Docker介绍

Docker 发展背景

伴随着容器化技术的发展以及微服务的流行，Docker横空出世，其本身除了对容器技术（LXC）做了应用封装外，更为重要的是，它引入了容器镜像等一整套管理容器的生态系统。Docker 对应用的封装、分发、部署、运行的生命周期的管理，提供了一站式的实用解决方案。

Docker的发展，建议读一下浅谈容器技术发展史。简单概括：

Unix/Linux的发展
虚拟化技术的发展
容器技术的发展（Namespace + Cgroups）
docker的出现同行竞争-各容器厂家的竞争
k8s的出现拥抱云原生

目标

Docker提供一个这样的平台：

构建（build）
传送（share）
运行（run）

应用程序的平台。实现 “Build，Skip and Run Any APP，Anywhere”，即通过对应用的封装（Packaging）、分发（Distribution）、部署（Deployment）、运行（Runtime）生命周期进行管理，达到应用组件 “一次封装，到处运行” 的目的。

优势

快速，一致地交付应用程序
响应式部署和扩展
在同一硬件上运行更多工作负载

技术原理

LXC（Linux Container）容器的两个技术

1. Namespace

Linux Namespace（命名空间）是一种操作系统层级的资源隔离技术，不同 namespace 里的进程无法感知到其它 namespace 里面的进程和资源。

2. Cgroups

Cgroups （Control Groups）可以对指定的进程做各种计算机资源的限制，比如限制CPU的使用率，内存使用量，IO设备的流量等等。

Docker 和虚拟机的区别

说到区别，就要理解他俩运行的本质。最大的不同在于：

虚拟机是在一个物理机下，开多个独立操作系统的一种虚拟化技术
Docker是利用 Namespace + Cgroup 技术，做到共享底层一套操作系统

理解了这个，其他不同点也顺带而出：

启动速度：docker 启动快速属于秒级别。虚拟机通常需要几分钟去启动。
性能、资源利用率：docker 需要的资源更少，性能损耗小，系统利用率不同。同样的硬件环境，Docker 运行的镜像数远多于虚拟机数量，对系统的利用率非常高。
隔离性：与虚拟机相比，docker 隔离性更弱，docker 属于进程之间的隔离，虚拟机可实现系统级别隔离。
安全性：docker 相对虚拟机要弱。
交付、部署速度：docker 更优。

Docker组件的基本概念

镜像

可以理解是一个模板，内部包含这些服务组件，如redis、mysql这些组件的版本信息等
容器

容器就是运行的一个Docker实例
仓库

Docker仓库就是用来存储镜像的地方，提供上传和下载的入口，供分享。如Dockerhub

client-server 模式

docker 的运行模式是 C/S ：docker 客户端 -> docker daemon 处理、返回

如何使用

Docker 安装

Docker 安装比较简单，参考 Docker官网

安装成功后，启动Docker，终端执行 $ docker version，显示Client和Server的信息

~ docker version
Client:
 Cloud integration: v1.0.33
 Version:           24.0.2
 API version:       1.43
 Go version:        go1.20.4
 ...
Server: Docker Desktop 4.20.0 (109717)
 Engine:
  Version:          24.0.2
  API version:      1.43 (minimum version 1.12)
  Go version:       go1.20.4

Dockerfile

Dockerfile 是一个用来构建镜像的文本文件，文本内容包含了一条条构建镜像所需的指令和说明。

创建一个Dockerfile

举例

FROM centos
RUN yum -y install wget \
    && wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz" \
    && tar -xvf redis.tar.gz

使用Dockerfile构建镜像

$ docker build -t hello-first-docker .

# hello-first-docker 镜像名称
# . 当前客户端目录环境， docker daemon执行时可以拷贝文件等

# 查看所有镜像
$ docker images

使用镜像创建和运行容器

$ docker run 镜像名称

Docker Compose

Compose 是用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。通过 Compose，我们可以使用 YML 文件来配置应用程序需要的所有服务。然后，使用一个命令 docker-compose up ，就可以从 YML 文件配置中创建并启动所有服务。

Compose 使用的三个步骤：

使用 Dockerfile 定义应用程序的环境。
使用 docker-compose.yml 定义构成应用程序的服务，这样它们可以在隔离环境中一起运行。
执行 docker-compose up 命令来启动并运行整个应用程序。

举例：docker-compose.yml

# yaml 配置
version: '3'
services:
  web:
    build: .
    ports:
     - "5000:5000"
  redis:
    image: "redis:alpine"

其他常用命令

# 版本信息
$ docker info
$ docker version

# 容器生命周期
$ docker start/stop/restart
$ docker run 
$ docker kill
$ docker rm
$ docker create

# 容器操作
$ docker ps ：列出容器
$ docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...] ：在运行的容器中执行命令，注意参数是容器名或者容器id
$ docker stats : 显示容器资源的使用情况

# 镜像仓库
$ docker login : 登陆到一个Docker镜像仓库
$ docker push : 将本地的镜像上传到镜像仓库
$ docker pull : 从镜像仓库中拉取或者更新指定镜像
$ docker search : 从Docker Hub查找镜像 如 $ docker search mysql

# 本地镜像管理
$ docker build 命令用于使用 Dockerfile 创建镜像
$ docker images : 列出本地镜像
$ docker save : 将指定镜像保存成 tar 归档文件
$ docker load : 导入使用 docker save 命令导出的镜像

Docker 安装运行组件示例 - MySQL

查看可用的 MySQL 版本
```
$ docker search mysql
```

拉取 MySQL 镜像

$ docker pull mysql:latest

$ docker images 查看下

运行容器

$ docker run -itd --name mysql-test -p 3306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql

# 说明：
# -p 3306:3306 ：映射容器服务的 3306 端口到宿主机的 3306 端口，外部主机可以直接通过 宿主机ip:3306 访问到 MySQL 的服务。

安装成功

# 查看容器状态
$ docker ps

CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND        CREATED     STATUS         PORTS                    NAMES
9ae4554bb146   mysql     "docker-…"   9 minutes ago   Up 9 minutes   0.0.0.0:3306->3306/tcp, 33060/tcp              mysql-test

进入容器

# docker ps中查看容器id 或者使用容器名

$ docker exec -it mysql-test bash
$ docker exec -it 9ae4554bb146 bash

# 进入后，使用 mysql
bash-4.4$ mysql -uroot -p

其他

容器化技术的发展，早于Docker的出现，而Docker 使其更加流行，尤其拥抱云原生时代。
Docker 使用Go 语言开发，也为Go的布道起到推波助澜的作用。
Docker 和 k8s 是搭配使用。Docker侧重在容器，k8s侧重在对大规模容器的编排管理。
Docker提供的Compose 和k8s 关系？都是管理多容器工具，配置也很像，但能力差别很大。docker-compose 是侧重单机多容器运行的工具；k8s 是一个集群的管理解决方案，它负责管理数量庞大的节点。

参考

云原生