宿主机的一个文件夹。

一旦完成数据卷挂载，对容器的一切操作都会作用在数据卷对应的宿主机目录里。

这样，我们操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html目录，就等于操作容器内的/usr/share/nginx/html目录了

容器对自己/usr/share/nginx/html目录操作，也相当于操作了宿主机的目录。

2.3.2.数据卷操作命令

数据卷操作的基本语法如下：

docker volume [COMMAND]

docker volume命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：

• create 创建一个volume
• inspect 显示一个或多个volume的详细信息
• ls 列出所有的volume
• prune 删除当前未使用的volume
• rm 删除一个或多个指定的volume

2.3.3.创建和查看数据卷

需求：创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

① 创建数据卷

docker volume create 数据卷名称

# 举例：创建html数据卷
docker volume create html

② 查看所有数据卷

docker volume ls

结果：

③ 查看数据卷详细信息卷

docker volume inspect 数据卷名称

# 举例：查看html数据卷的详细信息
docker volume inspect html

结果：

可以看到，我们创建的html这个数据卷关联的宿主机目录为/var/lib/docker/volumes/html/_data目录。

小结：

数据卷的作用：

• 将容器与数据分离，解耦合，方便操作容器内数据，保证数据安全

数据卷操作：

• docker volume create：创建数据卷
• docker volume ls：查看所有数据卷
• docker volume inspect：查看数据卷详细信息，包括关联的宿主机目录位置
• docker volume rm：删除指定数据卷
• docker volume prune：删除所有未使用的数据卷

2.3.4.挂载数据卷

我们在创建容器时，可以通过 -v 参数来挂载一个数据卷到某个容器内目录，命令格式如下：

docker run \
  --name mn \
  -v html:/root/html \
  -p 8080:80
  nginx \

这里的-v就是挂载数据卷的命令：

• -v html:/root/html ：把html数据卷挂载到容器内的/root/html这个目录中
  • 如果指定的html数据卷已存在，则会直接挂载；
  • 如果指定的html数据卷不存在，则docker会自动创建一个数据卷，然后再挂载。

2.3.5.案例-给nginx挂载数据卷

需求：创建一个nginx容器，修改容器内的html目录内的index.html内容

分析：上个案例中，我们进入nginx容器内部，已经知道nginx的html目录所在位置/usr/share/nginx/html ，我们需要把这个目录挂载到html这个数据卷上，方便操作其中的内容。

提示：运行容器时使用 -v 参数挂载数据卷

步骤：

① 创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录

docker run --name mn -v html:/usr/share/nginx/html -p 80:80 -d nginx

② 进入html数据卷所在位置，并修改HTML内容

html数据卷的挂载点（宿主机的真实目录）是：/var/lib/docker/volumes/html/_data

挂载之后，可以发现宿主机的这个目录下，已经有了nginx容器的文件index.html，并且我们修改这个文件，可以作用到容器。

# 查看html数据卷的位置
docker volume inspect html
# 进入该目录
cd /var/lib/docker/volumes/html/_data
# 修改文件
vi index.html

2.3.6.案例-给MySQL挂载本地目录

容器不仅仅可以挂载数据卷，也可以直接挂载到宿主机目录上。关联关系如下：

• 带数据卷模式

  • 宿主机目录 --> 数据卷 —> 容器内目录

• 直接挂载模式（越过了数据卷）

  • 宿主机目录 —> 容器内目录
  • 宿主机文件—> 容器内文件：如果是挂载文件，宿主机文件会覆盖掉容器内文件

如图：

语法：

目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：

都是在创建容器的时候使用

• -v [宿主机目录]:[容器内目录]
• -v [宿主机文件]:[容器内文件]

需求：创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器

实现思路如下：

1）在将课前资料中的mysql.tar文件上传到虚拟机，通过load命令加载为镜像

2）创建目录/tmp/mysql/data

3）创建目录/tmp/mysql/conf，将课前资料提供的hmy.cnf文件上传到/tmp/mysql/conf

4）去DockerHub查阅资料，创建并运行MySQL容器，要求：

① 挂载/tmp/mysql/data到mysql容器内数据存储目录

② 挂载/tmp/mysql/conf/hmy.cnf到mysql容器的配置文件

③ 设置MySQL密码

2.3.7.小结

docker run的命令中通过 -v 参数挂载文件或目录到容器中：

• -v volume名称:容器内目录
• -v 宿主机文件:容器内文
• -v 宿主机目录:容器内目录

数据卷挂载与目录直接挂载的

• 数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
• 目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

3.Dockerfile自定义镜像

常见的镜像在DockerHub就能找到，但是我们自己写的项目就必须自己构建镜像了。

而要自定义镜像，就必须先了解镜像的结构才行。

3.1.镜像结构

镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。

我们以MySQL为例，来看看镜像的组成结构：

镜像是分层结构，从下–>上进行构建。

• 最下层
  • 基础镜像BaseImage，打包了基本的系统函数库、环境变量、文件系统等
• 往上走：
  • 在BaseImage的基础上添加安装包、依赖、配置等；
  • 每一步操作都单独作为一层，方便后期更换版本，比如更换一个版本，只需要替换其中的某一些层，其它层还可以复用，提高效率。
• 最上层
  • 入口EntryPoint。
  • 入口规定了：使用镜像创建的容器，怎么启动。就是我们规定脚本命令及参数，用于启动程序。

简单来说，镜像就是在系统函数库、运行环境基础上，添加应用程序文件、配置文件、依赖文件等组合，然后编写好启动脚本打包在一起形成的文件。

我们要构建镜像，其实就是实现上述打包的过程。

3.2.Dockerfile语法

构建自定义的镜像时，并不需要一个个文件去拷贝，打包。

我们只需要告诉Docker，我们的镜像的组成，需要哪些BaseImage、需要拷贝什么文件、需要安装什么依赖、启动脚本是什么，将来Docker会帮助我们构建镜像。

而描述上述信息的文件就是Dockerfile文件，我们使用指令描述好上述的信息，然后dorker就会帮我们构建镜像了。

简单说：Dorkerfile就是一个批处理文件，写好一堆命令，Docker会帮我们一个个执行。

Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层Layer。

常用的指令如下：

一些细节解释：

• FROM指令：一般指定操作系统

• ENV指令：设置环境变量，一般情况下，每一个环境变量就是一个键值对。后续的操作都可以使用配置好的环境变量

• RUN指令：

  • run后面可以跟上Linux的shell命令。docker会去执行指定的Linux命令。
  • 一般run后面会写上一些安装命令，比如我这里需要一个什么依赖，就会使用run命令+Linux命令，告诉docker，给我安装这个依赖。

• EXPOSE指令：

  • 暴露端口。这里指定的端口，是容器内部监听的端口。
  • 如果这里设置的端口，那么我们创建容器时，指定宿主机的某个端口映射给容器的端口，容器的端口就必须是这里设置的端口。
  • 可以设置，也可以不设置。但是如果设置了，就必须遵守。

• ENTRYPOINT指令：

  • 设置入口。也就是指定应用程序的启动命令。
  • 我们是java程序，一般就是java -jar xxx.jar

更多详细的命令、语法说明，请参考官网文档： https://docs.docker.com/engine/reference/builder

3.3.构建Java项目

3.3.1.基于Ubuntu构建Java项目

需求：基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个java项目

• 步骤1：新建一个空文件夹docker-demo

  

• 步骤2：拷贝课前资料中的docker-demo.jar文件到docker-demo这个目录

  

• 步骤3：拷贝课前资料中的jdk8.tar.gz文件到docker-demo这个目录

  • java程序的运行是要基于jdk的，只要有了jdk，java程序就可以运行了。
  • 因此打包java程序的镜像，首先应该安装jdk。所以这里上传了一个jdk的安装包

  

• 步骤4：拷贝课前资料提供的Dockerfile到docker-demo这个目录

  • Dockerfile文件写了需要执行的步骤。Docker会根据里面的命令一条条执行，最终就会帮我们构建好镜像。

  

  其中的内容如下：

  # 指定基础镜像（可以是运行的OS，也可以写其他的镜像，基于其他的镜像安装）
  FROM ubuntu:16.04
  
  # 配置环境变量，JDK的安装目录
  ENV JAVA_DIR=/usr/local
  
  # 拷贝jdk和java项目的包（把jdk的安装包、java程序jar包，copy到指定目录）
  COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/
  COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar	# java程序jar包，重命名为app.jar
  
  # 安装JDK
  RUN cd $JAVA_DIR \
   && tar -xf ./jdk8.tar.gz \		# 解压
   && mv ./jdk1.8.0_144 ./java8	# 重命名
  
  # 配置环境变量（把jdk的安装目录，加入环境变量）
  ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8	
  ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
  
  # 暴露端口
  EXPOSE 8090
  # 入口，java项目的启动命令
  ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar
  

• 步骤5：进入docker-demo

  将准备好的docker-demo上传到虚拟机任意目录，然后进入docker-demo目录下
  docker-demo下，包括了jdk、jar、DockerFile，万事俱备，只需要执行docker的构建命令就可以了。

• 步骤6：运行docker镜像构建命令：

  # javaweb:1.0是在指定构建的镜像名称，镜像的版本
  # 由于我们是在docker-demo目录下，执行的构建命令，需要的东西都在本文件夹内，所以目录写了点.
  docker build -t javaweb:1.0 .
  

最后访问 http://192.168.150.101:8090/hello/count，其中的ip改成你的虚拟机ip

3.3.2.基于java8构建Java项目

上面我们基于Ubuntu基础镜像，添加任意自己需要的安装包，构建镜像。

• 从上面的Dockerfile来看，大部分代码我们都是在进行jdk的安装。对于任意一个java项目，打包成镜像时都要先安装jdk，这就使我们的Dockerfile很繁琐。
• 而且jdk的安装都是一样的，代码是重复的。
• 因此，我们可以将安装jdk的步骤，单独封装成一个镜像，以后只要安装java代码，都直接先安装这个jdk镜像，然后我们java程序的镜像只需要写端口和启动命令就可以了。
• 有人已经帮我们做好了jdk的镜像，比如：java:8-alpine镜像。

例如，构建java项目的镜像，可以在已经准备了JDK的基础镜像基础上构建。

我们可以使用FROM指令，指定BaseImage为java:8-alpine镜像，就可以在java:8-alpine这个安装了部分软件的基础镜像上做改造。

需求：基于java:8-alpine镜像，将一个Java项目构建为镜像

实现思路如下：

• ① 新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile

• ② 拷贝课前资料提供的docker-demo.jar到这个目录中

• ③ 编写Dockerfile文件：

  • a ）基于java:8-alpine作为基础镜像

  • b ）将app.jar拷贝到镜像中

  • c ）暴露端口

  • d ）编写入口ENTRYPOINT

    内容如下：

    FROM java:8-alpine
    COPY ./app.jar /tmp/app.jar
    EXPOSE 8090
    ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar
    

    可以发现，Dockerfile已经精简了很多了。

• ④ 使用docker build命令构建镜像

• ⑤ 使用docker run创建容器并运行

3.4.小结

小结：

1. Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程

2. Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建

3. 基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如：java:8-alpine

4.Docker-Compose

Docker Compose可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器！

我们之前是使用docker run命令，一个个的创建运行容器，而Docker-Compose就相当于同时定义了很多个docker run命令，只是语法稍有差异。

4.1.初识DockerCompose

Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。格式如下：

# 语法的版本（1.x、2.x、3.x）
version: "3.8"

# 多个服务的具体配置
services:
  
  # mysql镜像启动容器，也是演示的第一种配置方式
  mysql:						# 容器的名称
    image: mysql:5.7.25			# 镜像名称
    environment:				# 环境变量
     MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123 
    volumes:					# 挂在数据卷配置
     - "/tmp/mysql/data:/var/lib/mysql"
     - "/tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf"
 
  # web镜像启动容器，也是演示的第二种配置方式
  web:
    build: .
    ports:
     - "8090:8090"

上面的Compose文件就描述一个项目，其中包含两个容器：

• mysql：一个基于mysql:5.7.25镜像构建的容器，并且挂载了两个目录
• web：一个基于docker build临时构建的镜像容器，映射端口时8090

compose的配置的两种方式：

• 将docker run命令启动容器的参数一一写上来

  docker run --name containerName -p 80:80 -d nginx
  

  类比发现，compose中没配端口，那是因为mysql不对外提供服务，不需要配置端口，需要的话也可以暴露端口；

  -d没写，因为默认就是-d

• 使用build临时从指定目录构建镜像，然后创建容器

​ 指定的目录中，已经有了dickerfile文件和所需要的东西，可以直接构建为一个镜像，然后就可以指定docker run的配置，启动容器

简单来说，compose也是一个批处理文件，将多个docker run命令的参数，写到一个文件中，可以同时执行，一次性创建多个容器出来，也就实现了快速的部署分布式应用

DockerCompose的详细语法参考官网：https://docs.docker.com/compose/compose-file/

4.2.安装DockerCompose

参考课前资料微服务技术栈07-CentOS安装Docker

4.3.部署微服务集群

需求：将之前学习的cloud-demo微服务集群利用DockerCompose部署

实现思路：

① 查看课前资料提供的cloud-demo文件夹，里面已经编写好了docker-compose文件

② 修改自己的cloud-demo项目，将数据库、nacos地址都命名为docker-compose中的服务名

③ 使用maven打包工具，将项目中的每个微服务都打包为app.jar

④ 将打包好的app.jar拷贝到cloud-demo中的每一个对应的子目录中

⑤ 将cloud-demo上传至虚拟机，利用 docker-compose up -d 来部署

4.3.1.compose文件

查看课前资料提供的cloud-demo文件夹，里面已经编写好了docker-compose文件，而且每个微服务都准备了一个独立的目录：

内容如下：

version: "3.2"

services:
  nacos:
    image: nacos/nacos-server
    environment:
      MODE: standalone
    ports:
      - "8848:8848"
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - "$PWD/mysql/data:/var/lib/mysql"
      - "$PWD/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d/"
  userservice:
    build: ./user-service
  orderservice:
    build: ./order-service
  gateway:
    build: ./gateway
    ports:
      - "10010:10010"

可以看到，其中包含5个service服务：

• nacos：作为注册中心和配置中心
  • image: nacos/nacos-server： 基于nacos/nacos-server镜像构建
  • environment：环境变量
    • MODE: standalone：单点模式启动
  • ports：端口映射，这里暴露了8848端口
• mysql：数据库
  • image: mysql:5.7.25：镜像版本是mysql:5.7.25
  • environment：环境变量
    • MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123：设置数据库root账户的密码为123
  • volumes：数据卷挂载，这里挂载了mysql的data、conf目录，其中有我提前准备好的数据
• userservice、orderservice、gateway：都是基于Dockerfile临时构建的

查看mysql目录，可以看到其中已经准备好了cloud_order、cloud_user表：

查看微服务目录，可以看到都包含Dockerfile文件：

内容如下：

FROM java:8-alpine
COPY ./app.jar /tmp/app.jar
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

4.3.2.修改微服务配置

因为微服务将来要部署为docker容器，而容器之间互联不是通过IP地址，而是通过容器名。这里我们将order-service、user-service、gateway服务的mysql、nacos地址都修改为基于容器名的访问。

如下所示：

spring:
  datasource:
    url: jdbc:mysql://mysql:3306/cloud_order?useSSL=false
    username: root
    password: 123
    driver-class-name: com.mysql.jdbc.Driver
  application:
    name: orderservice
  cloud:
    nacos:
      server-addr: nacos:8848 # nacos服务地址

4.3.3.打包

接下来需要将我们的每个微服务都打包。因为之前查看到Dockerfile中的jar包名称都是app.jar，因此我们的每个微服务都需要用这个名称。

可以通过修改pom.xml中的打包名称来实现，每个微服务都需要修改：

<build>
  <!-- 设置服务打包的最终名称 -->
  <finalName>app</finalName>
  <plugins>
    <plugin>
      <groupId>org.springframework.boot</groupId>
      <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
    </plugin>
  </plugins>
</build>

打包后：

4.3.4.拷贝jar包到部署目录

编译打包好的app.jar文件，需要放到Dockerfile的同级目录中。注意：每个微服务的app.jar放到与服务名称对应的目录，别搞错了。

user-service：

order-service：

gateway：

4.3.5.部署

最后，我们需要将文件整个cloud-demo文件夹上传到虚拟机中，并使用DockerCompose部署。

上传到任意目录：

部署：

进入cloud-demo目录，然后运行下面的命令：

docker-compose up -d

5.Docker镜像仓库

5.1.搭建私有镜像仓库

统一保存、管理镜像的地方，称为镜像仓库。

Docker-hub等都是公共镜像仓库，我们现在学习一下怎么搭建一个私有的镜像仓库。

参考课前资料微服务技术栈07-CentOS安装Docker

5.2.推送、拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先执行docker tag命令， 步骤如下：

① 重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：192.168.150.101:8080/

# 一定要对镜像进行重命名后，才可以上传到私有仓库，重命名的前缀为私有仓库的地址
docker tag nginx:latest 192.168.150.101:8080/nginx:1.0 

可以发现，tag出来的镜像，id都是一样的，本质上是同一个镜像。

② 推送镜像

docker push 192.168.150.101:8080/nginx:1.0 

③ 拉取镜像

docker pull 192.168.150.101:8080/nginx:1.0