带你了从零了解Docker

2013年发布至今， Docker 是近年来非常火的容器技术， 一直广受瞩目，被认为可能会改变软件行业。而且啊 Docker 不仅仅是linux Redhat 和Canonical等 Linux 巨头眼里的宠儿，微软等专有软件公司也在热烈拥抱 Docker，所以就知道 Docker 为啥这么火了。

我相信有很多人对 Docker 感兴趣，都想学学 Docker，毕竟天天听、毕竟这么火、毕竟技多不压身。许多人并不清楚 Docker 到底是什么，要解决什么问题，好处又在哪里？接下来我就详细解释一下，帮助大家理解它，还带有简单易懂的实例，教你如何将它用于日常开发。

什么是容器

一句话概括容器：容器就是将软件打包成标准化单元，以用于开发、交付和部署。

• 容器镜像是轻量的，可执行的独立软件包，包含软件运行所需的所有内容：代码，运行时环境，系统工具，系统库和设置。
• 容器化软件适用于基于Linux适用于基于Linux和Windows的应用，在任何环境中都能够始终如一地运行。
• 容器赋予了软件独立性，使其免受外在环境差异（例如，开发和预演环境的差异）的影响，从而有助于减少团队间在相同基础设施上运行不同软件时的冲突。

我觉得容器就是一个存放东西的地方，就像房子可以装各种家具，暑假可以放各种书。我们现在所说的容器存放的东西可能更偏向于应用比如网站，程序甚至是系统环境。

虚拟机和容器

虚拟机

虚拟机就是带环境安装的一种解决方案，他可以再一种操作系统里面运行另一种操作系统，比如在Windows系统里面运行Linux系统，应用程序对此毫无感知，因为虚拟机看上去跟真是系统一模一样，而对于底层系统来说，虚拟机就是一个普通文件，不需要了就删掉，对其他部分毫无影响。

虽然用户可以通过虚拟机还原团建的原始环境。但是如下缺点。

（1）资源占用多

虚拟机会独占一部分内存和硬盘空间。他运行的时候，其他程序就不能使用这些资源了。哪怕虚拟机里面的应用程序，真正使用的内存只有1MB，虚拟机却需要几百MB的内存才能运行。一个系统一般只支持几十个虚拟机。

（2）冗余步骤多

虚拟机是完整的操作系统，一些系统级别的操作步骤，往往无法跳过，比如用户登陆。

（3）启动慢

启动系统需要多久，启动虚拟机就需要多久。可能要等几分钟，应用程序才能真正运行。

Linux容器

由于虚拟机存在这些缺点，Linux发展出了另一种虚拟化技术，Linux容器。

Linux容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对程序进行隔离。或者说，在正常进程的外面套了一个保护层。对于容器里面的进程来说，它接触到的各种资源都是虚拟的，从而实现与底层系统的隔离。

由于容器是进程级别的，相比虚拟机有很多优势。

（1）启动快

容器里面的应用，直接就是底层系统的一个进程，而不是虚拟机内部的进程。所以，启动容器相当于启动本机的一个进程，而不是启动一个操作系统，速度就快很多。

（2）资源占用少

容器只占用需要的资源，不占用那些没有用到的资源；虚拟机由于是完整的操作系统，不可避免要占用所有资源。另外，多个容器可以共享资源，虚拟机都是独享资源。一个单机上支持上千个容器。

（3）体积小

容器只要包含用到的组件即可，而虚拟机是整个操作系统的打包，所以容器文件比虚拟机文件要小很多。

两者对比

传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统，在该系统上再运行所需应用进程，容器虚拟化的是操作系统而不是硬件，容器之间是共享同一套操作系统资源的。虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整操作系统。因此容器的隔离级别会稍低一些。

简单来说，容器和虚拟机具有相似的资源隔离和分配优势，但功能有所不同，因为容器虚拟化的是操作系统，而不是硬件，因此容器更容易移植，效率也更高。而容器的应用进程直接运行于宿主的内核，容器内没有自己的内核，而且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更轻便。

容器是一个应用层抽象，用于将代码和依赖资源打包在一起。多个容器可以在同一台机器上运行，共享操作系统内核，但各自作为独立的进程在用户空间中运行。与虚拟机相比，容器占用的空间交少，瞬间就能完成启动。

虚拟机是一个物理硬件层抽象，用于将一台服务器变成多台服务器。管理程序允许多个vm在一台机器上运行。每个vm都包含一整套操作系统，一个或多个应用，必要的二进制文件和库资源，因此占用大量空间。而vm启动也非常缓慢。

什么是Docker

Docker是属于Linux容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口，他是目前最流行的Linux容器解决方案。

Docker 将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行，就好像在真实的物理机上运行一样。有了Docker，就不用担心环境问题。

总体来说，Docker 的接口相当简单，用户可以方便地创建和使用容器，把自己的应用放入容器。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改，就像管理普通的代码一样。

Docker基本概念

Docker 中有三个核心概念：Image、Container、Repository。

• 镜像（Image）
• 容器（Container）
• 仓库（Repository）

理解了这三个概念，就理解了 Docker 的整个生命周期，

镜像（Image）一个特殊的文件系统

容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的 命名空间。前面讲过镜像使用的是分层存储，容器也是如此。

  容器存储层的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也随之消亡。因此，任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。

  一个 Docker Registry中可以包含多个仓库（Repository）；每个仓库可以包含多个标签（Tag）；每个标签对应一个镜像。所以说：镜像仓库是Docker用来集中存放镜像文件的地方类似于我们之前常用的代码仓库。

安装

Docker 的安装是非常便捷的，在 macOS、ubuntu 等下面都有一键式安装 工具 或者脚本。更多可以参考Docker 官方教程。

下面简单介绍一下ubuntu下的安装。

Docker 支持以下的 Ubuntu 版本：

• Ubuntu Precise 12.04 (LTS)
• Ubuntu Trusty 14.04 (LTS)
• Ubuntu Wily 15.10

Docker 要求 Ubuntu 系统的内核版本高于 3.10 ，查看本页面的前提条件来验证你的 Ubuntu 版本是否支持 Docker。

通过 uname -r 命令查看你当前的内核版本

runoob@runoob:~$ uname -r

1.选择国内的云服务商，这里选择阿里云为例

curl -sSL http://acs-public-mirror.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/docker-engine/internet | sh -复制代码

2.安装所需要的包

sudo apt-get install linux-image-extra-$(uname -r) linux-image-extra-virtual复制代码

3.添加使用 HTTPS 传输的软件包以及 CA 证书

sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates复制代码

4.添加GPG密钥

sudo apt-key adv --keyserver hkp://p80.pool.sks-keyservers.net:80 --recv-keys 58118E89F3A912897C070ADBF76221572C52609D复制代码

5.添加软件源

echo "deb https://apt.dockerproject.org/repo ubuntu-xenial main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list复制代码

6.添加成功后更新软件包缓存

sudo apt-get update复制代码

7.安装docker

sudo apt-get install docker-engine复制代码

8.启动 docker

sudo systemctl enable docker
sudo systemctl start docker复制代码

寻找基础镜像

DockerHub 等网站都提供了众多镜像，一般情况下我们都会从它那找个镜像作为基础镜像，然后再进行我们的后续操作。

拉取基础镜像

当我们在本地主机上使用一个不存在的镜像时 Docker 就会自动下载这个镜像。如果我们想预先下载这个镜像，我们可以使用 docker pull 命令来下载它。

利用docker pull 命令即可从相关 hub 网站上拉取镜像到本地。同时在拉的过程中就能看到是按照多个 “层” 去拉镜像的

Crunoob@runoob:~$ docker pull ubuntu:13.10
13.10: Pulling from library/ubuntu
6599cadaf950: Pull complete 
23eda618d451: Pull complete 
f0be3084efe9: Pull complete 
52de432f084b: Pull complete 
a3ed95caeb02: Pull complete 
Digest: sha256:15b79a6654811c8d992ebacdfbd5152fcf3d165e374e264076aa435214a947a3
Status: Downloaded newer image for ubuntu:13.10复制代码

我们可以使用 docker images 来列出本地主机上的镜像。

runoob@runoob:~$ docker images           
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
ubuntu              14.04               90d5884b1ee0        5 days ago          188 MB
php                 5.6                 f40e9e0f10c8        9 days ago          444.8 MB
nginx               latest              6f8d099c3adc        12 days ago         182.7 MB
mysql               5.6                 f2e8d6c772c0        3 weeks ago         324.6 MB
httpd               latest              02ef73cf1bc0        3 weeks ago         194.4 MB
ubuntu              15.10               4e3b13c8a266        4 weeks ago         136.3 MB
hello-world         latest              690ed74de00f        6 months ago        960 B
training/webapp     latest              6fae60ef3446        11 months ago       348.8 MB复制代码

各个选项说明:

• REPOSITORY： 表示镜像的仓库源

• TAG： 镜像的标签

• IMAGE ID： 镜像ID

• CREATED： 镜像创建时间

• SIZE： 镜像大小

创建Docker容器

> docker create --name ubuntuContainer ubuntu:18.04
0da83bc6515ea1df100c32cccaddc070199b72263663437b8fe424aadccf4778
复制代码复制代码

> docker start ubuntuContainer
复制代码复制代码

> docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
9298a27262da        ubuntu:18.04        "/bin/bash"         4 minutes ago       Up About a minute                       ubuntuContainer
复制代码复制代码

> docker exec -it 9298
root@9298a27262da:/# ls
bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
root@9298a27262da:/# exit
复制代码复制代码

> docker run -it --name runUbuntuContainer ubuntu:18.04 /bin/bash
root@57cdd61d4383:/# ls
bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
root@57cdd61d4383:/#

# docker ps 可以查到已经成功运行了 runUbuntuContainer
> docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
57cdd61d4383        ubuntu:18.04        "/bin/bash"         9 seconds ago       Up 8 seconds                            runUbuntuContainer
9298a27262da        ubuntu:18.04        "/bin/bash"         9 minutes ago       Up 6 minutes 复制代码

commit 容器，创建新镜像

> docker commit --author "rccoder" --message "curl+node" 9298 rccoder/myworkspace:v1
sha256:68e83119eefa0bfdc8e523ab4d16c8cf76770dbb08bad1e32af1c872735e6f71

# 通过 docker images 就能看到新制作的 rccoder/myworkspace 就躺在这里了
>docker images
REPOSITORY               TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
rccoder/myworkspace      v1              e0d73563fae8        20 seconds ago      196MB
复制代码复制代码

> docker run -it --name newWorkSpace rccoder/myworkspace:v1 /bin/bash
root@9109f6985735:/# node -v
8.0.0
复制代码复制代码

> docker login
> docker push rccoder/myworkspace:v1
The push refers to repository [docker.io/rccoder/myworkspace]
c0913fec0e19: Pushing [=>                                                 ]  2.783MB/116.7MB
bb1eed35aacf: Mounted from library/ubuntu
5fc1dce434ba: Mounted from library/ubuntu
c4f90a44515b: Mounted from library/ubuntu
a792400561d8: Mounted from library/ubuntu
6a4e481d02df: Waiting复制代码

# Comment
INSTRUCTION arguments
复制代码复制代码

FROM rccoder/myworkspace:v1
RUN mkdir a
复制代码复制代码

> docker build -t newfiledocker:v1 .
Sending build context to Docker daemon  3.584kB
Step 1/2 : FROM rccoder/myworkspace:v1
 ---> 68e83119eefa
Step 2/2 : RUN mkdir a
 ---> Running in 1127aff5fbd3
Removing intermediate container 1127aff5fbd3
 ---> 25a8a5418af0
Successfully built 25a8a5418af0
Successfully tagged newfiledocker:v1

# 新建基于 newfiledocker 的容器并在终端中打开，发现里面已经有 a 文件夹了。
> docker docker run -it newfiledocker:v1 /bin/bash
root@e3bd8ca19ffc:/# ls
a  bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
复制代码复制代码

在容器里安装 Mysql 环境

runoob@runoob:~/php-fpm$ docker search php
NAME                      DESCRIPTION                                     STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
php                       While designed for web development, the PH...   1232      [OK]       
richarvey/nginx-php-fpm   Container running Nginx + PHP-FPM capable ...   207                  [OK]
phpmyadmin/phpmyadmin     A web interface for MySQL and MariaDB.          123                  [OK]
eboraas/apache-php        PHP5 on Apache (with SSL support), built o...   69                   [OK]
php-zendserver            Zend Server - the integrated PHP applicati...   69        [OK]       
million12/nginx-php       Nginx + PHP-FPM 5.5, 5.6, 7.0 (NG), CentOS...   67                   [OK]
webdevops/php-nginx       Nginx with PHP-FPM                              39                   [OK]
webdevops/php-apache      Apache with PHP-FPM (based on webdevops/php)    14                   [OK]
phpunit/phpunit           PHPUnit is a programmer-oriented testing f...   14                   [OK]
tetraweb/php              PHP 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 7.0 for CI and run...   12                   [OK]
webdevops/php             PHP (FPM and CLI) service container             10                   [OK]
...复制代码

runoob@runoob:~/php-fpm$ docker pull php:5.6-fpm复制代码

runoob@runoob:~/php-fpm$ docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
php                 5.6-fpm             025041cd3aa5        6 days ago          456.3 MB复制代码

runoob@runoob:~$ mkdir -p ~/php-fpm/logs ~/php-fpm/conf复制代码

通过Dockerfile创建一个镜像，替换成你自己的名字

runoob@runoob:~/php-fpm$ docker build -t php:5.6-fpm .复制代码

创建完成后，我们可以在本地的镜像列表里查找到刚刚创建的镜像

runoob@runoob:~/php-fpm$ docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
php                 5.6-fpm             025041cd3aa5        6 days ago          456.3 MB复制代码