Github 已经 54k 个 star 的 Docker，到底是什么？

2022-11-06
浙江
本文字数：4556 字
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做开发的应该很多人都知道 Docker，就算是没有用过，应该也有所耳闻。这款开源于 2013 年的工具一经问世，便迅速火爆起来，在微服务、项目迁移、云等方面备受欢迎。如今它的 github 项目已经达到 54k 个 star。Docker 到底是什么？它有什么优点使得它如此受欢迎？到底该怎么使用？本文就从以上几点进行阐述，希望通过这篇文章能够让大家对 Docker 有一个清晰的认识。

程序员宝藏库：https://github.com/Jackpopc/DevWeekly

什么是 Docker？

Docker 是由 dotCloud 公司发起并与 2013 年开源的一个项目，一径开源就备受欢迎，其主要项目至今在 github 已经 54k 个 star。它是使用 Go 语言开发实现，基于 Linux 内核 cgroup、namespace 以及 AUFS 类等技术对进程进行封装隔离，属于一种操作系统层面的虚拟化技术。此后，进一步开发开始使用 runC 和 containerd，进一步封装，从文件系统到网路互联，再到进行都进行隔离，极大的简化了容器的创建和维护，使得 Docker 比虚拟机更为轻便、快捷。

为什么要用 Docker？

Docker 与传统虚拟机一样，同属于虚拟化技术，但是它拥有众多虚拟机无法比拟的优势：

持续交付和部署
更快的迁移
更高效的利用系统资源
更快的启动时间
一致的运行环境
更轻松的维护和扩展

容器与虚拟机的对比详情如下：

对于大多数开发人员感受最为就是前两点：持续交付和部署、更快的迁移。

我想这对于很多开发人员都是一个很头疼的问题，在开发过程中会遇到这种抱怨：“在我电脑上可以运行啊？为什么换一台电脑就不行了？”

虽然诸如 maven、nodejs 的 package.json、Python 的 requirement 的出现使得迁移变得简单，但是它们更多的是使得在第三方工具包的迁移方面变得简单方面，但是在系统和开发环境方面却没有什么作用。docker 确保了直行环境的一致性，可以在多平台上运行，使得应用迁移更加容易。此外，docker 使用分层存储以及镜像技术，使得应用重复部分的复用更加容易，可以基于基础镜像做更多的扩展，使得系统的维护变得更加简单。

基本概念

使用 docker 接触最多的就是以下 3 个概念，

镜像：image
容器：container
仓库：repository

了解这三个概念，对容器的整个生命周期便有了认识。在这里，我用简单的语言对上述 3 个概念进行描述

**镜像：**进行就相当于一个精简化的文件系统，例如官方提供的 Ubuntu 镜像，就只包含了最小化的 root 文件系统。

容器：容器是一个拥有自己 root 文件系统、自己网络配置、自己命名空间的进程。镜像和容器就像是编程中的类和实例，镜像时静态的定义，而镜像运行时的实体是容器。什么是类和实例？举一个编程的例子阐述一下，

# 类class HelloWorld:def __init__(self, x, y):self.x = xself.y = y
def add(self):return self.x + self.y
# 实例hello_world = HelloWorld(2, 3)print(hello_world.add())
# 输出>>> 5

复制代码

其中 HelloWorld 是类，hello_world 是实例，类比一下，就能够理解容器和镜像之间的关系。

**仓库：**docker 镜像仓库就如同 github 代码仓库一样，当一个人构建一个项目，想在其他其他电脑上运行这个项目，那么就去从代码仓库把这个项目克隆下来。docker 镜像仓库也是这样，当构建一个镜像之后，想在其他服务器上使用这个镜像，就需要一个集中的存储、分发服务，仓库就是这样的服务。官方的镜像仓库是 DockerHub，它存储了丰富的镜像，但是国内拉取镜像速度缓慢，因此可以使用国内镜像仓库进行替代，例如阿里云镜像仓库、网易云镜像仓库、DaoCloud 镜像市场等。

安装配置

docker 目前支持 Linux、Windows 10、macOS，下面就一个 Linux 安装为例，

APT 方式安装

首先安装 HTTPS 软件包和 CV 证书，

$ sudo apt-get update$ sudo apt-get install \    apt-transport-https \    ca-certificates \    curl \    software-properties-common

复制代码

添加软件源 GPG 密钥，

$ curl -fsSL https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add

复制代码

添加 docker 软件源，

$ sudo add-apt-repository \    "deb [arch=amd64] https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu \    $(lsb_release -cs) \    stable"

复制代码

安装 docker ce,

$ sudo apt-get update$ sudo apt-get install docker-ce

复制代码

添加用户组

docker 命令会使用 Unix socket 与 docker 引擎通讯，因此每次使用时会需要 root 权限，也就是需要在命令前加 sudo 比较麻烦，为了避免这个麻烦可以把建立 docker 组并把当前用户加入 docker 用户组，

$ sudo groupadd docker$ sudo usermod -aG docker $USER

复制代码

启动、退出、重启 docker

$ systemctl start docker$ systemctl stop docker$ systemctl restart docker

复制代码

也可以使用，

$ service docker start$ service docker stop$ service docker restart

复制代码

Dockerfile

理解 docker 中一些基本概念，并完成 docker 安装下一步就是学习 docker 的使用。对于大多数开发人员来说，docker 使用过程中最为核心的部分就是 Dockerfile。

Dockerfile 是一个文本文件，它包含了一些指令，docker 镜像的构建就是通过 Dockerfile 中的这一条一条的指令完成的。也就是说，要构建一个镜像，就需要一个 Dockerfile，然后根据自己的需求配置一些指令集合，下面就看一下 Dockerfile 中使用的一些指令。

FROM：指定基础镜像

定制我们的镜像，是需要以一个镜像为基础的，就是基础镜像，例如 Ubuntu、 nginx、postgres、mysql 等，例如，FROM Ubuntu: 16.04，如果本地有 Ubuntu 基础镜像则使用本地基础镜像，如果没有则会到官方镜像仓库拉取，16.04 是镜像版本号，如果不指定则会拉取 lastest。

RUN：执行命令

RUN 指定我们在构建镜像时需要执行的命令，比如 apt-get install 安装某个软件，pip install 安装 Python 依赖包，配置软件源，配置时区等，例如，RUN apt-get install python3。

ADD 和 COPY：文件操作

ADD 和 COPY 是两个功能类似的指令，一般优先使用 COPY，它比 ADD 更透明，它的功能是将本地文件拷贝到容器中，例如，COPY ./ /home/jackpop。

WORKDIR：指定工作路径

指定镜像的运行时的工作路径，例如，WORKDIR /home/jackpop。

ENTRYPOINT：设置镜像主命令

指定镜像运行是运行的命令，例如, ENTRYPOINT ["python", "-m, "main"]。

LABEL：添加标签

可以为镜像添加标签来帮助组织镜像、记录许可信息、辅助自动化构建等。

CMD：执行目标镜像中包含的软件

如果创建镜像的目的是为了部署某个服务，可能会执行某种形式的命令，可以包含参数。

EXPOSE：指定监听端口

给外部访问指定访问端口。

ENV：环境变量

为了方面程序运行，有时需要更新环境变量。

VOLUME：暴露数据库存储文件

USER：指定当前用户

其中常用的命令就是 FROM、COPY、WORKDIR、ENTRYPOINT、RUN。

常用命令

了解了 Dockerfile 的常用指令，我们该怎么对镜像和容器进行操作呢？下面就来学习一下 docker 常用的一些命令，

**备注：**由于我已经把当前用户加入到 docker 用户组，所以下面命令没有加 sudo，如果没有加用户组需要使用 sudo docker。

查看本地镜像

$ docker image lsREPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZEubuntu 16.04 ****** 10 days ago 119MB

复制代码

查看容器

$ docker ps -aCONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES*** *** *** *** *** *** *** ***

复制代码

启动、停止、重启容器

$ docker start $container_id$ docker stop $container_id$ docker restart $container_id

复制代码

退出和进入镜像

$ exit$ docker exec $container_id /bin/bash

复制代码

启动镜像

$ docker run $image_id

复制代码

可以用--p 和--dns 指定端口和 dns 来配置网络。

container_id 是容器 ID，image_id 是镜像 ID。

拉取镜像

$ docker image pull ubuntu

复制代码

从 Dockerfile 创建镜像

$ docker build

复制代码

从一个修改的容器创建镜像

$ docker commit

复制代码

容器与本地之间复制文件

$ docker cp

复制代码

推送镜像

$ docker push

复制代码

为镜像打标签

$ docker tag

复制代码

重命名容器

$ docker rename

复制代码

删除容器

$ docker rm

复制代码

删除镜像

$ docker rmi

复制代码

搜索镜像

$ docker search

复制代码

Docker 常用命令概括：

动手实践

创建项目

Test/├── Dockerfile└── main.py

复制代码

写一个简单的测试程序

# main.py
import loggingfrom time import sleepimport numpy as np
logging.basicConfig(level=logging.DEBUG,          format="'%(asctime)s - "               "%(filename)s[line:%(lineno)d] - "               "%(levelname)s: %(message)s")

def main():  for i in range(10):    logging.debug(np.random.randint(0, 5))    sleep(0.1)

if __name__ == '__main__':  main()

复制代码

Dockerfile

这是构建镜像中的重点部分，

FROM ubuntu:16.04
COPY ./ /home/Test_dockerWORKDIR /home/Test_docker
RUN apt-get update && apt-get install -y python3 python3-pip \&& ln -s pip3 /usr/bin/pip \&& ln -sf /usr/bin/python3 /usr/bin/python \&& rm -rf ls /var/cache/apt/* \
ENTRYPOINT ["python3", "-m", "main"]

复制代码

进入项目根目录

$ cd Test

复制代码

开始创建镜像

$ docker build test:v1.0 .

复制代码

test 是指定构建镜像的名称，v1.0 指定镜像标签，如果不指定，镜像名称和标签会显示为<none>。

运行镜像

$ docker run $image_id'2019-06-29 12:26:38,298 - main.py[line:13] - DEBUG: 0'2019-06-29 12:26:38,399 - main.py[line:13] - DEBUG: 2'2019-06-29 12:26:38,499 - main.py[line:13] - DEBUG: 1'2019-06-29 12:26:38,599 - main.py[line:13] - DEBUG: 3'2019-06-29 12:26:38,699 - main.py[line:13] - DEBUG: 0'2019-06-29 12:26:38,799 - main.py[line:13] - DEBUG: 4'2019-06-29 12:26:38,900 - main.py[line:13] - DEBUG: 4'2019-06-29 12:26:39,000 - main.py[line:13] - DEBUG: 4'2019-06-29 12:26:39,100 - main.py[line:13] - DEBUG: 4'2019-06-29 12:26:39,200 - main.py[line:13] - DEBUG: 2

复制代码

当然，也可以在基础镜像的基础上进行修改来创建我们的镜像，例如，我们拉取一个 Ubuntu 基础镜像，可以启动镜像后安装我们需要的软件和环境，然后利用**docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPO [:TAG]]**来创建一个新镜像。

学习资源

上述所讲的常用命令、指令含义等对于日常开发使用已经够用了，如果对 Docker 更深入的内容，例如，数据管理、安全、底层实现、容器与云计算等感兴趣可以选取其他的学习资料。在这里我推荐一份我认为不错的学习资料，就是 yeasy 在 github 开源的一份详细的 docker 教程--docker_practice，目前 docker_practice 项目在 github 已经 13.7k 个 star，想深入学习的可以查看 github 项目，

Docker — 从入门到实践 github.com/yeasy/docker_practice