基本概念

容器

什么是容器？Docker官方介绍：

将软件打包到标准化单元中，以进行开发，运输和部署。

容器是一个标准的软件单元，它将代码及其所有依赖打包，以便应用程序从一个计算环境快速可靠地运行到另一个计算环境。 Docker容器镜像是一个轻量级，独立的可执行软件包，包含运行应用程序所需的一切：代码，运行时，系统工具，系统库和设置。

容器镜像在运行时成为容器，对于Docker容器，镜像在Docker Engine上运行时成为容器。适用于基于Linux和Windows的应用程序，无论基础架构如何，容器化软件运行结果始终相同。容器将软件与环境隔离开来，并确保它可以统一工作，尽管开发和演示之间存在差异。

在Docker Engine上运行的Docker容器：

标准： Docker创建了容器的行业标准，因此它们可以在任何地方移植
轻巧：容器共享计算机的OS系统内核，因此不需要每个应用程序都具有OS，从而提高了服务器效率，并降低了服务器和许可成本
安全：应用程序在容器中更安全，并且Docker提供了业界最强大的默认隔离功能

虚拟化和容器化的区别

虚拟化是物理资源层面的隔离，容器是进程层面的隔离
容器在操作系统上运行，并与其他容器共享主机的内核。没有臃肿的操作系统，相对VM节省了大量资源开销。

容器化技术比虚拟机更灵活,更轻量小巧。

容器化解决的问题

标准化的迁移方式
提升部署效率，屏蔽环境带来的差异
统一的参数配置
降低开发与运维之间的沟通桥梁

Docker

Docker是一个提供应用打包，部署与运行应用的容器化平台
开源的应用容器引擎，使用 Go 语言开发,基于Linux内核的cgroup，namespace以及使用Union FS技术来实现资源控制、工作区隔离、操作系统虚拟化
Build once，Run anywhere，Configure once，Run anything

Docker Engine

Docker Engine也就是Docker，Docker Engine为C/S模型，用户可以通过docker client向docker daemon发送操作请求。

Docker Engine包括以下几部分：

Docker Daemon是一个守护进程，属于C/S中的server
REST API， docker daemon向外暴露的REST 接口
Docker向外暴露的命令行接口（Command Line API）

因此我们可以通过Docker REST API或者使用CLI命令与Docker Daemon进行交互。
Docker Daemon负责创建和管理Docker 对象，例如镜像，容器，网络和卷。

镜像和容器

镜像是文件,是只读的,提供了运行程序完整的软硬件资源,是应用程序的"集装箱"
容器是镜像的实例,由Docker负责创建,容器之间彼此隔离

交互流程

常用命令

docker build - 使用Dockerfile创建镜像
docker pull 镜像名<:tags> - 从远程仓库抽取镜像
docker images - 查看本地镜像
docker run 镜像名<:tags> - 创建容器，启动应用
docker start 容器id - 启动容器
docker ps - 查看正在运行中的镜像
docker rm <-f> 容器id - 删除容器
docker rmi <-f> 镜像名:<tags> - 删除镜像
docker exec 进入容器,可以在容器的Shell执行命令

示例

# 1.拉取远程镜像
# docker pull tomcat
# 2.运行tomcat
# docker run tomcat
......省略一堆日志
11-Sep-2020 03:39:47.314 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-nio-8080"]
11-Sep-2020 03:39:47.323 INFO [main] org.apache.catalina.startup.Catalina.start Server startup in [64] milliseconds

tomcat是启动成功了，但是我们的界面也进入了tomcat的启动界面，想要进行下步操作只能另外启动一个shell了，不太方便。Ctrl + c中断，这时可以使用docker run中的参数d（相关参数可以通过docker run --help查看）

-d: 后台运行容器，并返回容器ID

# docker run -d tomcat
e8131c2c78e12bda89db059ee184b4fe9afc2a47217631c96a9947da823e6c07
# 查看运行的容器
# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                 COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                    NAMES
e8131c2c78e1        tomcat                "catalina.sh run"        30 seconds ago      Up 29 seconds       8080/tcp                 objective_franklin

Docker宿主机与容器通信

此时如果要通过外部访问是访问不通的，原因是容器暴露的端口并未与宿主机映射。

-p: 指定端口映射，格式为：主机(宿主)端口:容器端口

# 先停止上面启动的容器(`e8131c2c78e1`为上面创建的容器id,通过docker ps可以查看运行的容器以及相关的参数)
# docker stop e8131c2c78e1
# docker run -d -p 8080:8080 tomcat
90c7a49e7495fd2dd418cfc36b5678b34d617618cf9089bfa4d99d4f5e79c937

容器内部结构

容器内部依赖关系如下：

如果我们要在tomcat中添加一个html,可以直接使用docker exec命令进入容器内部。

docker exec -it [容器id] /bin/bash

# docker exec -it 90c7a49e7495 /bin/bash
# 默认进入到tomcat的工作目录
root@90c7a49e7495:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@90c7a49e7495:/usr/local/tomcat/webapps# mkdir ROOT && echo "Hello World" > ROOT/index.html
# Ctrl + d 回到宿主机访问tomcat服务查看结果
# curl localhost:8080
Hello World

挂载本地目录

如果每次都需要进入容器修改或者新增文件那也太麻烦了，此时我们可以将本地目录挂载到容器里。

--volume , -v: 绑定一个卷

# 在宿主机创建一个目录
# mkdir /webapps
# 停止上面启动的容器
# docker stop 90c7a49e7495
# 启动，加上-v参数挂载目录
# docker run -d -p 8080:8080 -v /webapps:/usr/local/tomcat/webapps tomcat
51d3b61731d12025c3a9d40f78bd9e1b568dfd1b1392c4cee74cacd78ff2c0bd
# cd /webapps
# mkdir ROOT && cd ./ROOT && echo "hello world" > index.html
# curl localhost:8080
hello world

容器的生命周期

DockerFile

Dockerfile是一个用来构建镜像的文本文件，其中包含镜像构建的指令。

构建镜像命令：

docker build -t 机构/镜像名<:tags> Dockerfile目录

一张来自互联网的图，使用幽默诙谐的语言对相关指令的解释：

示例

本次示例为构建一个tomcat应用镜像，直接将html文件放置到webapps目录，如果是java应用直接将war包放置到该目录即可。

# ls
Dockerfile  index.html

DockerFile文件内容：

FROM tomcat:latest
WORKDIR /usr/local/tomcat/webapps/ROOT/
COPY index.html .

html文件内容：

<h1>hello world</h1>

执行构建镜像

# docker build -t hosjoy/mytomcat:1.0 .
Sending build context to Docker daemon  3.072kB
Step 1/3 : FROM tomcat:latest
 ---> d5eef28cf41d
Step 2/3 : WORKDIR /usr/local/tomcat/webapps/ROOT/
 ---> Running in 3d945ec4369e
Removing intermediate container 3d945ec4369e
 ---> 3d823064c72f
Step 3/3 : COPY index.html .
 ---> 3f10023cfd3e
Successfully built 3f10023cfd3e
Successfully tagged hosjoy/mytomcat:1.0

运行容器

# docker run --rm -d -p 8080:8080 hosjoy/mytomcat:1.0
92050690ca846241c1944962c24ec2a2eb6ae060cb944bcaa69987a0a09bcc5f
# curl localhost:8080
<h1>hello world</h1>

更多指令可查看官方文档

镜像分层

Docker镜像里面是一层层的文件系统，基于Union FS（联合文件系统）技术，可以将多层目录挂载到一起，形成一个虚拟文件系统，虚拟文件系统的目录结构就像普通 Linux 的目录结构一样，Docker通过这些文件再加上宿主机的内核提供了一个Linux 的虚拟环境。

Linux文件系统由bootfs和 rootfs两部分组成：

bootfs(boot file system)：主要包含bootloader 和 kernel,Linux启动时会加载bootfs文件系统，boot将内核加载到内存中后，此时系统会卸载bootfs。
rootfs (root file system): 包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件，不同的Linux 发行版（如 ubuntu和CentOS）在rootfs这一层会有所区别。

当运行镜像时，Docker会生成一个新的可写层并加载到镜像的顶层。这一层通常称为"容器层"，之下都是"镜像层"，最底层的为基础镜像(base image)。
容器层可以读写，镜像层只允许读取。

分层带来的好处：

共享资源，例如：有多个镜像都从相同的base镜像进行构建，那么宿主机只需在磁盘上保存一份base镜像，同时内存中也只需加载一份base镜像，就可以为所有的容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享。
可以并发上传下载，提升构建速度。如果修改了镜像，相当于在原有镜像基础再加一层，推送到仓库也不需要全部推送，只需要推送新加的一层即可。

Docker基本概念