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一、引言
在当今的软件开辟与运维范畴，快速、高效地部署和管理应用是至关重要的。Docker 作为一款强大的容器化技能工具，可以或许帮助开辟者和运维人员轻松构建、运行和管理应用，极大地提高工作效率。本教学文档将深入介绍 Docker 的干系知识，涵盖从基础概念到项目部署的全流程，助力读者快速把握 Docker 技能并应用于现实工作中。
二、Docker 基础概念
（一）镜像（Image）
- 界说：将应用所需的函数库、依赖、设置等与应用一起打包得到的文件包。镜像包罗了应用运行所需要的完整环境，包罗操作体系、体系函数库、应用程序及其设置等，它是创建容器的基础。
- 定名规范：镜像名称一样平常由两部分构成：[repository]:[tag]。其中repository是镜像名，tag是镜像的版本。若未指定tag，默认是latest，代表最新版本的镜像，例如mysql:5.7，mysql是repository，5.7是tag。
（二）容器（Container）
- 界说：为每个镜像的应用进程创建的隔离运行环境。容器基于镜像创建，是镜像的运行实例，多个容器可以共享同一个镜像。容器之间相互隔离，拥有独立的文件体系、网络环境和进程空间，包管了应用运行的独立性和安全性。
- 与镜像的关系：镜像是静态的文件包，用于创建容器；容器是镜像的动态运行实例，通过运行镜像来启动容器，容器中的应用在隔离环境中运行，与宿主机和其他容器相互隔离。
（三）镜像堆栈（Registry）
- 界说：存储和管理镜像的服务平台。它提供了镜像的存储、分发和共享功能，方便用户获取和使用各种镜像。
- Docker Hub：目前最大的公共镜像堆栈，包罗了各种常见的应用镜像，如mysql、nginx、java等。用户可以在 Docker Hub 上搜索、下载和上传镜像，也可以基于官方镜像进行定制和扩展。
三、部署 MySQL
（一）传统方式安装 MySQL 的痛点
在传统的 Linux 体系中安装 MySQL，需要实行一系列复杂的操作，包罗卸载体系自带的 MySQL 干系组件（如mariadb-libs）、下载 MySQL 安装包（从官网选择合适的版本和操作体系类型）、解压缩安装包、安装依赖包（如net-tools、openssl-devel等）、安装 MySQL 服务等。这个过程涉及浩繁下令，安装包的下载和依赖处置惩罚也较为繁琐，容易出错，且安装过程耗时较长。
（二）使用 Docker 部署 MySQL
- 前提条件：确保虚拟机已经安装 Docker，且网络毗连正常。
- 部署下令：
- docker run -d \
- --name mysql \
- -p 3306:3306 \
- -e TZ=Asia/Shanghai \
- -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
- mysql
- 下令解读：
- docker run：创建并运行一个容器。
- -d：让容器在背景运行，不占用当前终端的输入输出，用户可以继续在终端实行其他下令。
- --name mysql：给容器起名为mysql，容器名在当前 Docker 环境中必须唯一，方便后续对该容器进行管理和操作。
- -p 3306:3306：设置端口映射，将宿主机的 3306 端口映射到容器内的 3306 端口。这样，外部应用就可以通过宿主机的 3306 端口访问容器内的 MySQL 服务。
- -e TZ=Asia/Shanghai：设置容器内的时区为上海时区，确保时间干系的操作和应用逻辑正常运行。
- -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123：设置 MySQL 的 root 用户密码为123，用于登录 MySQL 数据库。
- mysql：指定运行的镜像名称，这里使用的是 Docker Hub 上的官方mysql镜像，若当地没有该镜像，Docker 会自动从 Docker Hub 下载。
四、Docker 常见下令
（一）镜像操作下令
- docker pull：从镜像堆栈拉取镜像到当地。例如，拉取nginx镜像：docker pull nginx。
- docker push：将当地镜像推送到镜像堆栈，需要先登录到镜像堆栈。
- docker images：查看当地已有的镜像列表，显示镜像的名称、标签、镜像 ID、创建时间和巨细等信息。
- docker rmi：删除当地指定的镜像，例如docker rmi nginx:latest删除当地的nginx:latest镜像。
（二）容器操作下令
- docker run：创建并运行容器，前面部署 MySQL 时已详细介绍。
- docker stop：制止运行中的容器，例如docker stop mysql制止名为mysql的容器。
- docker start：启动已制止的容器，docker start mysql启动名为mysql的容器。
- docker ps：查看当前正在运行的容器列表，显示容器的 ID、名称、运行状态、创建时间、端口映射等信息。加上-a参数可以查看所有容器（包罗已制止的容器）。
- docker rm：删除指定的容器，容器必须是制止状态才能删除，例如docker rm mysql删除名为mysql的容器。
- docker logs：查看容器的日志
 输出，帮助调试和监控 容器内应用的运行环境，如docker logs mysql查看mysql容器的日志。
- docker exec：在运行中的容器内实行下令，例如docker exec -it mysql bash在mysql容器内实行bash下令，进入容器的下令行界面，-it参数用于保持尺度输入输出的交互性。
（三）数据卷操作下令
- docker volume create：创建数据卷，例如docker volume create my_volume创建名为my_volume的数据卷。
- docker volume ls：查看所有数据卷，显示数据卷的名称、驱动等信息。
- docker volume rm：删除指定的数据卷，docker volume rm my_volume删除名为my_volume的数据卷。
- docker volume inspect：查看某个数据卷的详细信息，包罗数据卷的挂载点、驱动选项等。
- docker volume prune：打扫未使用的数据卷，释放磁盘空间。
（四）网络操作下令
- docker network create：创建一个自界说网络，如docker network create my_network创建名为my_network的网络。
- docker network ls：查看所有网络，包罗默认的bridge网络和自界说网络。
- docker network rm：删除指定的网络，docker network rm my_network删除名为my_network的网络。
- docker network prune：打扫未使用的网络。
- docker network connect：使指定容器毗连加入某网络，docker network connect my_network mysql将mysql容器毗连到my_network网络。
- docker network disconnect：使指定容器毗连离开某网络。
- docker network inspect：查看网络的详细信息，包罗网络的子网、网关、毗连的容器等。
五、数据卷（Volume）
（一）数据卷的概念
数据卷是一个虚拟目录，它是容器内目录与宿主机目录之间映射的桥梁。通过数据卷，可以方便地在宿主机和容器之间共享数据，实现对容器内文件的操作和数据的持久化存储，即使容器被删除，数据卷中的数据依然存在。
（二）数据卷的使用场景
- 容器内文件操作：在容器运行过程中，需要修改容器内的设置文件或数据文件时，可以通过数据卷将宿主机的目录挂载到容器内，直接在宿主机上进行修改，容器内的文件也会同步更新。
- 数据持久化：对于一些有数据存储需求的应用，如数据库，将数据目录挂载到数据卷上，包管数据不会因为容器的重启或删除而丢失。
（三）挂载数据卷的方法
在实行docker run下令时，使用-v参数进行数据卷挂载，格式为-v 数据卷名:容器内目录或-v 当地目录:容器内目录。当创建容器时，如果挂载的数据卷不存在，Docker 会自动创建数据卷。例如，将宿主机的/root/mysql/data目录挂载到mysql容器内的/var/lib/mysql目录：
- docker run -d \
- --name mysql \
- -p 3306:3306 \
- -e TZ=Asia/Shanghai \
- -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
- -v /root/mysql/data:/var/lib/mysql \
- mysql
- 需求：创建 Nginx 容器，修改容器内html目录下的index.html文件内容，并将静态资源部署到 Nginx 的html目录。
- 步骤：
- 创建数据卷：docker volume create nginx_volume。
- 创建 Nginx 容器并挂载数据卷：
- docker run -d \
- --name nginx \
- -p 80:80 \
- -v nginx_volume:/usr/share/nginx/html \
- nginx
- 在宿主机上找到数据卷对应的目录（可通过docker volume inspect nginx_volume查看挂载点），在该目录下创建或修改index.html文件，容器内的/usr/share/nginx/html/index.html文件会同步更新。
- 将静态资源拷贝到数据卷对应的目录，即可完成静态资源的部署。
（五）案例 - mysql 容器的数据挂载
- 需求：基于宿主机目录实现 MySQL 数据目录、设置文件、初始化脚本的挂载。
- 步骤：
- 挂载数据目录：-v /root/mysql/data:/var/lib/mysql，将宿主机的/root/mysql/data目录挂载到容器内的/var/lib/mysql目录，用于存储 MySQL 的数据文件。
- 挂载设置文件目录：-v /root/mysql/conf:/etc/mysql/conf.d，将宿主机的/root/mysql/conf目录挂载到容器内的/etc/mysql/conf.d目录，用于存放 MySQL 的设置文件。
- 挂载初始化脚本目录：-v /root/mysql/init:/docker-entrypoint-initdb.d，将宿主机的/root/mysql/init目录挂载到容器内的/docker-entrypoint-initdb.d目录，并在该目录下放置初始化 SQL 脚本，容器启动时会自动实行这些脚本。
完整的docker run下令如下：
- 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/conf:/etc/mysql/conf.d \
- -v /root/mysql/init:/docker-entrypoint-initdb.d \
- mysql
（一）自界说镜像的概念
自界说镜像就是根据用户的需求，将应用程序、程序运行的体系函数库、运行设置等文件打包成一个镜像。通过自界说镜像，可以将应用及其运行环境封装在一起，方便在不同的环境中部署和运行。
（二）构建自界说镜像的步骤
以部署 Java 应用为例：
- 准备 Linux 运行环境：可以选择基于ubuntu、centos等基础镜像来构建。
- 安装 JRE 并设置环境变量：在选择的基础镜像中安装 Java 运行时环境（JRE），并设置JAVA_HOME等环境变量，确保 Java 应用可以或许正常运行。
- 拷贝 Jar 包：将开辟好的 Java 应用的 Jar 包拷贝到镜像中的指定目录。
- 编写运行脚本：编写一个启动脚本，用于在容器启动时运行 Java 应用，例如java -jar xx.jar。
（三）Dockerfile 的使用
- Dockerfile 的概念：Dockerfile 是一个文本文件，其中包罗一个个的指令（Instruction），用指令来分析要实行什么操作来构建镜像。Docker 可以根据 Dockerfile 自动构建镜像。
- 常见指令：
- FROM：指定基础镜像，例如FROM centos:6以centos:6为基础镜像构建新镜像。
- ENV：设置环境变量，可在后面指令使用，如ENV JAVA_DIR=/usr/local设置 Java 的安装目录环境变量。
- COPY：拷贝当地文件到镜像的指定目录，COPY ./jre11.tar.gz /tmp将当地的jre11.tar.gz文件拷贝到镜像的/tmp目录。
- RUN：实行 Linux 的 shell 下令，一样平常用于安装过程的下令，如RUN tar -zxvf /tmp/jre11.tar.gz && EXPORTS path=/tmp/jre11
 path解压 JRE 安装包并设置环境变量。
- EXPOSE：指定容器运行时监听的端口，是给镜像使用者看的，EXPOSE 8080表示容器内的应用监听 8080 端口。
- ENTRYPOINT：镜像中应用的启动下令，容器运行时调用，ENTRYPOINT java -jar xx.jar设置 Java 应用的启动下令。
（四）案例 - 构建 Java 镜像
- 基于 Ubuntu 基础镜像构建 Java 镜像：
- # 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"]
- 基于 JDK 基础镜像构建 Java 镜像（简化步骤）：
- # 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"]
- 构建镜像：编写好 Dockerfile 后，在包罗 Dockerfile 的目录下实行以下下令构建镜像：
- docker build -t myImage:1.0 .
七、容器网络
（一）默认网络模式
默认环境下，所有容器都是以bridge方式毗连到 Docker 的一个虚拟网桥上，如docker0。每个容器在该网络中都有一个独立的 IP 地址，容器之间可以通过 IP 地址进行通信，但无法通过容器名直接访问。例如，容器 A 的 IP 地址是172.17.0.2，容器 B 的 IP 地址是172.17.0.3，容器 A 可以通过172.17.0.3访问容器 B，但不能通过容器 B 的名称访问。
（二）自界说网络
加入自界说网络的容器才可以通过容器名相互访问。使用自界说网络可以更好地管理容器之间的通信和隔离，提高容器网络的灵活性和安全性。
- 创建自界说网络：docker network create my_network创建名为my_network的自界说网络。
- 将容器加入自界说网络：在创建容器时，使用--network参数将容器加入自界说网络，例如：
- docker run -d \
- --name mysql \
- -p 3306:3306 \
- -e TZ=Asia/Shanghai \
- -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
- --network my_network \
- mysql
八、项目部署
（一）部署 Java 应用
- 需求：将课前资料提供的hmall项目打包为镜像并部署，镜像名hmall。
- 步骤：
- 编写hmall项目标 Dockerfile，根据项目标依赖和运行要求，选择合适的基础镜像，安装干系依赖，拷贝项目 Jar 包，设置启动下令。例如：
- FROM openjdk:11.0-jre-buster
- COPY hmall.jar /app.jar
- ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]
- 构建hmall镜像：在包罗 Dockerfile 的目录下实行docker build -t hmall:1.0 .。
- 运行hmall容器：
- docker run -d \
- --name hmall \
- -p 8080:8080 \
- hmall:1.0
（二）部署前端
- 需求：创建一个新的 Nginx 容器，将课前资料提供的nginx.conf、html目录与容器挂载。
- 步骤：
- 确保有nginx.conf设置文件和html目录，其中html目录包罗前端页面文件。
- 运行 Nginx 容器并挂载文件：
- docker run -d \
- --name nginx \
- -p 80:80 \
- -v /path/to/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
- -v /path/to/html:/usr/share/nginx/html \
- nginx
（三）使用 Docker Compose 进行多容器部署
- Docker Compose 概述：Docker Compose 通过一个单独的docker-compose.yml模板文件（YAML 格式）来界说一组干系联的应用容器，帮助实现多个相互关联的 Docker 容器的快速部署。它可以管理容器的创建、启动、制止、重启等操作，还能处置惩罚容器之间的依赖关系、网络设置和数据卷挂载等。
- docker-compose.yml文件示例：
- 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:
- - hm-net
- hmall:
- build:
- context: .
- dockerfile: Dockerfile
- container_name: hmall
- ports:
- - "8080:8080"
- networks:
- - hm-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:
- - hmall
- networks:
- - hm-net
- networks:
- hm-net:
- name: hmall
- version指定 Compose 文件的版本。
- services部分界说各个服务（容器）。
- mysql服务使用mysql镜像，设置端口映射、环境变量、数据卷挂载和网络设置，mysql服务依赖于hm - net网络。
- hmall服务通过build指定构建镜像的上下文和 Dockerfile，设置端口映射、网络设置和依赖关系，hmall依赖于mysql服务，即会在mysql启动后再启动。
- nginx服务使用nginx镜像，设置端口映射、数据卷挂载、依赖关系和网络设置，nginx依赖于hmall服务。
- networks部分界说自界说网络hm - net，并设置其别名为hmall。
- Docker Compose 常用下令：
- docker compose up：创建并启动所有服务容器。如果镜像不存在，会自动拉取或构建。加上-d参数可在背景运行。
- docker compose down：制止并移除所有容器、网络，清理干系资源。
- docker compose ps：列出所有启动的容器。
- docker compose logs：查看指定容器的日志，例如docker compose logs hmall查看hmall容器的日志。
- docker compose stop：制止容器。
- docker compose start：启动容器。
- docker compose restart：重启容器。
- docker compose top：查看运行的进程。
- docker compose exec：在指定的运行中容器中实行下令，如docker compose exec hmall bash在hmall容器中实行bash下令进入容器内部。
九、总结
（一）Docker 的上风
- 快速部署：通过镜像和容器技能，能快速创建和启动应用，大大缩短部署时间，提高开辟和运维效率。
- 环境一致性：确保应用在不同环境（开辟、测试、生产）中运行环境一致，减少因环境差别导致的标题。
- 资源隔离：容器之间相互隔离，包管应用的独立性和安全性，同时公道使用体系资源。
- 易于扩展和管理：方便添加、删除和更新容器，通过 Docker Compose 可轻松管理多个干系容器的部署和运维。
（二）学习建议
- 多实践：通过现实操作各种案例，如部署不同类型的应用、使用数据卷和自界说网络等，加深对 Docker 概念和下令的明白。
- 阅读官方文档：官方文档提供了详细的下令分析、最佳实践和技能细节，是深入学习 Docker 的重要资源。
- 参与社区：关注 Docker 社区，参与讨论和互换，获取最新的技能动态和解决方案，与其他开辟者共同学习和进步。
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