Docker Compose 简介
Docker Compose 项目是 Docker 官方的开源项目(以下简称 Compose),负责实现对 Docker 容器集群的快速编排。
- 从功能上看,跟 OpenStack 中的 Heat 十分类似。
- Compose 定位是 「定义和运行多个 Docker 容器的应用(Defining and running multi-container Docker applications)」,其前身是开源项目 Fig。
我们知道使用一个 Dockerfile
模板文件,可以让用户很方便的定义一个单独的应用容器。然而,在日常工作中,经常会碰到需要多个容器相互配合来完成某项任务的情况。例如要实现一个 Web 项目,除了 Web 服务容器本身,往往还需要再加上后端的数据库服务容器,甚至还包括负载均衡容器等。
:::tips
Compose 恰好满足了这样的需求。它允许用户通过一个单独的 docker-compose.yml
模板文件(YAML 格式)来定义一组相关联的应用容器为一个项目(Project)。
:::
Compose 的默认管理对象是项目,通过子命令对项目中的一组容器进行便捷地生命周期管理。Compose 中有两个重要的概念(术语):
- 服务 (
service
):一个应用的容器,实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。 - 项目 (
project
):由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元,在docker-compose.yml
文件中定义。
:::info Compose 项目由 Python 编写,实现上调用了 Docker 服务提供的 API 来对容器进行管理。因此,只要所操作的平台支持 Docker API,就可以在其上利用 Compose 来进行编排管理。 :::
Compose 命令说明
命令对象与格式
:::tips 对于 Compose 来说,大部分命令的对象既可以是项目本身,也可以指定为项目中的服务或者容器。如果没有特别的说明,命令对象将是项目,这意味着项目中所有的服务都会受到命令影响。 :::
执行 docker-compose [COMMAND] --help
或者 docker-compose help [COMMAND]
可以查看具体某个命令的使用格式。
docker-compose
命令的基本的使用格式是:
$ docker-compose [-f=<arg>...] [options] [COMMAND] [ARGS...]
命令选项
-f, --file FILE
指定使用的 Compose 模板文件,默认为docker-compose.yml
,可以多次指定。-p, --project-name NAME
指定项目名称,默认将使用所在目录名称作为项目名。--x-networking
使用 Docker 的可拔插网络后端特性--x-network-driver DRIVER
指定网络后端的驱动,默认为bridge
--verbose
输出更多调试信息-v, --version
打印版本并退出
命令使用说明
build
构建(重新构建)项目中的服务容器。格式为 docker-compose build [options] [SERVICE...]
。
:::info 服务容器一旦构建后,将会带上一个标记名,例如对于 web 项目中的一个 db 容器,可能是 web_db。 :::
可以随时在项目目录下运行 docker-compose build
来重新构建服务。选项包括:
--force-rm
删除构建过程中的临时容器。--no-cache
构建镜像过程中不使用 cache(这将加长构建过程)。--pull
始终尝试通过 pull 来获取更新版本的镜像。
config
验证 Compose 文件格式是否正确,若正确则显示配置,若格式错误显示错误原因。
down
此命令将会停止 up
命令所启动的容器,并移除网络。
exec
进入指定的容器。
images
列出 Compose 文件中包含的镜像。
kill
通过发送 SIGKILL
信号来强制停止服务容器。格式为 docker-compose kill [options] [SERVICE...]
。
支持通过 -s
参数来指定发送的信号,例如通过如下指令发送 SIGINT
信号。
$ docker-compose kill -s SIGINT
logs
查看服务容器的输出。格式为 docker-compose logs [options] [SERVICE...]
。
默认情况下,docker-compose 将对不同的服务输出使用不同的颜色来区分。可以通过 --no-color
来关闭颜色。
pause
暂停一个服务容器。格式为 docker-compose pause [SERVICE...]
。
port
打印某个容器端口所映射的公共端口。格式为 docker-compose port [options] SERVICE PRIVATE_PORT
。选项:
--protocol=proto
指定端口协议,tcp(默认值)或者 udp。--index=index
如果同一服务存在多个容器,指定命令对象容器的序号(默认为 1)。
ps
列出项目中目前的所有容器。格式为 docker-compose ps [options] [SERVICE...]
。选项:
-q
只打印容器的 ID 信息。
pull
拉取服务依赖的镜像。格式为 docker-compose pull [options] [SERVICE...]
。选项:
--ignore-pull-failures
忽略拉取镜像过程中的错误。
push
推送服务依赖的镜像到 Docker 镜像仓库。
restart
重启项目中的服务。格式为 docker-compose restart [options] [SERVICE...]
。选项:
-t, --timeout TIMEOUT
指定重启前停止容器的超时(默认为 10 秒)。
rm
删除所有(停止状态的)服务容器。格式为 docker-compose rm [options] [SERVICE...]
。选项:
-f, --force
强制直接删除,包括非停止状态的容器。一般尽量不要使用该选项。-v
删除容器所挂载的数据卷。
:::tips
推荐先执行 docker-compose stop
命令来停止容器。
:::
run
在指定服务上执行一个命令。格式为 docker-compose run [options] [-p PORT...] [-e KEY=VAL...] SERVICE [COMMAND] [ARGS...]
。选项:
-d
后台运行容器。--name NAME
为容器指定一个名字。--entrypoint CMD
覆盖默认的容器启动指令。-e KEY=VAL
设置环境变量值,可多次使用选项来设置多个环境变量。-u, --user=""
指定运行容器的用户名或者 uid。--no-deps
不自动启动关联的服务容器。--rm
运行命令后自动删除容器,d
模式下将忽略。-p, --publish=[]
映射容器端口到本地主机。--service-ports
配置服务端口并映射到本地主机。-T
不分配伪 tty,意味着依赖 tty 的指令将无法运行。
$ docker-compose run ubuntu ping docker.com
将会启动一个 ubuntu 服务容器,并执行
ping docker.com
命令。
:::tips 默认情况下,如果存在关联,则所有关联的服务将会自动被启动,除非这些服务已经在运行中。 :::
该命令类似启动容器后运行指定的命令,相关卷、链接等等都将会按照配置自动创建。两个不同点:
- 给定命令将会覆盖原有的自动运行命令;
- 不会自动创建端口,以避免冲突。
如果不希望自动启动关联的容器,可以使用 --no-deps
选项,例如:
$ docker-compose run --no-deps web python manage.py shell
将不会启动 web 容器所关联的其它容器。
scale
设置指定服务运行的容器个数。格式为 docker-compose scale [options] [SERVICE=NUM...]
。选项:
-t, --timeout TIMEOUT
停止容器时候的超时(默认为 10 秒)。
通过 service=num
的参数来设置数量。例如:
$ docker-compose scale web=3 db=2
将启动 3 个容器运行 web 服务,2 个容器运行 db 服务。
:::info 一般的,当指定数目多于该服务当前实际运行容器,将新创建并启动容器;反之,将停止容器。 :::
start
启动已经存在的服务容器。格式为 docker-compose start [SERVICE...]
。
stop
停止已经处于运行状态的容器,但不删除它。格式为 docker-compose stop [options] [SERVICE...]
。选项:
-t, --timeout TIMEOUT
停止容器时候的超时(默认为 10 秒)。
:::success
通过 docker-compose start
可以再次启动这些容器。
:::
top
查看各个服务容器内运行的进程。
unpause
恢复处于暂停状态中的服务。格式为 docker-compose unpause [SERVICE...]
。
up
格式为 docker-compose up [options] [SERVICE...]
。选项:
-d
在后台运行服务容器。--no-color
不使用颜色来区分不同的服务的控制台输出。--no-deps
不启动服务所链接的容器。--force-recreate
强制重新创建容器,不能与--no-recreate
同时使用。--no-recreate
如果容器已经存在了,则不重新创建,不能与--force-recreate
同时使用。--no-build
不自动构建缺失的服务镜像。-t, --timeout TIMEOUT
停止容器时候的超时(默认为 10 秒)。
:::tips 该命令十分强大,它将尝试自动完成包括构建镜像,(重新)创建服务,启动服务,并关联服务相关容器的一系列操作。 :::
链接的服务都将会被自动启动,除非已经处于运行状态。可以说,大部分时候都可以直接通过该命令来启动一个项目。
:::info
默认情况,docker-compose up
启动的容器都在前台,控制台将会同时打印所有容器的输出信息,可以很方便进行调试。
:::
:::danger
默认情况,如果服务容器已经存在,docker-compose up
将会尝试停止容器,然后重新创建(保持使用 volumes-from
挂载的卷),以保证新启动的服务匹配 docker-compose.yml
文件的最新内容。当通过 CTRL-C
停止命令时,所有容器将会停止。
:::
关于命令选项的几个小贴士:
- 如果使用
docker-compose up -d
,将会在后台启动并运行所有的容器。一般推荐生产环境下使用该选项。 - 如果不希望容器被停止并重新创建,可以使用
docker-compose up --no-recreate
。这样将只会启动处于停止状态的容器,而忽略已经运行的服务。 - 如果只想重新部署某个服务,可以使用
docker-compose up --no-deps -d <SERVICE_NAME>
来重新创建服务并后台停止旧服务,启动新服务,并不会影响到其所依赖的服务。
Compose 模板文件
模板文件 是使用 Compose 的核心,涉及到的指令关键字也比较多。但大家不用担心,这里面大部分指令跟
docker run
相关参数的含义都是类似的。
默认的模板文件名称为 docker-compose.yml
,格式为 YAML 格式。其版本和 Docker Engine 版本的对应关系可参见 Compose and Docker compatibility matrix。
version: "3"
services:
webapp:
image: examples/web
ports:
- "80:80"
volumes:
- "/data"
:::tips
注意每个服务都必须通过 image
指令指定镜像或 build
指令(需要 Dockerfile)等来自动构建生成镜像。
:::
如果使用 build
指令,在 Dockerfile
中设置的选项(例如:CMD
, EXPOSE
, VOLUME
, ENV
等) 将会自动被获取,无需在 docker-compose.yml
中重复设置。
build
指定 Dockerfile
所在文件夹的路径(可以是绝对路径,或者相对 docker-compose.yml
文件的路径)。 Compose 将会利用它自动构建这个镜像,然后使用这个镜像。
version: '3'
services:
webapp:
build: ./dir
- 你也可以使用
context
指令指定 Docker Context - 使用
dockerfile
指令指定Dockerfile
文件名 使用
arg
指令指定构建镜像时的变量version: '3'
services:
webapp:
build:
context: ./dir
dockerfile: Dockerfile-alternate
args:
buildno: 1
使用 cache_from
指定构建镜像的缓存:
build:
context: .
cache_from:
- alpine:latest
- corp/web_app:3.14
command
覆盖容器启动后默认执行的命令。
# shell 格式
command: bundle exec thin -p 3000
# exec 格式
command: ["bundle", "exec", "thin", "-p", "3000"]
container_name
指定容器名称。默认将会使用 项目名称_服务名称_序号
这样的格式。
container_name: docker-web-container
注意: 指定容器名称后,该服务将无法进行扩展(scale),因为 Docker 不允许多个容器具有相同的名称。
devices
指定设备映射关系。
devices:
- "/dev/ttyUSB1:/dev/ttyUSB0"
depends_on
解决容器的依赖、启动先后的问题。以下例子中会先启动 redis
db
再启动 web
:
version: '3'
services:
web:
build: .
depends_on:
- db
- redis
redis:
image: redis
db:
image: postgres
:::danger
注意:web
服务不会等待 redis
db
「完全启动」之后才启动。
:::
dns
自定义 DNS
服务器。可以是一个值,也可以是一个列表。
dns: 8.8.8.8
dns:
- 8.8.8.8
- 114.114.114.114
dns_search
配置 DNS
搜索域。可以是一个值,也可以是一个列表。
dns_search: example.com
dns_search:
- domain1.example.com
- domain2.example.com
tmpfs
挂载一个 tmpfs 文件系统到容器。
tmpfs: /run
tmpfs:
- /run
- /tmp
env_file
从文件中获取环境变量,可以为单独的文件路径或列表。
:::tips
如果通过 docker-compose -f FILE
方式来指定 Compose 模板文件,则 env_file
中变量的路径会基于模板文件路径。
:::
:::info
如果有变量名称与 environment
指令冲突,则按照惯例,以后者为准。
:::
env_file: .env
env_file:
- ./common.env
- ./apps/web.env
- /opt/secrets.env
环境变量文件中每一行必须符合格式,支持 #
开头的注释行。
# common.env: Set development environment
PROG_ENV=development
environment
设置环境变量。你可以使用数组或字典两种格式。
:::tips 只给定名称的变量会自动获取运行 Compose 主机上对应变量的值,可以用来防止泄露不必要的数据。 :::
environment:
RACK_ENV: development
SESSION_SECRET:
environment:
- RACK_ENV=development
- SESSION_SECRET
如果变量名称或者值中用到 true|false,yes|no
等表达 布尔 含义的词汇,最好放到引号里,避免 YAML 自动解析某些内容为对应的布尔语义。这些特定词汇,包括
y|Y|yes|Yes|YES|n|N|no|No|NO|true|True|TRUE|false|False|FALSE|on|On|ON|off|Off|OFF
expose
暴露端口,但不映射到宿主机,只被连接的服务访问。
仅可以指定内部端口为参数:
expose:
- "3000"
- "8000"
extra_hosts
类似 Docker 中的 --add-host
参数,指定额外的 host 名称映射信息。
extra_hosts:
- "googledns:8.8.8.8"
- "dockerhub:52.1.157.61"
会在启动后的服务容器中 /etc/hosts
文件中添加如下两条条目。
8.8.8.8 googledns
52.1.157.61 dockerhub
healthcheck
通过命令检查容器是否健康运行。
healthcheck:
test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost"]
interval: 1m30s
timeout: 10s
retries: 3
image
指定为镜像名称或镜像 ID。如果镜像在本地不存在,Compose 将会尝试拉取这个镜像。
image: ubuntu
image: orchardup/postgresql
image: a4bc65fd
labels
为容器添加 Docker 元数据(Metadata)信息。例如可以为容器添加辅助说明信息。
labels:
com.startupteam.description: "webapp for a startup team"
com.startupteam.department: "devops department"
com.startupteam.release: "rc3 for v1.0"
logging
配置日志选项。
logging:
driver: syslog
options:
syslog-address: "tcp://192.168.0.42:123"
目前支持三种日志驱动类型。
driver: "json-file"
driver: "syslog"
driver: "none"
options
配置日志驱动的相关参数。
options:
max-size: "200k"
max-file: "10"
network_mode
设置网络模式。使用和 docker run
的 --network
参数一样的值。
network_mode: "bridge"
network_mode: "host"
network_mode: "none"
network_mode: "service:[service name]"
network_mode: "container:[container name/id]"
networks
配置容器连接的网络。
version: "3"
services:
some-service:
networks:
- some-network
- other-network
networks:
some-network:
other-network:
pid
跟主机系统共享进程命名空间。打开该选项的容器之间,以及容器和宿主机系统之间可以通过进程 ID 来相互访问和操作。
pid: "host"
ports
暴露端口信息。使用宿主端口:容器端口 (HOST:CONTAINER)
格式,或者仅仅指定容器的端口(宿主将会随机选择端口)都可以。
ports:
- "3000"
- "8000:8000"
- "49100:22"
- "127.0.0.1:8001:8001"
:::danger
注意:当使用 HOST:CONTAINER
格式来映射端口时,如果你使用的容器端口小于 60 并且没放到引号里,可能会得到错误结果,因为 YAML
会自动解析 xx:yy
这种数字格式为 60 进制。为避免出现这种问题,建议数字串都采用引号包括起来的字符串格式。
:::
secrets
存储敏感数据,例如 mysql
服务密码。
version: "3.1"
services:
mysql:
image: mysql
environment:
MYSQL_ROOT_PASSWORD_FILE: /run/secrets/db_root_password
secrets:
- db_root_password
- my_other_secret
secrets:
my_secret:
file: ./my_secret.txt
my_other_secret:
external: true
stop_signal
设置另一个信号来停止容器。在默认情况下使用的是 SIGTERM
停止容器。
stop_signal: SIGUSR1
sysctls
配置容器内核参数。
sysctls:
net.core.somaxconn: 1024
net.ipv4.tcp_syncookies: 0
sysctls:
- net.core.somaxconn=1024
- net.ipv4.tcp_syncookies=0
ulimits
指定容器的 ulimits 限制值。
例如,指定最大进程数为 65535,指定文件句柄数为 20000(软限制,应用可以随时修改,不能超过硬限制) 和 40000(系统硬限制,只能 root 用户提高)。
ulimits:
nproc: 65535
nofile:
soft: 20000
hard: 40000
volumes
数据卷所挂载路径设置。可以设置为宿主机路径(HOST:CONTAINER
)或者数据卷名称(VOLUME:CONTAINER
),并且可以设置访问模式 (HOST:CONTAINER:ro
)。
该指令中路径支持相对路径。
volumes:
- /var/lib/mysql
- cache/:/tmp/cache
- ~/configs:/etc/configs/:ro
如果路径为数据卷名称,必须在文件中配置数据卷。
version: "3"
services:
my_src:
image: mysql:8.0
volumes:
- mysql_data:/var/lib/mysql
volumes:
mysql_data:
其它指令
此外,还有包括 domainname
, entrypoint
, hostname
, ipc
, mac_address
, privileged
, read_only
, shm_size
, restart
, stdin_open
, tty
, user
, working_dir
等指令,基本跟 docker run
中对应参数的功能一致。
指定服务容器启动后执行的入口文件。
entrypoint: /code/entrypoint.sh
指定容器中运行应用的用户名。
user: nginx
指定容器中工作目录。
working_dir: /code
指定容器中搜索域名、主机名、mac 地址等。
domainname: your_website.com
hostname: test
mac_address: 08-00-27-00-0C-0A
允许容器中运行一些特权命令。
privileged: true
指定容器退出后的重启策略为始终重启。该命令对保持服务始终运行十分有效,在生产环境中推荐配置为 always
或者 unless-stopped
。
restart: always
以只读模式挂载容器的 root 文件系统,意味着不能对容器内容进行修改。
read_only: true
打开标准输入,可以接受外部输入。
stdin_open: true
模拟一个伪终端。
tty: true
读取变量
:::tips
Compose 模板文件支持动态读取主机的系统环境变量和当前目录下的 .env
文件中的变量。
:::
例如,下面的 Compose 文件将从运行它的环境中读取变量 ${MONGO_VERSION}
的值,并写入执行的指令中。
version: "3"
services:
db:
image: "mongo:${MONGO_VERSION}"
如果执行
MONGO_VERSION=3.2 docker-compose up
则会启动一个mongo:3.2
镜像的容器;如果执行MONGO_VERSION=2.8 docker-compose up
则会启动一个mongo:2.8
镜像的容器。
在当前目录新建 .env
文件并写入以下内容。
# 支持 # 号注释
MONGO_VERSION=3.6
执行
docker-compose up
则会启动一个mongo:3.6
镜像的容器。
从 2.1 版本起,变量的使用会额外支持以下一些使用方式:
${VARIABLE:-default}
:如果环境中的VARIABLE
未被设置或为空,则${VARIABLE:-default}
会评估为默认值。${VARIABLE-default}
:只有在环境中的VARIABLE
被取消设置(unset)的情况下,${VARIABLE-default}
才会评估为默认值。
同样,下面的语法允许你指定强制变量:
${VARIABLE:?err}
:如果环境中的VARIABLE
未被设置或为空,则${VARIABLE:?err}
将以包含err
的错误信息退出。${VARIABLE?err}
如果环境中的VARIABLE
未设置,${VARIABLE:?err}
会以包含err
的错误信息退出。
:::danger
不支持其他扩展的 Shell 风格的特性,例如 ${VARIABLE/foo/bar}
。
:::
当您的配置需要 $
符号时, 可以使用 (双元符号)。这也可以防止 Compose 对值进行插值,因此
允许你引用不希望被 Compose 处理的环境变量,例如:
web:
build: .
command: "$$VAR_NOT_INTERPOLATED_BY_COMPOSE"
上例中,如果不小心使用了
$
,那么 Compose 将把VAR_NOT_INTERPOLATED_BY_COMPOSE
作为变量处理并提示它没有被赋值,并用空字符串替代。
实战 Django
我们现在将使用
Docker Compose
配置并运行一个Django
+PostgreSQL
应用。
在一切工作开始前,需要先编辑好三个必要的文件。
第一步,因为应用将要运行在一个满足所有环境依赖的 Docker 容器里面,那么我们可以通过编辑 Dockerfile
文件来指定 Docker 容器要安装内容。内容如下:
FROM python:3
ENV PYTHONUNBUFFERED 1
WORKDIR /code
COPY requirements.txt /code/
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . /code/
以上内容指定应用将使用安装了 Python 以及必要依赖包的镜像。
第二步,在 requirements.txt
文件里面写明需要安装的具体依赖包名。
Django>=2.0,<3.0
psycopg2>=2.7,<3.0
第三步,docker-compose.yml
文件将把所有的东西关联起来。它描述了应用的构成(一个 Web 服务和一个数据库)、使用的 Docker 镜像、镜像之间的连接、挂载到容器的卷,以及服务开放的端口。
version: "3"
services:
db:
image: postgres
web:
build: .
command: python manage.py runserver 0.0.0.0:8000
volumes:
- .:/code
ports:
- "8000:8000"
links:
- db
现在我们就可以使用 docker-compose run
命令启动一个 Django
应用了。
$ docker-compose run web django-admin startproject django_example .
:::info
由于 Web 服务所使用的镜像并不存在,所以 Compose 会首先使用 Dockerfile
为 web 服务构建一个镜像,接着使用这个镜像在容器里运行 django-admin startproject django_example
指令。
:::
这将在当前目录生成一个 Django
应用。
$ ls
Dockerfile docker-compose.yml django_example manage.py requirements.txt
现在,我们要为应用设置好数据库的连接信息。用以下内容替换 django_example/settings.py
文件中 DATABASES = ...
定义的节点内容。
DATABASES = {
'default': {
'ENGINE': 'django.db.backends.postgresql',
'NAME': 'postgres',
'USER': 'postgres',
'HOST': 'db',
'PORT': 5432,
}
}
这些信息是在 postgres 镜像固定设置好的。然后,运行 docker-compose up
:
$ docker-compose up
django_db_1 is up-to-date
Creating django_web_1 ...
Creating django_web_1 ... done
Attaching to django_db_1, django_web_1
db_1 | The files belonging to this database system will be owned by user "postgres".
db_1 | This user must also own the server process.
db_1 |
db_1 | The database cluster will be initialized with locale "en_US.utf8".
db_1 | The default database encoding has accordingly been set to "UTF8".
db_1 | The default text search configuration will be set to "english".
web_1 | Performing system checks...
web_1 |
web_1 | System check identified no issues (0 silenced).
web_1 |
web_1 | November 23, 2017 - 06:21:19
web_1 | Django version 1.11.7, using settings 'django_example.settings'
web_1 | Starting development server at http://0.0.0.0:8000/
web_1 | Quit the server with CONTROL-C.
这个 Django
应用已经开始在你的 Docker 守护进程里监听着 8000
端口了。打开 127.0.0.1:8000
即可看到 Django
欢迎页面。
你还可以在 Docker 上运行其它的管理命令,例如对于同步数据库结构这种事,在运行完 docker-compose up
后,在另外一个终端进入文件夹运行以下命令即可:
$ docker-compose run web python manage.py syncdb
:::tips
如果在 Django 的例子中,碰到 PostgreSQ L数据库启动时有 Database is uninitialized and superuser password is not specified
的问题,可以参考 django quickstart fail “Database is uninitialized and superuser password is not specified.” 此文中提到的方法修改 docker-compose.yml
及 django_example/settings.py
来解决。
:::