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天天即时看!写给前端的 Docker 入门终极指南,别再说不会用 Docker 了!

2022-08-12 18:01:25来源:前端大全

Web时代,应用变得越来越强大,与此同时也越来越复杂。集群部署、隔离环境、灰度发布以及动态扩容缺一不可,而容器化则成为中间的必要桥梁。

本节我们就来探索一下​​Docker​​的神秘世界,从零到一掌握​​Docker​​的基本原理与实践操作。别再守着前端那一亩三分地,是时候该开疆扩土了。


(资料图片仅供参考)

一、讲个故事

为了更好的理解​​Docker​​是什么,我们先来讲个故事:

我需要盖一个房子,于是我搬石头、砍木头、画图纸、盖房子。一顿操作,终于把这个房子盖好了。

结果,住了一段时间,心血来潮想搬到海边去。这时候按以往的办法,我只能去海边,再次搬石头、砍木头、画图纸、盖房子。

烦恼之际,跑来一个魔法师教会我一种魔法。这种魔法可以把我盖好的房子复制一份,做成「镜像」,放在我的背包里。

黑魔法

等我到了海边,就用这个「镜像」,复制一套房子,拎包入住。

是不是很神奇?对应到我们的项目中来,房子就是项目本身,镜像就是项目的复制,背包就是镜像仓库。如果要动态扩容,从仓库中取出项目镜像,随便复制就可以了。Build once,Run anywhere!

不用再关注版本、兼容、部署等问题,彻底解决了「上线即崩,无休止构建」的尴尬。

二、虚拟机与容器

开始之前,我们来做一些基础知识的储备:

1.虚拟机:虚拟化硬件

虚拟机​​Virtual Machine​​指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的工作在虚拟机中都能够实现。

在计算机中创建虚拟机时,需要将实体机的部分硬盘和内存容量作为虚拟机的硬盘和内存容量。每个虚拟机都有独立的​​CMOS​​、硬盘和操作系统,可以像使用实体机一样对虚拟机进行操作。在容器技术之前,业界的网红是虚拟机。

虚拟机技术的代表,是​​VMWare​​和​​OpenStack​​。更多请参看:

https://baike.baidu.com/item/%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA/104440?fr=aladdin

2.容器:将操作系统层虚拟化,是一个标准的软件单元

随处运行:容器可以将代码与配置文件和相关依赖库进行打包,从而确保在任何环境下的运行都是一致的。高资源利用率:容器提供进程级的隔离,因此可以更加精细地设置CPU和内存的使用率,进而更好地利用服务器的计算资源。快速扩展:每个容器都可作为单独的进程予以运行,并且可以共享底层操作系统的系统资源,这样一来可以加快容器的启动和停止效率。

3.区别与联系

虚拟机虽然可以隔离出很多「子电脑」,但占用空间更大,启动更慢。虚拟机软件可能还要花钱,例如VMWare;容器技术不需要虚拟出整个操作系统,只需要虚拟一个小规模的环境,类似「沙箱」;运行空间,虚拟机一般要几GB到 几十GB的空间,而容器只需要MB级甚至KB级;

我们来看一下对比数据:

与虚拟机相比,容器更轻量且速度更快,因为它利用了​​Linux​​底层操作系统在隔离的环境中运行。虚拟机的​​Hypervisor​​创建了一个非常牢固的边界,以防止应用程序突破它,而容器的边界不那么强大。

物理机部署不能充分利用资源,造成资源浪费。虚拟机方式部署,虚拟机本身会占用大量资源,导致资源浪费,另外虚拟机性能也很差。而容器化部署比较灵活,且轻量级,性能较好。

虚拟机属于虚拟化技术,而 Docker 这样的容器技术,属于轻量级的虚拟化。

三、认识 Docker

Docker

1.概念

​Docker​​是一个开源的应用容器引擎,让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的​​Linux​​机器上,也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。

​Docker​​技术的三大核心概念,分别是:镜像​​Image​​、容器​​Container​​、仓库​​Repository​​。

2.​​Docker​​轻量级的原因?

相信你也会有这样的疑惑:为什么​​Docker​​启动快?如何做到和宿主机共享内核?

当我们请求​​Docker​​运行容器时,​​Docker​​会在计算机上设置一个资源隔离的环境。然后将打包的应用程序和关联的文件复制到​​Namespace​​内的文件系统中,此时环境的配置就完成了。之后​​Docker​​会执行我们预先指定的命令,运行应用程序。

镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后也不会被改变。

四、核心概念

1.​​Build, Ship and Run​​(搭建、运输、运行);

2.​​Build once, Run anywhere​​(一次搭建,处处运行);

3.​​Docker​​本身并不是容器,它是创建容器的工具,是应用容器引擎;

4.​​Docker​​三大核心概念,分别是:镜像​​Image​​,容器​​Container​​、仓库​​Repository​​;

5.​​Docker​​技术使用​​Linux​​内核和内核功能(例如​​Cgroups​​和​​namespaces​​)来分隔进程,以便各进程相互独立运行。

6.由于​​Namespace​​和​​Cgroups​​功能仅在​​Linux​​上可用,因此容器无法在其他操作系统上运行。那么​​Docker​​如何在​​macOS​​或​​Windows​​上运行?​​Docker​​实际上使用了一个技巧,并在非​​Linux​​操作系统上安装​​Linux​​虚拟机,然后在虚拟机内运行容器。另外,搜索公众号python人工智能技术后台回复“名著”,获取一份惊喜礼包。

7.镜像是一个可执行包,其包含运行应用程序所需的代码、运行时、库、环境变量和配置文件,容器是镜像的运行时实例

五、安装 Docker

1.命令行安装

​Homebrew​​的​​Cask​​已经支持​​Docker for Mac​​,因此可以很方便的使用​​Homebrew Cask​​来进行安装,执行如下命令:

brew cask install docker

更多安装方式,请查看官方文档:

https://www.docker.com/get-started

2.查看版本

docker -v

3.配置镜像加速

设置 Docker Engine 写入配置:

{  "registry-mirrors": [    "http://hub-mirror.c.163.com/",    "https://registry.docker-cn.com"  ],  "insecure-registries":[],  "experimental": false,  "debug": true}

4.安装桌面端

Docker 桌面端

桌面端操作非常简单,先去官网下载。通过Docker桌面端,我们可以方便的操作:

clone:克隆一个项目build:打包镜像run:运行实例share:共享镜像

好了,准备工作就绪,下面可以大展身手了!

六、快速开始

安装完​​Docker​​之后,我们先打个实际项目的镜像,边学边用。

1.首先需要大致了解一下我们将会用到的​​11​​个命令

2.新建项目

为了快捷,我们直接使用​​Vue​​脚手架构建项目:

vue create docker-demo

尝试启动一下:

yarn serve

访问地址:​​http://localhost:8080/​​。项目就绪,我们接着为项目打包:

yarn build

这时候,项目目录下的​​Dist​​就是我们要部署的静态资源了,我们继续下一步。

需要注意:前端项目一般分两类,一类直接​​Nginx​​静态部署,一类需要启动​​Node​​服务。本节我们只考虑第一种。

3.新建​​Dockerfile​

cd docker-demo && touch Dockerfile

此时的项目目录如下:

.  ├── Dockerfile  ├── README.md  ├── babel.config.js  ├── dist  ├── node_modules  ├── package.json  ├── public  ├── src  └── yarn.lock

可以看到我们已经在​​docker-demo​​目录下成功创建了​​Dockerfile​​文件。

4.准备​​Nginx​​镜像

运行你的​​Docker​​桌面端,就会默认启动实例,我们在控制台拉取​​Nginx​​镜像:

docker pull nginx

控制台会出现如下信息:

Using default tag: latestlatest: Pulling from library/nginx8559a31e96f4: Pull complete8d69e59170f7: Pull complete3f9f1ec1d262: Pull completed1f5ff4f210d: Pull complete1e22bfa8652e: Pull completeDigest: sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133Status: Downloaded newer image for nginx:latestdocker.io/library/nginx:latest

如果你出现这样的异常,请确认​​Docker​​实例是否正常运行。

Cannot connect to the Docker daemon at unix:///var/run/docker.sock. Is the docker daemon running?

镜像准备​​OK​​,我们在根目录创建​​Nginx​​配置文件:

touch default.conf

写入:

server {    listen       80;    server_name  localhost;    #charset koi8-r;    access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;    error_log  /var/log/nginx/error.log  error;    location / {        root   /usr/share/nginx/html;        index  index.html index.htm;    }    error_page   500 502 503 504  /50x.html;    location = /50x.html {        root   /usr/share/nginx/html;    }}

5.配置镜像

打开​​Dockerfile​​,写入如下内容:

FROM nginx  COPY dist/ /usr/share/nginx/html/  COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf

我们逐行解释一下代码:

FROM nginx指定该镜像是基于nginx:latest镜像而构建的;COPY dist/ /usr/share/nginx/html/命令的意思是将项目根目录下dist文件夹中的所有文件复制到镜像中/usr/share/nginx/html/目录下;COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.confdefault.conf复制到etc/nginx/conf.d/default.conf,用本地的default.conf配置来替换Nginx镜像里的默认配置。

6.构建镜像

Docker通过build命令来构建镜像:

docker build -t jartto-docker-demo .

按照惯例,我们解释一下上述代码:

-t参数给镜像命名jartto-docker-demo.是基于当前目录的Dockerfile来构建镜像

执行成功后,将会输出:

Sending build context to Docker daemon  115.4MBStep 1/3 : FROM nginx ---> 2622e6cca7ebStep 2/3 : COPY dist/ /usr/share/nginx/html/ ---> Using cache ---> 82b31f98dce6Step 3/3 : COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf ---> 7df6efaf9592Successfully built 7df6efaf9592Successfully tagged jartto-docker-demo:latest

镜像制作成功!我们来查看一下容器:

docker image ls | grep jartto-docker-demo

可以看到,我们打出了一个​​133MB​​的项目镜像:

jartto-docker-demo latest 7df6efaf9592 About a minute ago 133MB

镜像也有好坏之分,后续我们将介绍如何优化,这里可以先暂时忽略。扩展:​​接私活儿​​

7.运行容器

docker run -d -p 3000:80 --name docker-vue jartto-docker-demo

这里解释一下参数:

-d设置容器在后台运行-p表示端口映射,把本机的3000端口映射到container80端口(这样外网就能通过本机的3000端口访问了。另外,搜索公众号编程技术圈后台回复“神器”,获取一份惊喜礼包。--name设置容器名docker-vuejartto-docker-demo是我们上面构建的镜像名字

补充一点:

在控制台,我们可以通过docker ps查看刚运行的ContainerID

docker ps -a

控制台会输出:

CONTAINER ID IMAGE              COMMAND                  CREATED       STATUS PORTS  NAMESab1375befb0b jartto-docker-demo "/docker-entrypoint.…"   8 minutes ago Up 7 minutes  0.0.0.0:3000->80/tcp  docker-vue

如果你使用桌面端,那么打开​​Docker Dashboard​​就可以看到容器列表了,如下图:

8.访问项目

因为我们映射了本机​​3000​​端口,所以执行:

curl -v -i localhost:3000

或者打开浏览器,访问:​​localhost:3000​

9.发布镜像

如果你想为社区贡献力量,那么需要将镜像发布,方便其他开发者使用。

发布镜像需要如下步骤:

登陆[dockerhub](https://hub.docker.com),注册账号;命令行执行docker login,之后输入我们的账号密码,进行登录;推送镜像之前,需要打一个Tag,执行docker tag /:

全流程结束,以后我们要使用,再也不需要「搬石头、砍木头、画图纸、盖房子」了,拎包入住。这也是​​docker​​独特魅力所在。

七、常规操作

到这里,恭喜你已经完成了​​Docker​​的入门项目!如果还想继续深入,不妨接着往下看看。

1.参数使用

​FROM​​指定基础镜像,所有构建的镜像都必须有一个基础镜像,且​​FROM​​命令必须是​​Dockerfile​​的第一个命令​​FROM [AS ]​​指定从一个镜像构建起一个新的镜像名字​​FROM [:] [AS ]​​指定镜像的版本​​Tag​​示例:​​FROM mysql:5.0 AS database​​​​MAINTAINER​​镜像维护人的信息MAINTAINER 示例:MAINTAINER Jartto Jartto@qq.comRUN构建镜像时要执行的命令RUN 示例:RUN ["executable", "param1", "param2"]ADD将本地的文件添加复制到容器中去,压缩包会解压,可以访问网络上的文件,会自动下载ADD 示例:ADD *.js /app添加js文件到容器中的app目录下COPY功能和ADD一样,只是复制,不会解压或者下载文件CMD启动容器后执行的命令,和RUN不一样,RUN是在构建镜像是要运行的命令当使用docker run运行容器的时候,这个可以在命令行被覆盖示例:CMD ["executable", "param1", "param2"]ENTRYPOINT也是执行命令,和CMD一样,只是这个命令不会被命令行覆盖ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]示例:ENTRYPOINT ["donnet", "myapp.dll"]LABEL:为镜像添加元数据,key-value形式LABEL = = ...示例:LABEL version="1.0" description="这是一个web应用"ENV:设置环境变量,有些容器运行时会需要某些环境变量ENV 一次设置一个环境变量ENV = = =设置多个环境变量示例:ENV JAVA_HOME /usr/java1.8/EXPOSE:暴露对外的端口(容器内部程序的端口,虽然会和宿主机的一样,但是其实是两个端口)EXPOSE 示例:EXPOSE 80容器运行时,需要用-p映射外部端口才能访问到容器内的端口VOLUME:指定数据持久化的目录,官方语言叫做挂载VOLUME /var/log指定容器中需要被挂载的目录,会把这个目录映射到宿主机的一个随机目录上,实现数据的持久化和同步。VOLUME ["/var/log","/var/test".....]指定容器中多个需要被挂载的目录,会把这些目录映射到宿主机的多个随机目录上,实现数据的持久化和同步VOLUME /var/data var/log指定容器中的var/log目录挂载到宿主机上的/var/data目录,这种形式可以手动指定宿主机上的目录WORKDIR:设置工作目录,设置之后 ,RUN、CMD、COPY、ADD的工作目录都会同步变更WORKDIR 示例:WORKDIR /app/testUSER:指定运行命令时所使用的用户,为了安全和权限起见,根据要执行的命令选择不同用户USER :[]示例:USER testARG:设置构建镜像是要传递的参数ARG [=]ARG name=sss

更多操作,请移步官方使用文档:

https://docs.docker.com/

八、最佳实践

在掌握​​Docker​​常规操作之后,我们很容易就可以打出自己想要的项目镜像。然而不同的操作打出的镜像也是千差万别。

究竟是什么原因导致镜像差异,我们不妨继续探索。

以下是在应用​​Docker​​过程中整理的最佳实践,请尽量遵循如下准则:

​Require​​明确:需要什么镜像步骤精简:变化较少的​​Step​​优先版本明确:镜像命名明确说明文档:整个镜像打包步骤可以重现

推荐如下两篇文章:

https://www.docker.com/blog/intro-guide-to-dockerfile-best-practices/https://docs.docker.com/develop/develop-images/dockerfile_best-practices/九、总结

容器化技术必将是云时代不可或缺的技能之一,而​​Docker​​只是沧海一粟。随之而来的还有集群容器管理​​K8s​​、​​Service Mesh​​、​​Istio​​等技术。打开​​Docker​​的大门,不断抽丝剥茧,逐层深入,你将感受到容器化的无穷魅力。

关键词: 操作系统 环境变量 应用程序 配置文件

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