【测试开发学习历程】Docker入门

前言：

Linux命令到上一篇博文就可以告一个段落了哦 ~ ~

今天初步学习在测试中很重要的东西：Docker

1 Docker概述

1.1 Docker产生的背景？

1.2 Docker的理念？

1.3 Docker的优势

1.3.1 传统的虚拟机

1.3.2 容器化虚拟技术：

1.4 镜像

1.5 容器

1.6 仓库

2 image镜像

3 container容器

4 repository仓库

5 拓展

5.1 镜像的原理

5.2 Docker镜像加载原理

5.3 为什么docker采用这种分层的原理呢？

5.4 镜像的特点？

6 一些问题解惑？

7 Dockerfile的体系结构

7.1 from

7.2 maintainer

7.3 run

7.4 cmd

7.5 entrypoint

7.6 expose

7.7 env

7.8 copy

7.9 add

7.10 volume

7.11 user

7.12 workdir

7.13 onbuild

7.14 healthcheck

1 Docker概述

1.1 Docker产生的背景？

开发自测完成后，交给运维部署；

但是，运维部署的环境部署出来有问题；

开发说我自己的环境是对的，这个时候就有冲突了；

同时，可能不止是一个环境部署有问题，可能还有其他环境，比如TEST 环境、UAT环境、PRO环境，集群就更老火了……

开发、运维、测试都崩溃……

这就成为了一个痛点为什么有问题呢？

环境差异
应用配置文件有差异……

于是，软件带环境安装，就产生了docker

一套包含了开发人员所有的原始环境(代码、运行环境、依赖库、配置文件、数据文件等)
那么我就可以在任何环境上直接运行以前部署项目的代码叫搬家，现在直接就是搬整栋楼；
以前只买鱼，现在把鱼缸那些一套全买了；

1.2 Docker的理念？

一次编译，到处运行，不依赖于环境了；

Docker是基于Go语言实现的云开源项目；

Docker的主要目标是“Build，Ship and Run Any App，Anywhere”，也就是通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理，使用户的App(可以是一个web应用或者数据库应用等等)及其运行环境能够做到"一次封装，到处运行"；

build，构建
ship，传输
run，运行

总结，什么是docker？

docker就是解决了运行环境和配置问题的软件容器，方便持续集成并有助于整体发布的容器化虚拟技术。

1.3 Docker的优势

1.3.1 传统的虚拟机

如：vmware workstation，virtual box，virtual pc

可以在一个操作系统中运行另一种操作系统
模拟的是包括一整套操作系统

特点：

启动慢，分钟级的
资源占用多
冗余步骤多
有Hypervisor硬件资源虚拟化

1.3.2 容器化虚拟技术：

docker就去掉了Hypervisor硬件资源虚拟化，换成了Docker Engine

那么运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源

因此在cpu、内存利用率上docker将会有明显上的效率优势

LXC， Linux Containers

模拟的不是一个完整的操作系统
只需要精华版、缩小版、浓缩版的的小型的操作系统
- centos/ubuntu基础镜像仅200M不到，iso文件多大(4个多G 吧)
- 容器与虚拟机不同，不需要捆绑一整套操作系统
- 只需要软件所需的库资源和设置
- 因此变得轻量级，并且能保证在任何环境中的软件都能始终如一地运行

docker启动是秒级的：

docker利用的是宿主机的内核，而不需要Guest OS；
因此，当新建一个容器时，docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核；
从而避免了引导、加载操作系统内核这个比较费时费资源的过程；
当新建一个虚拟机时,虚拟机软件需要加载Guest OS,这个新建过程是分钟级别的；
而docker由于直接利用宿主机的操作系统，则省略了这个过程，因此新建一个docker容器只需要几秒钟；

容器内的应用进程直接运行于宿主机的内核：

容器没有自己的内核，而且也没有进行硬件虚拟
因此容器要比传统的虚拟机更为轻便

每个容器之间互相隔离：

每个容器有自己的文件系统
容器之间进程不会相互影响
能区分计算资源

宿主机可以部署100~1000个容器，你这个传统的虚拟化能行？

性能，尤其是IO和内存的消耗低

更轻量

基于容器的虚拟化，仅包含业务运行的所需的Runtime环境

更高效

无操作系统虚拟化的开销
- 计算：轻量，无额外开销
- 存储：系统盘aufs/dm/overlayfs；数据盘volume
- 网络；宿主机网络，NS隔离

更敏捷、更灵活

分层的存储和包管理，devops理念
支持多种网络配置

1.4 镜像（重点）

镜像就是软件 + 运行环境的一整套

镜像可能包括什么？

代码
运行的操作系统发行版
各种配置
数据文件
运行文档
运行依赖包
……

镜像就是模板

1.5 容器（重点）

容器就是镜像的运行实例

容器可以有多个，均来自于同一个镜像，镜像是一个只读的模板

容器就是集装箱

容器就是运行着的一个个独立的环境，独立的软件服务
容器都是相互隔离、保证安全的平台

容器也可以看做一个简易版的linux环境

包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等
和运行在其中的应用程序

1.6 仓库（重点）

存放镜像的地方

仓库【Repository】是集中存放镜像文件的场所

仓库注册服务器【Registry】，仓库注册服务器上存放着多个仓库

每个仓库中又包含了多个镜像
每个镜像有不同的标签Tag

仓库有公开仓库【public】和私有仓库【private】两种形式

最大的公开仓库：Docker Hub
- 国内的公开仓库有：阿里云、网易云等
私有仓库，一般自己公司搭建的
- 一般也是运维搭建，测试不用管

鲸鱼背上有集装箱

鲸鱼：docker
集装箱：容器实例 ---> 来自镜像
大海：宿主机操作系统

容器才可以提供服务 -- 需要通过镜像来运行容器 -- 从仓库获取镜像

2 image镜像

docker image ls	列出本机的镜像
docker rmi 镜像ID	删除镜像，可接多个ID
docker rmi 仓库名:TAG	删除镜像，可接多个仓库名:TAG
docker pull 仓库名:TAG	拉取镜像
docker search 仓库名	搜索docker hub上的仓库
docker image inspect 镜像id	查看镜像详情
docker image inspect 仓库名:TAG	查看镜像详情
docker save -o XXX.tar 镜像:tag	导出镜像
docker [image] load -i XXX.tar	导入镜像
docker tag 镜像id 别名	对镜像起别名，会生成一个新的镜像

下面命令可以不用那么熟练：

docker image ls -qa, 只查询出镜像的id
docker rmi -f $(docker image ls -qa)，强制删除所有的镜像
docker rmi -f `docker images -qa`，也是强制删除所有的镜像
docker image ls --digests，附带查看digests信息
docker image ls --no-trunc，镜像id全部展示，不截断

3 container容器

docker run xxx

-d 后台运行
--name 自己起的容器名称，名字不能冲突，如果不指定，系统自动给你随机分配一个名字
-p 本宿主机端口:容器端口，端口不能重复调用，比如 -p 3307:3306 是把容器的3306端口映射到本机的3307端口
-P 随机端口号，系统分配，访问的时候，用docker ps 查看端口号，然后通过ip:端口号访问
-i 交互式 -i, --interactive Keep STDIN open even if not attached
-t 终端 -t, --tty Allocate a pseudo-TTY
-v 宿主机目录:容器内部目录
- -v /tomcat/data:/usr/local/tomcat/webapps 挂载数据卷，将 tomcat的部署的目录(/usr/local/tomcat/webapps)挂载到自定义的挂载卷 (/tomcat/data)上面去；
- -v /tomcat/conf:/usr/local/tomcat/conf 挂载数据卷，将 tomcat的配置文件路径(/usr/local/tomcat/conf )挂载到本机定义的挂载卷(/tomcat/conf)上面去，以后启动别的容器，就可以重用这个conf配置；
- tomcat:8.0-jre8 启动的tomcat的镜像名称；
- 数据卷的作用？
  - 持久化容器的数据
  - 容器间共享数据

docker run hello-world 启动一个镜像为hello-world的容器

docker ps 查看正在运行的容器

docker run hello-world
运行容器，就是要用run命令
hello-world 没有接TAG，就表示要使用latest版本
会提示你找不到这个镜像
会自动给你下载这个hello-world的最新版本latest的镜像

docker ps -a 查看所有容器，包括运行的和没有运行的

删除已停止的容器：docker rm ID(可连续跟)
查看已停止的容器：docker ps -f status=exited

docker ps -q 查看容器的id，静默显示

docker ps -qa 查看所有容器的id，包括已停止的

docker run --name mycentos centos 运行容器，--name xxx表示给这个容器起个名字

docker run -it centos 交互式运行容器，并进入容器，-i交互式的，-t给分配一个伪终端

exit 退出容器，但是出来后容器就被关闭了
ctrl + P + Q 退出容器，但是不关闭容器
容器不存在

docker stop 容器名称 # 停止容器，这种是缓慢的停止

docker stop 容器ID # 也是可以的

docker start centos 启动容器

docker restart centos 重启容器

docker kill centos 停止容器，粗暴的停止

docker inspect mycentos 查看容器的详细信息

docker exec -it c1 /bin/bash 可进入到容器（c1 表示容器）

进入之后，可以进行自定义的修改，比如修改tomcat主页
exit
ctrl + P+Q 退出终端，而不关闭容器
容器已经启动（up）

提交镜像：

a(auther) m(message)

docker commit -a '作者' -m '注释信息' 容器名/容器ID 自己要起什么名[仓库名:TAG]

提交新的镜像：docker commit -a 'lanhai' -m 'comment, update tomcat index page' tomcat1 tomcat:test1_v1.0.1；
然后就可以使用新的镜像docker run -d -p 8086:8080 --name tomcat3 tomcat:test1_v1.0.1；
使用场景，你如果在一个容器内了做了一些修改配置，然后以后也想用这样的配置，就可以配置；

docker run -d --name c1 centos 后台启动容器

docker logs c1 查看日志

docker logs -f c1 实时查看日志

docker logs --tail 3 c1 显示最后几行日志

docker cp 本机文件容器名:容器的路径目录 #将本机的文件拷贝到容器内部的指定的那个目录

docker cp c1:/tmp/test.log /root/test.log 容器内拷贝出来

docker run -d -p 8888:8080 -v /root/volume_test:/container_volume --name t1 tomcat 挂载宿主机的/root/volume_test到容器的/container_volume目录

以下命令不用太过熟练：

docker ps -l，显示上次运行的容器
docker ps -n 3, 显示最近三次运行的容器

某些说明：

docker run -d centos, 为什么运行后就退出呢？

docker ps -a 查看，会发现容器已经退出
注意：docker容器后台运行，就必须有一个前台进程
容器运行的命令如果不是那些一直挂起的命令(比如top、tail等)，就是会自动退出的
这个是docker的机制问题，比如你的web容器，我们以nginx为例。
- 正常情况下，我们配置启动服务只需要启动响应的service即可。例如servcie nginx start
- 但是，这样做，nginx为后台进程模式运行，就导致docker前台没有运行的应用
- 这样，容器后台启动后，会立即自杀，因为它觉得它没事可做了
- 所以，最佳的解决方式，是将你要运行的程序以前台进程的形式运行

docker run -d centos /bin/sh -c "while true;do echo hello canglaoshi $(date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S');sleep 2;done"

写个死循环，占用前台进程
docker logs -f 容器名, 可以查看容器的日志

docker top 容器名称，查看容器内部的进程

docker attach 容器名称，直接进入容器

docker exec -it 容器 bash

docker exec -it 容器名称 /bin/bash
docker exec -it 容器名称 /bin/sh
docker exec -it 容器名称 ls -l /tmp，可以不进入容器，直接查看容器内命令结果
docker exec 容器名称 ls -l /tmp，可以不进入容器，直接查看容器内ls -l /tmp命令的结果

attach 和 exec 的区别：

两个命令都可以进入容器
attach 是直接进入之后才能干活
exec 也可以直接进入后干活，但是exec还能在不进入容器的情况下，运行命令

docker run -d -v xxx:yyy:ro 镜像，挂载卷设置只读权限

表示什么呢？

--volumes-from

docker run -it --name centos1 lanhai:v0.0.1
docker run -it --name centos2 --volumes-from centos1 lanhai:v0.0.1
docker run -it --name centos3 --volumes-from centos1 lanhai:v0.0.1
- 分别在centos2里面的挂载目录新建数据
- 分别在centos3里面的挂载目录新建数据
- 删除容器centos1，那么centos2和centos3的都在
- 同时，任何一个挂载卷新增修改数据，都会同步
  - 所以，可以实现容器间数据共享

4 repository仓库

docker push 镜像名:TAG

5 拓展

（功利地说：低频考点）

5.1 镜像的原理

镜像的加载分层采用UnionFS联合文件系统；

UnionFS：

UnionFS是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统；
它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加；
同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下；
UnionFS是Docker镜像的基础镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像(没有父镜像)，可以只做各种具体的应用镜像；

特点：

一次同时加载多个文件系统；
但是从外面看起来，只能看到一个文件系统；
联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录；

5.2 Docker镜像加载原理

docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统就叫UnionFS；

bootfs(boot file system)主要包含bootloader和kernel，bootloader主要是引导加载kernel,linux刚启动的时候会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层就是bootfs；
- 这一层与我们典型的linux/unix系统是一样的，包含boot加载器和内核；
- 当boot加载完成后，整个内核就在内存中了，此时内存的使用权已由 bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs；
rootfs(root file system)，在bootfs之上，包含的就是典型的linux系统中的/dev、/proc、/bin、/etc等标准目录和文件；
- rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Centos、Ubuntu等。

对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了；

因为底层直接用的HOST的kernel，自己只需要提供rootfs就行了；

由此可见对于不同的linux发行版，bootfs基本是一致的,rootfs有差别，因此不同的发行版可以公用bootfs；

5.3 为什么docker采用这种分层的原理呢？

最大的好处，就是资源共享

比如：有多个镜像都从相同的base镜像构建而来，那么宿主机只需要在磁盘上保存一份base镜像就可以了
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
比如，你同时下载了tomcat、centos、nginx、mysql等的镜像
- 那么他们这些镜像里面可能有很多的base层镜像是一样的，那么就不用每个都去下载了
- 只保留一份就可以了

5.4 镜像的特点？

镜像是只读的；

当镜像启动为容器后，一个新的可写层被加载到了镜像的顶部；

这一层通常被称为容器层，而容器层以下的都叫镜像层；

6 一些问题解惑？

docker run -it -p 8081:8080 --name tomcat1 tomcat:8.0-jre8 bash 像这个命令启动容器后为什么，访问不了?

比如 localhost:8081
或者浏览器访问 http://ip:8081

分析：

启动容器的时候，带了启动命令bash，那么就会tomcat的Dockerfile里面的 CMD命令给覆盖了
说白了，就是这个tomcat容器启动的时候，没有启动前台命令
如何解决？
- 其实现在run -it的方式已经进入了容器，那么可以手动启动tomcat的脚本，就能访问了
- cd /usr/local/tomcat/bin
- ./startup.sh
- 再次访问,ok