什么是容器化的应用

我们运行容器的时候，显然不是从零开始的，而是要先拉取一个“镜像”（image），再从这个“镜像”来启动容器。

镜像是什么？它又和“容器”有什么关系呢？

我们都知道光盘镜像，硬盘镜像，系统镜像，这些“镜像”都有一些相同点：只读，不允许修改，以标准格式存储了一系列的文件，然后在需要的时候再从中提取出数据运行起来。

什么是镜像？

容器技术里的镜像也是同样的道理。因为容器是由操作系统动态创建的，那么必然就可以用一种办法把它的初始环境给固化下来，保存成一个静态的文件。
也就是把运行程序所需要的文件系统、依赖库、环境变量、启动参数等所有信息打包整合到了一起保存成了一个静态文件，这个静态文件就是镜像。
从功能上来看，镜像和常见的 tar、rpm、deb 等安装包一样，都打包了应用程序，但最大的不同点在于它里面不仅有基本的可执行文件，还有应用运行时的整个系统环境。

好处：

这就让镜像具有了非常好的跨平台便携性和兼容性，能够让开发者在一个系统上开发（例如 Ubuntu），然后打包成镜像，再去另一个系统上运行（例如 CentOS），完全不需要考虑环境依赖的问题，是一种更高级的应用打包方式。

容器化的应用

docker pull busybox 就是获取了一个打包了 busybox应用的镜像，里面固化了 busybox 程序和它所需要的完整运行环境。
docker run busybox echo hello word ，就是提取镜像里的各种信息，运用 namespace、cgroup、chroot 技术创建出隔离环境，然后再运行 busybox 的 echo 命令，输出 hello word 字符串。
这两个步骤，由于是基于标准的 Linux 系统调用和只读的镜像文件，所以，无论是在哪种操作系统上，或者是使用哪种容器实现技术，都会得到完全一致的结果。
推而广之，任何应用都能够用这种形式打包再分发后运行，这也是无数开发者梦寐以求的“一次编写，到处运行（Build once, Run anywhere）”的至高境界。
所以，所谓的“容器化的应用”，或者“应用的容器化”，就是指应用程序不再直接和操作系统打交道，而是封装成镜像，再交给容器环境去运行。
现在知道了，镜像就是静态的应用容器，容器就是动态的应用镜像，两者互相依存，互相转化，密不可分。
在 Docker 里的核心处理对象就是镜像（image）和容器（container）

镜像操作：

镜像操作命令的组成

  • 名字表明了应用的身份，比如 busybox、Alpine、Nginx、Redis 等等。

  • 标签（tag）则可以理解成是为了区分不同版本的应用而做的额外标记，任何字符串都可以：比如 3.15 是纯数字的版本号、jammy 是项目代号、1.21-alpine 是版本号加操作系统名等等。其中有一个比较特殊的标签叫“latest”，它是默认的标签，如果只提供名字没有附带标签，那么就会使用这个默认的“latest”标签。

    操作：

    现在，你就可以把名字和标签组合起来，使用 docker pull 来拉取一些镜像了：

    1. docker pull alpine:3.15
    2. docker pull ubuntu:jammy
    3. docker pull nginx:1.21-alpine
    4. docker pull nginx:alpine
    5. docker pull redis

    docker images

    有了这些镜像之后，我们再用 docker images 命令来看看镜像列表和它们的具体信息：
    image.png

    images列表解释：

  • REPOSITORY 列就是镜像的名字

  • TAG 就是这个镜像的标签
  • IMAGE ID 是镜像唯一标识

    说下 IMAGE ID

    镜像唯一的标识，就好像是身份证号一样。比如这里我们可以用“ubuntu:jammy”来表示 Ubuntu 22.04 镜像，同样也可以用它的 ID“d4c2c……”来表示。
    截图里的两个镜像“nginx:1.21-alpine”和“nginx:alpine”的 IMAGE ID 是一样的，都是“a63aa……”。这就像是人的身份证号码是唯一的，但可以有大名、小名、昵称、绰号，同一个镜像也可以打上不同的标签，这样应用在不同的场合就更容易理解。
    IMAGE ID 还有一个好处，因为它是十六进制形式且唯一，Docker 特意为它提供了“短路”操作，在本地使用镜像的时候，我们不用像名字那样要完全写出来这一长串数字，通常只需要写出前三位就能够快速定位，在镜像数量比较少的时候用两位甚至一位数字也许就可以了。

    docker rmi

    它用来删除不再使用的镜像，可以节约磁盘空间，注意命令 rmi ，实际上是“remove image”的简写。
    1. docker rmi redis        # 删除 redis 镜像
    2. docker rmi d4c        # 删除IMAGE ID的前缀是 d4c 的镜像
    image.png

    容器操作：

    docker run:

    使用 docker run 命令把这些静态的应用运行起来，变成动态的容器了。
    基本的格式是“docker run 设置参数”，再跟上“镜像名或 ID”，后面可能还会有附加的“运行命令”。
    1. docker run -h srv alpine hostname

    命令解释：

    -h srv 就是容器的运行参数，alpine 是镜像名，它后面的 hostname 表示要在容器里运行的“hostname”这个程序，输出主机名。
    docker run 是最复杂的一个容器操作命令，有非常多的额外参数用来调整容器的运行状态，可以加上 —help 来看它的帮助信息

    几个常用参数：

  1. -it 表示开启一个交互式操作的 Shell，这样可以直接进入容器内部，就好像是登录虚拟机一样。（它实际上是“-i”和“-t”两个参数的组合形式）
  2. -d 表示让容器在后台运行，这在我们启动 Nginx、Redis 等服务器程序的时候非常有用。
  3. —name 可以为容器起一个名字，方便我们查看，不过它不是必须的，如果不用这个参数，Docker 会分配一个随机的名字。

三个参数，分别运行 Nginx、Redis 和 Ubuntu：

  1. docker run -d ngix:alpine       # 后台运行nginx
  2. docker run -d --name red_srv redis        # 后台运行Redis 并起名 red_srv
  3. docker run -it --name ubuntu 2e6 sh        # 使用IMAG ID 登录Ubuntu18.04

docker ps

因为第三个命令使用的是 -it 而不是 -d ，所以它会进入容器里的 Ubuntu 系统，我们需要另外开一个终端窗口
使用 docker ps 命令来查看容器的运行状态：
image.png
每一个容器也会有一个“CONTAINER ID”，它的作用和镜像的“IMAGE ID”是一样的，唯一标识了容器。

docker exec

命令在容器里面执行另一个程序
因为容器已经存在，所以不会创建新的容器。它最常见的用法是使用 -it 参数打开一个 Shell，从而进入容器内部，例如：

  1. docker exec -it red_srv sh

这样我们就“登录”进了 Redis 容器，可以很方便地查看服务的运行状态或者日志。

docker stop

运行中的容器可以使用 docker stop 命令来强制停止。
这里我们仍然可以使用容器名字，不过或许用“CONTAINER ID”的前三位数字会更加方便。

  1. docker stop ed4 d60 45c

容器被停止后使用 docker ps 命令就看不到了，不过容器并没有被彻底销毁。

docker ps -a

用 docker ps -a 命令查看系统里所有的容器，当然也包括已经停止运行的容器：
image.png
这些停止运行的容器可以用 docker start 再次启动运行，如果你确定不再需要它们，可以使用 docker rm 命令来彻底删除。

docker rm

注意，这个命令与 docker rmi 非常像，区别在于它没有后面的字母“i”，所以只会删除容器，不删除镜像。
运行 docker rm 命令，使用“CONTAINER ID”的前两位数字来删除这些容器：

  1. docker rm ed d6 45

执行删除命令之后，再用 docker ps -a 查看列表就会发现这些容器已经彻底消失了。

让 Docker 自动删除不需要的容器

在执行 docker run 命令的时候加上一个 —rm 参数，这就会告诉 Docker 不保存容器，只要运行完毕就自动清除，省去了我们手工管理容器的麻烦。比如：

  1. docker run -d --rm nginx:alpine
  2. docker run -d --rm redis

然后我们用 docker stop 停止容器，再用 docker ps -a ，就会发现不需要我们再手动执行 docker rm ，Docker 已经自动删除了这三个容器。
image.png

总结

  • 镜像是容器的静态形式，它打包了应用程序的所有运行依赖项，方便保存和传输。使用容器技术运行镜像，就形成了动态的容器，由于镜像只读不可修改，所以应用程序的运行环境总是一致的。
  • 而容器化的应用就是指以镜像的形式打包应用程序，然后在容器环境里从镜像启动容器。
  • 由于 Docker 的命令比较多，而且每个命令还有许多参数，参考 Docker 自带的帮助或者官网文档（https://docs.docker.com/reference/）

镜像操作和容器操作小结：

  • 常用的镜像操作有 docker pull、docker images、docker rmi，分别是拉取镜像、查看镜像和删除镜像。
  • 用来启动容器的 docker run 是最常用的命令，它有很多参数用来调整容器的运行状态，对于后台服务来说应该使用 -d。
  • docker exec 命令可以在容器内部执行任意程序，对于调试排错特别有用。
  • 其他常用的容器操作还有 docker ps、docker stop、docker rm，用来查看容器、停止容器和删除容器。