终于有人把 Docker 讲清楚了，别再说不会 Docker 了！

作者：微信小助手

发布时间：2020-08-11T11:26:52

 点击蓝色“架构文摘”关注我哟

加个“星标”，每天上午 09:25，干货推送！

“

富 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。


图片来自 Pexels

本文我们就来探索一下 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。


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。

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。


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。


②容器：将操作系统层虚拟化，是一个标准的软件单元


其特点如下：

  • 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。


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：

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。


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。


认识 Docker


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


Docker 轻量级的原因是什么？ 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。

核心概念


核心概念如下：

  • Build，Ship and Run（搭建、运输、运行）。

  • Build once，Run anywhere（一次搭建，处处运行）。

  • Docker 本身并不是容器，它是创建容器的工具，是应用容器引擎。

  • Docker 三大核心概念，分别是：镜像 Image，容器 Container、仓库 Repository。

  • 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。

  • 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。

  • 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。


更多关于 Docker 的原理，可以查看《Docker 工作原理及容器化简易指南》，这里不再赘述：

http://dockone.io/article/8788


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


命令如下：

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

桌面端操作非常简单，先去官网下载[1]。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！


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


如下图：

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。关于 Node 服务，后文我会详细说明。

③新建 Dockerfile


命令如下：

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：