Docker学习_镜像和容器篇

简介

Docker是一种容器化的技术，可以实现在一台宿主机电脑上运行多个不同的容器，每个容器之间都相互独立，具有完整的一套文件，网络和端口。

可以将其理解为一种虚拟机技术，只不过和VMware等虚拟化技术不同，docker共享宿主机的操作系统，只创建应用和应用运行的依赖。这样就大大减少了每个容器的体积。这样容器部署和启动速度更快，开销更小，也更容易迁移。

工作流程

Docker是一个CS架构的软件，客户端通过docker api与服务端进行交流，并由服务端完成docker的相关操作。

Docker操作中主要涉及如下几个概念：

仓库(registry): 存储docker镜像的远程仓库，通常为docker hub
镜像(image): 创建容器的模板，类似于VM中的虚机模板
容器(container): 应用实际运行的地方，类似于VM中的一个虚拟机

创建docker容器的步骤如下：

从远程仓库拉取镜像
利用镜像生成容器

安装Docker Desktop

Docker Desktop中包含了Docker引擎，Docker命令行客户端，Docker扩展工具，Docker Compose等，并支持图形显式，针对入门学习是一个不错的工具。

首先根据各自的操作系统，在Docker官网下载应用安装包。此处以Windows系统为例进行安装。

系统要求

WSL版本1.1.3.0+
Win10 +
BIOS支持虚拟化
内存4GB+
64位操作系统

安装过程

1.双击安装包开始安装

2.勾选添加桌面快捷方式

3. 等待程序安装完成

4. 双击图标打开应用，统一许可证书

5. 在道客官网注册账户，并获取docker加速器

6. 配置Docker desktop的镜像加速器（由于默认为docker hub，是一个国外网站，国内打开较慢）

7. 查看docker版本

在cmd中输入docker version显示docker的相关版本信息。

docker version

8. 运行hello-world容器

在cmd中输入docker run hello-world，看到“Hello from Docker!”等信息就说明docker已经安装完成。

9. 查看docker desktop的变化

镜像中多了一个hello-world镜像

容器中多了一个使用hello-world镜像的仓库。

镜像

镜像是创建容器的基础，有了容器才能启动容器。

获取镜像

更具镜像的获取方式不同，有如下几种获取镜像的方式。

1. 拉取镜像

从镜像仓库中拉取镜像是最常见的获取镜像的方式。主要通过docker pull指令完成。

docker pull [选项] <镜像名>[:标签]

这里标签不存在时，默认为latest标签。标签通常为镜像的版本号。

镜像名称并不是我们随便书写的，它应该在仓库中存在。一般情况下为应用的名称，例如django，python等

为了确保镜像名称正确，可以通过docker search指令查看仓库中相关的仓库有哪些，通常选择官方的镜像。

这样就确定了镜像的名称。

镜像名称确认后可以在docker hub中查看该镜像的标签。

一个简便的方法就是通过如下网址进行查看https://hub.docker.com/v2/repositories/library/镜像名称/tags/

2. 还原镜像

有时候内部通过tar文件来存储镜像，此时通过docker image import <镜像tar文件> <镜像名>指令完成镜像文件的制作。

此处通过镜像tar文件制作镜像还有另一个指令docker image load -i <镜像文件名>指令完成镜像文件的制作。

对比这两种指令产生的镜像发现如下不同：

对比项	docker import	docker load
大小	变大	不变
构建历史	丢失	保持

查看镜像

1. 查看本地所有镜像

利用docker image ls指令可以查看本地所有的镜像。

2. 查看镜像详细信息

利用docker image inspect <镜像id>指令查看某个镜像的详细信息。

3. 查看镜像历史过程

利用docker image history <镜像名>可以查看镜像的制作历史，即Dockerfile的部分过程。

制作镜像

镜像本质上由Dockerfile制作而来，通过查看镜像，发现镜像是一个多层结构。通过docker pull获取镜像时，经常会发现拉取多个镜像层。

镜像的存储结构如下：由多个只读层的镜像层组成，并在顶层创建一个读写层来运行容器。上层可以读取和覆盖下层相同的文件。

镜像层数量可能会很多，所有镜像层会联合在一起组成一个统一的文件系统。如果不同层中有一个相同路径的文件，比如/a，上层的/a会覆盖下层的/a。也就是说用户只能访问到上层中的文件/a。在容器层中，用户看到的是一个叠加之后的文件系统。

1. 根据Dockerfile制作

Dockerfile可以理解为时创建镜像文件每个步骤的脚本文件。

以hello-world镜像为例，它的Dockerfile内容为

FROM scratch
COPY hello /
CMD ["/hello"]

并将文件名命名为Dockerfile。

这样利用docker image build 指令创建一个镜像。

docker image build -t 镜像名称:标签路径

2. 根据容器制作镜像

不推荐！

这种方式容易出错，效率低且可重复性差。

使用者不知道镜像的制作过程，无法对镜像进行审计

通过更改容器中一些内容，并以这个容器作为运行对象创建一个新的镜像。

利用docker container commit 容器名镜像名:标签来实现以一个容器为基础创建新的镜像。

分享镜像

1. 通过仓库分享

docker hub是一个公共的docker仓库网站，它存储镜像的要求是镜像名称以用户名/镜像名:标签的方式命名。

当通过镜像仓库来分享镜像时需要在docker hub中创建自己的账户，并通过docker login命令登录自己的账号。

然后通过docker image tag指令将目标镜像改为满足推送要求的镜像名称。

最后通过docker image push指令将镜像推送到仓库完成共享。

2. 通过文件分享

当没有仓库可以使用的时候，可以将镜像文件存储为tar文件进行存储，然后分享给其他人使用。

利用docker image save -o <文件名> <镜像名>指令将镜像以tar文件存储。

docker image save -o hello-world.tar hello-world

删除镜像

删除镜像的前提是没有任何运用该镜像的容器，所以要删除镜像首先需要删除依赖该镜像的所有容器。

通过docker image rm <镜像id>指令删除镜像。

通过docker image prune -a指令可以删除所有没有被使用的镜像。

容器

容器就是基于镜像创建的运行应用的地方。通常一个容器对应一个应用和其运行的最少依赖。

创建容器

容器由镜像而来，一个镜像可以创建多个容器，容器之间的资源是相互独立的。每个容器都有自己的名称空间，实现文件，网络和端口的隔离。

1. 单纯创建一个容器

通过docker container create <镜像名>指令会创建一个匿名容器(容器名称由docker随机命名).

当需要指定容器的一些配置时可以通过添加选项来实现，常用的一些选项说明如下：

--name 指定容器的名称，必须在宿主机中是唯一的
-e 为容器设置环境变量
-p 为宿主机和容器进行端口映射
-v 为容器映射宿主机文件目录
--mount 为容器绑定文件目录
-h 设定容器主机名
--network 为容器绑定网络
--ip 为容器指定ip地址

2. 创建并运行一个容器

通过docker container run <镜像名>指令会创建并运行一个匿名容器。

docker container run的很多选项和docker container create的是一致的，此外再补充几个.

-d 容器在后台运行
-t 使用命令行终端
-i 与容器交互

删除容器

当存在不再使用的容器时可以将容器删除。

通过在docker container rm <容器id>指令可以完成容器删除操作。

当删除正在运行的容器时会产生报错。

正确的操作步骤应该是先暂停容器，然后再删除容器。或者通过-f选项，将运行中的容器强制删除。

通过docker container prune -a指令可以删除所有暂停的容器。

查看容器

1. 容器列表

通过docker container ls 指令可以查看系统中正在运行的容器列表。通过docker container ls -a指令可以查看系统中所有的容器列表。

2. 查看容器配置信息

通过docker container inspect <容器id>指令可以查看对应容器在系统中的设置。

操作容器

容器的状态和操作示意图

1. 启动容器

当容器创建后，可以通过docker container start <容器id>指令启动容器。

2. 暂停容器

通过docker container stop <容器id>指令暂停容器。

3. 进入容器

进入容器表示进入容器内部，目前有两种操作方式。

attach方式

通过docker container attach <容器id>指令可以直接进入容器启动命令的终端，不会启动新的进程。

exec方式

通过docker container exec <容器id>指令可以在容器中打开新的终端，并且可以启动新的进程。

最佳实践

服务类容器如mysql，nginx等，通过-d后台方式启动，并以exec -it进入容器。

工具类容器通常给我们提供一个临时的工作环境，以run -it方式运行，exit退出容器后容器暂停。

4. 退出容器

在容器中输入exit即可退出容器进入宿主机环境。

5. 重启容器

通过docker container restart <容器id>指令可以重启容器。