Docker基础

Docker基础概念

Docker核心概念

Docker大部分的操作都围绕着它的三大核心概念：镜像、容器和仓库。因此，准确把握这三大核心概念对于掌握Docker技术尤为重要。

Docker底层原理

为什么docker会比vm虚拟机快。

1.docker比虚拟机有更少的抽象层。

• docker并不是通过虚拟了硬件资源，而是直接使用物理机的硬件资源，所以速度很快。

2.docker使用了宿主机的内核，而不需要加载操作系统。

• vm创建虚拟机时直接创建整个操作系统。但docker不是，他是直接利用宿主机的操作系统，省略了返回过程。

Docker和虚拟机之间的不同

• 传统虚拟机，虚拟出一条硬件，运行一个完整的操作系统，然后在这个系统上安装和运行软件。
• Dokcer容器内应用直接运行在宿主机的内容，容器是没有自己的内核的，也没有虚拟我们的硬件，所以就轻便了很多
• 每个容器之间是相互隔离的，每个容器内有一个属于自己的文件系统，互不影响。

DevOps(开发，运维)

应用更快速的交付和部署

更快捷的升级和缩容

跟简单的系统运维

更高效的资源利用

Docker镜像的分层概念

• 镜像是什么
  • 是一种轻量级、可执行的独立软件包，它包含运行某个软件所需的所有内容，我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境(包括代码、运行时需要的库、环境变量和配置文件等)，这个打包好的运行环境就是image镜像文件。
• 分层的镜像
  • 以我们的pull为例，在下载的过程中我们可以看到docker的镜像好像是在一层一层的在下载。
• UnionFS（联合文件系统）
  • UnionFS（联合文件系统）：Union文件系统（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(unite several directories into a single virtual filesystem)。Union 文件系统是 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），可以制作各种具体的应用镜像。
  • 特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，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
• 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刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是引导文件系统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加载完成之后整个内核就都在内存中了，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。
• Docker镜像层都是只读的，容器层是可写的
  • 当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部。 这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”

Docker的安装

Linux下载安装
http://get.daocloud.io/

安装docker环境依赖

yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

yum-config-manager --add-repo http://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo

yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io -y

启动docker

systemctl start docker && systemctl enable docker

索引缓存

yum makecache fast

设置内核

net.bridge.bridge-nf-call-ip6tables = 1
net.bridge.bridge-nf-call-iptables = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

一键安装

curl -fsSL https://get.docker.com | bash -s docker --mirror Aliyun

阿里云镜像加速器

如果不进行配置，很有可能会卡顿。这里建议使用阿里云镜像加速，免费的。

在阿里云中找到镜像加速，在路径/etc/docker/daemon.json 复制进去。

{
“registry-mirrors”: [“https://zamu0pih.mirror.aliyuncs.com“]
}

Docker run hello-world

当docker run 执行后，这个run都干了什么。

Docker命令

可以使用命令在dockerhub上进行搜索，默认也是dockerhub上搜索。

帮助类命令

docker version                 #镜像信息
docker 命令 --help           #查看帮助文档
docker info                   #docker信息

镜像命令

docker images    #列出本地镜像
REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
wuhu/nginx      v1        04066b822951   24 hours ago   375MB

REPOSITORY：镜像仓库名称
TAG：镜像标签
IMAGE：镜像ID
CREATED：镜像创建时间
SIZE：大小

-a 列出所有镜像

-q 只显示镜像的ID

docker search centos        #搜索镜像        
--filter=START=3000 
docker pull centos:tag        #拉取/下载镜像
docker rmi -f neginx        #删除镜像
docker rmi -f ${docker images -aq} #递归删除所有镜像
systemctl daemon-reload && systemctl restart docker        #重启docker
docker load -i /root/centos.tar.gz            #解压镜像
docker save -o test.tar.gz centos:latest    #打包镜像

查看docker统计信息

docker system df
TYPE            TOTAL     ACTIVE    SIZE      RECLAIMABLE
Images          3         1         185.5MB   185.5MB (99%)
Containers      3         0         0B        0B
Local Volumes   0         0         0B        0B
Build Cache     0         0         0B        0B

容器类命令

拉取和运行

docker pull centos        #拉取镜像，有镜像才能运行容器
docker run [可选参数] images
#参数说明
--name="Name"    容器名称，nginx，tomcat1。
-d                后台运行
-it                使用交互方式运行/进入容器查看内容
-p                指定容器端口， 80:80
-P                随机指定端口
docker run -it centos /bin/bash    #以前台交互的模式启动并进入容器
docker run -d centos #以后台守护式启动
Ctrl + P + Q #退出容器并在后台运行

列出运行的容器

docker ps    #列出当前正在运行的容器
-a            #列出全部容器
-n [数字]        #列出最近的n个容器
-q            #只显示容器的编号

退出容器

exit        #退出容器
ctrl+P+Q    #退出并继续运行容器

删除容器

docker rmi 容器id                   #删除指定容器,但无法删除正在运行的容器
docker rmi -rf 容器id              #强制删除
docker rmi -f $(docker ps -aq)    #递归删除所有启动/启动过的容器
docker ps -a|xargs docker rmi    #递归删除所有容器

启动和停止容器

docker start|restart|stop|kill 容器id #启动|重启|停止|杀掉 容器

后台部署应用

docker run -d centos
#docker ps 会发现centos停止了！！！
#docker容器后台运行必须要有一个前台进程，docker发现没有应用就会自动停止。
#例如：nginx容器启动后，发现自己没有提供服务，就会立刻停止。

查看日志

docker logs 容器ID                #查看容器日志
docker logs -tf --tail 10 容器ID    #查看容器前10行的日志
--tail number    #显示日志条数

查看容器的进程信息

docker top 容器ID

查看镜像的源数据

docker inspect 容器ID

进入当前正在运行的容器

docker exec -it 容器ID /bin/bash    #以交互形式进入容器，类似新开一个界面
#exec 使用exit进入退出不会停止
docker attach -it 5d8e48e4b792     #进入正在运行的容器命令行
#attach 退出了会停止容器

镜像的保存与导入

docker save -o test.tar myapp:v0.1        #保存镜像
docker save fe8c52043b39 > test.tar        #保存镜像
#此时就会创建一个tar包，其中就是镜像文件
docker load < test.tar        #导入镜像
docker load -i test.tar        #导入镜像
#将tar包导入，就可以运行使用了。

容器文件拷贝到主机上

#在主机上输入该命令
docker cp 容器ID:文件路径    目的主机路径

容器备份与解压

备份运行时的容器镜像

docker export 517d619c4d55 > test.tar    #将你的整个容器做成tar备份
cat test.tar | docker import - test/redis:0.1    #将tar备份文件转换为可用镜像

命令总结

Dockerfile

1：每条保留字指令都必须为大写字母且后面要跟随至少一个参数

2：指令按照从上到下，顺序执行

3：#表示注释

4：每条指令都会创建一个新的镜像层并对镜像进行提交

构建流程：

1. docker从基础镜像运行一个容器
2. 执行一条命令并对容器做出修改
3. 执行类似docker commit的操作提交一个新的镜像层
4. docker再基于刚提交的镜像运行一个新容器
5. 执行dockerfile中的下一条命令知到所有命令都执行完毕

从应用软件的角度来看，Dockerfile、Docker镜像与Docker容器分别代表软件的三个不同阶段，

• Dockerfile是软件的原材料

• Docker镜像是软件的交付品

• Docker容器则可以认为是软件镜像的运行态，也即依照镜像运行的容器实例

Dockerfile面向开发，Docker镜像成为交付标准，Docker容器则涉及部署与运维，三者缺一不可，合力充当Docker体系的基石。

dockerfile命令

CMD和ENTRYPOINT的区别

CMD：追加命令是直接占用了CMD整个占位符

CMD常用来写在最后，然后用来启动服务。比如安装好了tomcat，最后用CMD启动脚本。

#运行完镜像后，执行ls -a命令
FROM centos
CMD ["ls","-a"]
docker build -t centos-test:v0.1 -f Dockerfile .    #构建镜像
docker run -d 7149c87c748f        #此时运行就是启动了centos 并且在其中执行命令ls -a    
docker run -d 7149c87c748f /bin/bash    #此时运行就是启动了centos,并且在其中执行命令 /bin.bash

ENTRYPOINT：追加命令只是占用了“-a”的占位符

FROM centos
ENTRYPOINT ["mc.sh","start"]
docker run -d 7149c87c748f    #此时运行就是启动了centos，并且默认执行mc.sh的start内部脚本    mc.sh start
docker run -d 7149c87c748f log    #此时运行就是启动centos，并且执行了mc.sh的log内部脚本        mc.sh log

实例：构建centos

1.创建文件并准备需要用到的安装包

mkdir -p /root/dockerfile    #创建文件夹
cd /root/dockerfile
vim Dockerfile    #创建Dockerfile,这里D要大写
FROM centos        #指定使用的镜像
MAINTAINER liao        #指定作者
ENV MYPATH /usr/local    #创建变量
WORKDIR $MYPATH        #设置工作路径
RUN yum install -y vim net-tools glibc.i686        #安装工具包
RUN mkdir /usr/local/java    #创建文件夹
ADD jdk-17_linux-x64_bin.tar.gz /usr/local/java    #添加并解压压缩包到指定文件夹
ENV JAVA_HOME /usr/local/java/jdk-17.0.2    #设置变量
ENV JRE_HOME /usr/local/java/jre
ENV CLASSPATH $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JRE_HOME/lib:$CLASSPATH
ENV PATH $JAVA_HOME/bin:$PATH
EXPOSE 80    #设置端口
CMD echo $MYPATH
CMD echo "success-----------ok"
CMD /bin/bash

虚悬镜像node

在构建或者删除镜像的时候出现了错误，导致镜像仓库和标签都为none。

docker images ls -f dangling=true #查看所有的虚悬镜像

docker image prune #删除所有的虚悬镜像

实例：构建tomcat

1. 准备tomcat压缩包和jdk压缩包
   
2. 编写dockerfile文件
   ```shell FROM centos #指定基础包 MAINTAINER liao1182350036@qq.com #作者信息 COPY readme.txt /usr/local/readm.txt #复制文件到容器路径 /usr/local/readm.txt

ADD jdk-8u301-linux-x64.tar.gz /usr/local/ #添加并解压文件到 /usr/local/ ADD apache-tomcat-8.5.70.tar.gz /usr/local/

RUN yum install vim net-tools -y

ENV MYPATH /usr/local #配置环境变量 WORKDIR $MYPATH #设置工作目录

ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_301 #设置变量 ENV CLASSPATH $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar ENV CATALINA_HOME /usr/local/apache-tomcat-8.5.70 ENV CATLINA_BASH /usr/local/apache-tomcat-8.5.70 ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin:$CATALINA_HOME/lib:$CATALINA_HOME/bin

EXPOSE 8080

CMD /usr/local/apache-tomcat-8.5.70/bin/startup.sh && tail -F /usr/local/apache-tomcat-8.5.70.tar.gz/bin/logs/catalina.out

3.  启动镜像  
```shell
docker run -d -p 9090:8080 --name tomcats123 -v /dockers1/tomcat/:/usr/local/apache-tomcat-8.5.70/webapps/tomcat -v /dockers1/tomcatlogs/:/usr/local/apache-tomcat-8.5.70/logs da668652083f

web.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee
http://xmlns.jcp.org/xml/ns/javaee/web-app_4_0.xsd"
         version="4.0">
</web-app>

index.jsp

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<head>
   <title>docker</title>
</head>
<body>
   <h3>hello,docker</h3>
   <%
       System.out.println("hello, dockerlogs");
   %>
</body>
</html>