Docker

Docker 入门手册

Chasen Liu

Dec 2, 2024 — 5 min read

docker-beginners-guide

1. Docker 简介

Docker 是一个开源的容器化平台，它使应用程序的创建、部署和运行更加轻松。Docker 通过将应用及其依赖项打包到一个容器中，保证在任何环境下都能一致地运行。

1.1 Docker 的演变史

2013年发布：Docker 由 Solomon Hykes 创建，最初作为一个内部项目，用于简化应用的部署。
2014年 Docker Hub 发布：Docker Hub 是一个在线存储和分享 Docker 镜像的仓库，使得共享应用变得更加简单。
2017年 Docker 企业版：支持大规模的容器管理，为企业提供更强的安全性和管理功能。
现在：Docker 已经成为 DevOps 和微服务架构中不可或缺的工具，并与 Kubernetes 等容器编排工具紧密结合。

1.2 Docker 和虚拟机的区别

特性	Docker（容器）	虚拟机（VM）
启动速度	几秒钟启动一个容器	通常需要几分钟
资源占用	占用较少，只使用必需资源	需要完整的操作系统，资源开销大
隔离性	基于操作系统级别的隔离，轻量	基于硬件虚拟化，隔离更强
使用场景	适合微服务、持续集成、快速部署	适合需要完整系统环境的应用

总结：Docker 通过共享操作系统内核，实现了更轻量和快速的应用隔离，更适合现代的微服务架构。

2. Docker 基本操作详解

2.1 Docker 镜像（Image）操作

拉取镜像：
```
docker pull nginx:latest
```
从 Docker Hub 上下载指定版本的镜像。
构建镜像：
```
docker build -t myapp:1.0 .
```
从当前目录中的 Dockerfile 构建镜像，并命名为 myapp:1.0。
查看本地镜像：
```
docker images
```
列出本地所有的镜像。
删除镜像：
```
docker rmi myapp:1.0
```
删除指定的镜像。

2.2 Docker 容器（Container）操作

启动容器：
```
docker run -d --name mynginx -p 8080:80 nginx
```
启动一个名为 mynginx 的容器，并将宿主机的 8080 端口映射到容器的 80 端口。
查看运行中的容器：
```
docker ps
```
列出所有运行中的容器。
停止容器：
```
docker stop mynginx
```
停止名为 mynginx 的容器。
删除容器：
```
docker rm mynginx
```
删除一个停止的容器。

3. Dockerfile 详解及示例

Dockerfile 是用来定义如何构建镜像的文件。以下是一些常用指令和示例：

FROM：指定基础镜像
```
FROM node:18
```
使用官方的 Node.js 18 版本作为基础。
COPY：复制文件到镜像
```
COPY . /app
```
将当前目录的所有文件复制到镜像的 /app 目录。
RUN：运行命令
```
RUN npm install
```
在构建镜像时安装依赖。
EXPOSE：声明容器运行时监听的端口
```
EXPOSE 3000
```
CMD：指定容器启动时执行的命令
```
CMD ["node", "app.js"]
```

Dockerfile 编写策略：

尽量使用官方基础镜像，减少安全风险。
将频繁变动的内容（如代码）放到 COPY 的后面，以减少构建缓存失效的次数。
使用 .dockerignore 文件，排除不需要的文件（如 node_modules）。

4. 常用场景和操作技巧

4.1 查看 Docker 磁盘占用

查看容器、镜像、卷等的磁盘占用：
```
docker system df
```
列出镜像、容器、数据卷的磁盘占用情况。
清理无用数据：
```
docker system prune
```
删除所有未使用的容器、镜像和网络。

4.2 应用限制与资源管理

限制容器的 CPU 使用：
```
docker run -d --name myapp --cpus="1.5" myapp:latest
```
将 myapp 容器的 CPU 使用限制为最多 1.5 个核心。
限制容器的内存使用：
```
docker run -d --name myapp --memory="512m" myapp:latest
```
限制容器的内存使用为 512MB。

4.3 日志查看与过滤

查看容器日志：
```
docker logs myapp
```
实时查看容器日志：
```
docker logs -f myapp
```
按时间过滤日志：
```
docker logs --since 1h myapp
```
查看最近 1 小时内的日志。

4.4 挂载数据卷（Volume）

数据卷用于在容器和宿主机之间共享数据，并保证数据持久化。

创建数据卷：
```
docker volume create mydata
```
挂载数据卷到容器：
```
docker run -d -v mydata:/app/data myapp
```
将 mydata 挂载到容器内的 /app/data 目录。
查看所有数据卷：
```
docker volume ls
```
删除未使用的数据卷：
```
docker volume prune
```

5. 实战场景及优化建议

5.1 本地开发环境使用 Docker

使用 docker-compose 管理多个容器（如数据库、应用服务）：

version: '3'
services:
  web:
    image: myapp
    ports:
      - "8080:80"
    volumes:
      - ./app:/app
  db:
    image: mysql:5.7
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: example

优点：使用 docker-compose 可以轻松地定义和管理多容器应用，适合本地开发和测试。

5.2 部署到生产环境

使用 docker swarm 或 Kubernetes 进行容器编排，管理大规模容器集群。
将应用日志输出到集中式日志系统（如 ELK），方便日志的集中管理与分析。
设置健康检查（HEALTHCHECK），确保容器在运行时自动恢复异常。

5.3 常见问题及解决方法

容器磁盘空间不足：定期使用 docker system prune 清理未使用的容器、镜像和数据卷。
容器网络问题：使用 docker network 创建自定义网络，隔离不同应用的网络环境。
镜像体积过大：通过精简 Dockerfile 指令、合并 RUN 命令、使用多阶段构建来减少镜像大小。

总结

Docker 通过简单易用的命令和强大的容器化技术，让应用的开发和部署变得更加高效。
无论是构建镜像、管理容器，还是优化资源，Docker 都能帮助开发者提升生产力。