一文读懂：Docker从入门到进阶（超详细实践应用、零踩坑）

news2024/11/25 18:52:51

文章目录

  • 快速入门
    • 简介
    • 安装
    • 配置镜像加速
    • 部署MySQL
  • Docker基础
    • 常见命令
    • 案例-部署Nginx
    • 命令别名
    • 数据卷挂载
    • 本地目录挂载
    • DockerFile语法
    • 自定义镜像
    • 容器网络互联
  • 项目部署
    • 部署Java应用
    • 部署前端
    • DockerCompose

快速入门

简介

Docker是一个快速构建、运行、管理应用的工具。

传统的企业项目部署需要手动通过命令行安装环境和依赖，安装步骤复杂且常常会出现版本不兼容等问题。

借助Docker，我们只需要执行docker run命令即可一键让项目及其依赖在服务器成功运行起来。

由于项目通常在Linux系统部署，正式学习Docker前可以通过Vmware虚拟机安装CentOS系统。

Docker官网：https://www.docker.com/

安装

  1. 配置Docker的yum仓库：

    yum install -y yum-utils
yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

  2. 安装Docker：

    yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

  3. 启动和校验：

    # 启动Docker
systemctl start docker

# 停止Docker
systemctl stop docker

# 重启
systemctl restart docker

# 设置开机自启
systemctl enable docker

# 执行docker ps命令，如果不报错，说明安装启动成功
docker ps

配置镜像加速

推荐使用阿里云的镜像加速服务。

  1. 找到产品->容器->容器镜像服务ACR。

    image-20240210182916494

  2. 找到镜像加速器并按照文档配置即可：

    image-20240210185642768

部署MySQL

用Docker部署MYSQL只需要执行如下命令即可：

image-20240210190027726 
docker run -d \
	--name mysql \
	-p 3306:3306 \
	-e TZ=Asia/Shanghai \
	-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
	mysql

当我们执行这个命令时，Docker会自动搜索并下载镜像（Image）。镜像不仅包含应用本身，还包含应用所需的环境、配置、函数库。

Docker会在运行镜像时创建一个隔离环境，称为容器（Container）。Docker官方维护了一个公共镜像Docker Hub用于存储和管理镜像。

下面详细介绍这条命令：

  • docker run：创建并运行一个容器，-d是让容器在后台运行。
  • –name mysql：给容器命名，必须唯一。
  • -p 3306:3306：端口映射，容器有自己的隔离网络系统，通过-p [宿主机端口]:[容器端口]可以进行端口映射。
  • -e：设置环境变量，-e KEY=VALUE。根据镜像的文档说明设置。
  • mysql：镜像名称，完整写法：[repository]:[tag]，即[镜像名]:[版本]。默认是latest最新版本。

Docker基础

常见命令

image-20240211162755685

我们可以从镜像仓库拉取镜像或向镜像仓库推送镜像，常用命令：

  • docker push：将镜像推送到镜像仓库

  • docker pull：从镜像仓库拉取镜像到本地仓库

  • docker images：查看本地镜像

  • docker rmi：删除本地镜像

除了在镜像仓库获取镜像，也可以在本地编写dockerfile构建自己的镜像：

  • docker build：根据编写的dockerfile构建镜像

为了方便镜像传输，可以将镜像打包成压缩文件，常用命令：

  • docker save：将镜像打包成压缩文件保存在本地
  • docker load：将压缩文件加载到docker本地镜像仓库

有了镜像，可以通过如下命令创建容器并启动镜像：

  • docker run：创建并运行容器（如本地没有镜像会自动拉取）

对容器进行管理的常用命令：

  • docker stop：停止容器进程
  • docker start：启动容器进程
  • docker ps：查看运行中的容器
  • docker rm：删除容器
  • docker logs：查看容器运行日志
  • docker exec：进入容器内部执行命令

案例-部署Nginx

掌握了Docker的常见命令，现在来完成一个简单的案例，创建并运行Nginx容器。

  1. 首先，在Docker Hub搜索Nginx镜像，查看镜像名称。

    image-20240211163131603

  2. 通过docker pull nginx拉取镜像到本地，然后使用docker images查看本地镜像：

    image-20240211163301289

  3. 通过docker run -d --name nginx -p 80:80 nginx命令创建并运行容器，然后使用docker ps查看运行中的容器：

    image-20240211163632620

  4. 通过docker stop nginx停止容器，然后通过docker ps -a查看所有容器：

    image-20240211163920272

  5. 通过docker start nginx再次启动容器：

    image-20240211164005758

  6. 通过docker logs -f nginx查看日志，-f指follow持续输出日志（无法访问请关闭centos防火墙）：

    image-20240211164443572

  7. 通过docker exec -it nginx bash命令进入容器并使用bash进行交互，-it指可交互终端。

    image-20240211164656153

命令别名

前面我们通过docker ps可以查看容器运行状态，但是输出的信息比较多。ps命令可以通过–format参数自定义输出格式：

docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"
image-20240211165126529

但是这个命令太复杂，我们可以借助Linux的别名来简化这个操作。通过vim ~/.bashrc命令编辑加入下面的指令：

alias dps='docker ps --format "table {{.ID}}\t{{.Image}}\t{{.Ports}}\t{{.Status}}\t{{.Names}}"'
image-20240211173337115

然后执行source ~/.bashrc，测试dps命令：

image-20240211173418654

数据卷挂载

我们以一个需求为例：

  1. 创建nginx容器，修改nginx容器内的html目录下的index.html文件。
  2. 将静态资源部署到nginx的html目录。

在Docker Hub查看nginx镜像官方文档，发现/usr/share/nginx/html为静态资源目录：

image-20240211173808064

通过docker exec -it nginx bash进入容器内部控制台，查看静态资源目录：

image-20240211173943054

通过vi index.html修改静态资源，发现不存在vi指令。原因是docker镜像包含的是服务运行所必须的依赖，而vi是非必须的。

image-20240211174324089

为了解决这个问题，我们可以使用数据卷：数据卷(volume)是一个虚拟目录，是容器内目录与宿主机目录之间映射的桥梁。

我们创建数据卷，会在宿主机系统的/var/lib/docker/volumes/目录下创建相应的文件夹。容器和宿主机文件系统就可以实现双向绑定。

image-20240211174533872

如何创建数据卷呢？Docker为我们提供了相应的命令：

命令说明
docker volume create创建数据卷
docker volume ls查看所有数据卷
docker volume rm删除指定数据卷
docker volume inspect查看某个数据卷详情
docker volume prune清除数据卷

在执行docker run命令时，使用 -v 数据卷:容器内目录 可以完成数据卷挂载。如果挂载的数据卷不存在会自动创建数据卷。

执行docker run -d --name nginx -p 80:80 -v html:/usr/share/nginx/html nginx命令，挂载数据卷且创建并运行容器。

然后通过docker volume ls和docker volume inspect查看数据卷，容器内的html文件夹会映射到/var/lib/docker/volumes/html/_data文件夹。

image-20240211180901012

我们只需要修改/var/lib/docker/volumes/html/_data下的index.html即可：

image-20240211181106381

本地目录挂载

通过docker inspect可以查看容器详情，其中的Mounts代表挂载的数据卷，查看mysql容器：

image-20240211181530861

我们创建mysql容器时虽然没有创建和指定数据卷，但它还是挂载到了一个数据卷。这个数据卷由容器自行创建，称为匿名卷。

匿名卷映射了容器的/var/lib/mysql目录，这个目录存储了mysql的数据。匿名卷目录名非常长，不方便数据访问，最好在启动mysql容器时指定数据卷。

除了之前的数据卷挂载，我们也可以挂载到宿主机的本地目录：docker run -v 本地目录:容器内目录 可以完成本地目录挂载。

对于mysql，除了数据目录，还需要挂载配置文件、初始化脚本目录，这些目录可以查询Docker Hub的官方文档：

image-20240211182323741 image-20240211182350714

我们可以执行如下挂载：

  • /root/mysql/data -> /var/lib/mysql
  • /root/mysql/init -> /docker-entrypoint-initdb.d
  • /root/mysql/conf -> /etc/mysql/conf.d
docker run -d \
	--name mysql \
	-p 3306:3306 \
	-e TZ=Asia/Shanghai \
	-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
	-v /root/mysql/data:/var/lib/mysql \
	-v /root/mysql/init:/docker-entrypoint-initdb.d \
	-v /root/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d \
	mysql

DockerFile语法

DockerFile是一个文本文件，包含一个个指令说明执行什么操作来构建镜像。常见指令：

指令说明示例
FROM指定基础镜像FROM centos:6
ENV设置环境变量，可在后面指令使用ENV key:value
COPY拷贝本地文件到镜像的指定目录COPY ./jre11.tar.gz /tmp
RUN执行Linux的shell命令，一般是安装过程的命令RUN tar -zxvf /tmp/jre11.tar.gz && EXPORTS path=/tmp/jre11:$path
EXPOSE指定容器运行时监听的端口，是给镜像使用者看的EXPOSE 8080
ENTRYPOINT镜像中应用的启动命令，容器运行时调用ENTRYPOINT java -jar xx.jar

例：

# 指定基础镜像
FROM ubuntu:16.04
# 配置环境变量，JDK的安装目录、容器内时区
ENV JAVA_DIR=/usr/local
# 拷贝jdk和java项目的包
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar
# 安装JDK
RUN cd $JAVA_DIR \
		&& tar -xf ./jdk8.tar.gz \
        && mv ./jdk1.8.0_144 ./java8
# 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin
# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

也可以直接基于JDK为基础镜像，省略一些步骤：

# 基础镜像
FROM openjdk:11.0-jre-buster
# 拷贝jar包
COPY docker-demo.jar /app.jar
# 入口
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

自定义镜像

编写完DockerFile后可以通过 docker build -t [repository]:[tag] . 命令构建镜像。

  • -t：给镜像起名，不指定tag时默认为latest。
  • .：指定DockerFile所在目录，如果在当前目录就使用"."。

容器网络互联

每个容器都有自己的隔离网络。默认情况下，所有容器都是以bridge方式连接到Docker的一个虚拟网桥上。

Docker的默认网桥是docker0：172.17.0.1/16，如图所示：

image-20240211185512385

默认情况下，不同容器是可以相互连通的。但是容器的ip地址是动态的，每次重启可能会发生变化。

我们可以自定义网络，加入自定义网络的容器可以通过容器名互相访问，Docker的网络操作命令如下：

命令说明
docker network create创建一个网络
docker network ls查看所有网络
docker network rm删除指定网络
docker network prune清除未使用的网络
docker network connet使指定容器加入某网络
docker network disconnect使指定容器离开某网络
docker network inspect查看网络详细信息

  1. 通过docker network create创建网络并通过docker network ls查看网络：

    image-20240211190048727

  2. 通过ip addr指令查看发现多了一个虚拟网桥：

    image-20240211190142941

  3. 通过docker network connect simplicity mysql将mysql容器加入simplicity网络，然后通过docker inspect mysql查看网络信息：

    image-20240211190328439

此时，同网络中的其它容器可以通过 ping mysql 来访问这个容器。

除了这种方式，还可以在创建容器时加入 –network simplicity 使容器加入指定网络。

项目部署

部署Java应用

  1. 配置数据库信息。实际项目开发中的数据库连接参数通常用$来引用其它配置文件的变量，根据运行环境不同选择不同的数据库配置信息：

    image-20240211191659540

    例如，在本地(local)使用测试数据库，而在服务器(dev)正式部署使用mysql容器名：

    image-20240211191801878

  2. 通过Maven的package命令打包：

    image-20240211192238262

  3. 编写DockerFile：

    # 基础镜像
FROM openjdk:11.0-jre-buster
# 设定时区
ENV TZ=Asia/Shanghai
RUN ln -snf /usr/share/zoneinfo/$TZ /etc/localtime && echo $TZ > /etc/timezone
# 拷贝jar包
COPY service.jar /app.jar
# 入口
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

  4. 将jar包和DockerFile放到同一个目录下，然后使用docker build -t “mall” .构建镜像：

    image-20240211192840599

  5. 通过docker run -d --name mall -p 8080:8080 --network simplicity mall创建并运行容器并通过docker logs -f mall查看日志：

    image-20240211193029061

  6. 此时，后端项目在Docker部署成功。我们可以将DockerFile和jar文件打包，其它人就可以构建镜像并运行容器。

部署前端

部署完毕后端，我们再来部署前端。通常使用nginx作为前端服务，我们需要部署静态资源目录html和conf配置文件。

对于nginx的conf，我们常在其中配置静态资源的目录、端口和代理。如：

worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/json;

    sendfile        on;
    
    keepalive_timeout  65;

    server {
        listen       18080;
        # 指定前端项目所在的位置
        location / {
            root /usr/share/nginx/html/mall-portal;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
        location /api {
            rewrite /api/(.*)  /$1 break;
            proxy_pass http://mall:8080;
        }
    }
    server {
        listen       18081;
        # 指定前端项目所在的位置
        location / {
            root /usr/share/nginx/html/mall-admin;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
        location /api {
            rewrite /api/(.*)  /$1 break;
            proxy_pass http://mall:8080;
        }
    }
}

上面的配置说明了用户端和管理端项目的端口、目录。此外，还通过代理转发了api接口到后端地址，解决了跨域的问题。

通过查询Docker Hub的官方文档，我们知道了nginx配置文件挂载方式：

image-20240211193753397

下面，开始通过Docker部署前端项目：

docker run -d \
	--name nginx \
	-p 18080:18080 \
	-p 18081:18081 \
	-v /root/nginx/html:/usr/share/nginx/html \
	-v /root/nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
	--network simplicity \
	nginx
image-20240211194218249

DockerCompose

尽管通过DockerFile直接Build镜像并创建容器运行已经很方便，但是对于Java项目我们需要分别运行Mysql、后端、前端的Docker容器，还是很繁琐。

DockerCompose为我们解决了这个问题，它通过一个单独的docker-compose.yml模板文件定义一组关联的容器，帮助我们实现多个关联容器的快速部署。

DockerCompose的简易模板：

image-20240211200253526

对于前面的项目部署，我们可以编写docker-compose.yml如下所示：

version: "3.8"

services:
  mysql:
    image: mysql
    container_name: mysql
    ports:
      - "3306:3306"
    environment:
      TZ: Asia/Shanghai
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - "./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d"
      - "./mysql/data:/var/lib/mysql"
      - "./mysql/init:/docker-entrypoint-initdb.d"
    networks:
      - mall-net
  mall:
    build: 
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    container_name: mall
    ports:
      - "8080:8080"
    networks:
      - mall-net
    depends_on:
      - mysql
  nginx:
    image: nginx
    container_name: nginx
    ports:
      - "18080:18080"
      - "18081:18081"
    volumes:
      - "./nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf"
      - "./nginx/html:/usr/share/nginx/html"
    depends_on:
      - mall
    networks:
      - mall-net
networks:
  mall-net:
    name: mall

可以看出来，compose只是整合了我们docker run中的参数。其中，depends_on指明了创建顺序。

我们只需要将相关的文件和Dockerfile和docker-compose.yml放到同一目录下，然后使用如下命令一键部署：

# 创建并启动所有容器（-f 指定composer文件位置，默认当前目录。-p 指定项目名。）
docker compose up -d
# 一键停止并移除所有容器、网络
docker compose down
# 查看容器进程状态
docker compose ps

以上利用composer实现了一键部署。DockerComposer的功能远不止于此，它可以借助DockerSwarm实现项目集群部署、多实例应用和负载均衡等。

在实际的项目开发中，程序员只需要编写好Dockerfile文件，会由专业的运维人员负责编写Composer实现集群和负载均衡的部署。

更进一步，在有些大企业中，程序员将后端代码push到仓库中后，会触发运维人员编写的自动化脚本对项目进行编译和部署。

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【算法】排序详解（快速排序，堆排序，归并排序，插入排序，希尔排序，选择排序，冒泡排序）

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目录 排序的概念&#xff1a; 排序算法的实现&#xff1a; 插入排序&#xff1a; 希尔排序&#xff1a; 选择排序&#xff1a; 堆排序&#xff1a; 冒泡排序&#xff1a; 快速排序&#xff1a; 快速排序的基本框架&#xff1a; 1.Hoare法 2. 挖坑法 3.前后指针法 快…
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