Docker01 入门

Docker快速入门学习笔记。

Docker 是什么

Docker属于Linux 容器的一种封装，提供简单易用的容器使用接口。它是目前最流行的 Linux 容器解决方案。

Linux容器不是模拟一个完整的操作系统，而是对进程进行隔离。或者说，在正常进程的外面套了一个保护层。对于容器里面的进程来说，它接触到的各种资源都是虚拟的，从而实现与底层系统的隔离。

Docker将应用程序与该程序的依赖，打包在一个文件里面。运行这个文件，就会生成一个虚拟容器。程序在这个虚拟容器里运行，就好像在真实的物理机上运行一样。有了Docker，就不用担心环境问题。

Docker的用途

Docker 的主要用途，目前有三大类。

1. 提供一次性的环境。比如，本地测试他人的软件、持续集成的时候提供单元测试和构建的环境。
2. 提供弹性的云服务。因为Docker容器可以随开随关，很适合动态扩容和缩容。
3. 组建微服务架构。通过多个容器，一台机器可以跑多个服务，因此在本机就可以模拟出微服务架构。

Docker的安装

windows

Docker提供了windows的安装版本Docker for Windows，但是针对的版本是64位win10企业版、教育版：

The current version of Docker for Windows runs on 64bit Windows 10 Pro, Enterprise and Education (1607 Anniversary Update, Build 14393 or later).

我的公司电脑是win7版本的，所以不能使用Docker for windows。可以使用Docker Toolbox来安装Docker。下载地址。

在使用Docker Toolbox之前，必须确定电脑CPU支持VT-X，可以通过CPU-Z来确定。另外也必须到BIOS中确定VT-X开启。

更简单的方法是使用CPU-V来观察电脑是否支持并且开启了VT-X，如果不支持那就没办法了，如果支持但是未开启，则需要到BIOS中开启。

我的电脑支持VT-X，但是未开启，所以需要到BIOS中开启。我的电脑主板是HP的，开启时进入到主板设置中的高级选项，选择系统选项,然后勾选Virtualiztion Technology保存即可

重启后在使用CPU-V查看，VT-X状态改为了开启

不同主板的开发方法略有不同，具体的开启方法可以参考这篇文章。

开启成功后进行安装，一路点击下一步就可以了。安装完成后在桌面上会出现几个快捷方式，点击Docker Quickstart Terminal启动docker。

macOS

macOS安装Docker要求系统最低为Sierra 10.12。

可以使用Homebrew安装：

$ brew cask install docker

也可以手动下载安装，具体安装方式可以参考官方文档。

Image文件（镜像文件）

Docker把应用程序及其依赖，打包在image文件里面。只有通过这个文件，才能生成Docker容器。image文件可以看作是容器的模板。Docker 根据image文件生成容器的实例。同一个image文件，可以生成多个同时运行的容器实例。

image是二进制文件。实际开发中，一个image文件往往通过继承另一个image文件，加上一些个性化设置而生成。举例来说，你可以在Ubuntu的image基础上，往里面加入Apache服务器，形成你的image。

容器文件

image文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为容器文件。也就是说，一旦容器生成，就会同时存在两个文件：image文件和容器文件。而且关闭容器并不会删除容器文件，只是容器停止运行而已。

# 列出本机正在运行的容器
$ docker container ls

# 列出本机所有容器，包括终止运行的容器
$ docker container ls --all

上面命令的输出结果之中，包括容器的ID。很多地方都需要提供这个ID，比如上一节终止容器运行的docker container kill命令。

终止运行的容器文件，依然会占据硬盘空间，可以使用docker container rm命令删除。

$ docker container rm [containerID]

Hello world

首先将image文件从仓库抓取到本地：

$ docker image pull library/hello-world

上面代码中，docker image pull是抓取image文件的命令。library/hello-world是image文件在仓库里面的位置，其中library是image文件所在的组，hello-world是image文件的名字。

由于Docker官方提供的image文件，都放在library组里面，所以它的是默认组，可以省略。因此，上面的命令可以写成下面这样。

$ docker image pull hello-world

运行这个image文件。

$ docker container run hello-world

docker container run命令会从image文件，生成一个正在运行的容器实例。

注意，docker container run命令具有自动抓取image文件的功能。如果发现本地没有指定的image文件，就会从仓库自动抓取。因此，前面的docker image pull命令并不是必需的步骤。

如果运行成功，你会在屏幕上读到下面的输出。

$ docker container run hello-world

$ Hello from Docker!
$ This message shows that your installation appears to be working correctly.

... ...

输出这段提示以后，hello world就会停止运行，容器自动终止。

对于那些不会自动终止的容器，必须使用docker container kill 命令手动终止。

$ docker container kill [containID]

制作自己的 Docker 容器

（1）编写Dockerfile文件

要制作自己的image文件，需要用到Dockerfile文件，它是一个文本文件，用来配置image。Docker根据该文件生成二进制的image文件。

首先创建一个.dockerignore文件，排除相关路径，不要打包进入image文件：

.git
node_modules
npm-debug.log

然后在项目的根目录下，新建文本文件Dockerfile，写入下面内容：

FROM node:8.4
COPY . /app
WORKDIR /app
RUN ["npm", "install"]
EXPOSE 3000

上面代码一共五行，含义如下。

• FROM node:8.4：该image文件继承官方的Node Image，冒号表示标签，这里标签是8.4，即8.4版本的node。
• COPY . /app：将当前目录下的所有文件（除了.dockerignore排除的路径），都拷贝进入image文件的/app目录。
• WORKDIR /app：指定接下来的工作路径为/app。
• RUN ["npm", "install"]：在/app目录下，运行npm install命令安装依赖。注意，安装后所有的依赖，都将打包进入image文件。
• EXPOSE 3000：将容器3000端口暴露出来， 允许外部连接这个端口。

（2）创建image文件

有了Dockerfile文件后，就可以使用docker image build命令创建image文件

docker image build -t koa-demo .
# 或者
docker image build -t koa-demo:0.0.1 .

上面代码中，-t参数用来指定image文件的名字，后面还可以用冒号指定标签。如果不指定，默认的标签就是latest。最后的那个点表示Dockerfile文件所在的路径，上例是当前路径，所以是一个点。

如果运行成功，就可以看到新生成的image文件koa-demo了。

（3）生成容器实例

docker container run命令会从image文件生成容器。

$ docker container run -p 8000:3000 -it koa-demo /bin/bash
# 或者
$ docker container run -p 8000:3000 -it koa-demo:0.0.1 /bin/bash

上面命令的各个参数含义如下：

• -p参数：容器的3000端口映射到本机的8000端口。
• it参数：容器的Shell映射到当前的Shell，然后你在本机窗口输入的命令，就会传入容器。
• koa-demo:0.0.1：image文件的名字（如果有标签，还需要提供标签，默认是latest标签）。
• /bin/bash：容器启动以后，内部第一个执行的命令。这里是启动Bash，保证用户可以使用 Shell。

如果一切正常，运行上面的命令以后，就会返回一个命令行提示符。

$ root@69f4c605f57b:/app

这表示你已经在容器里面了，返回的提示符就是容器内部的Shell提示符。执行下面的命令。

$ root@69f4c605f57b:/app node demos/01.js

这时，Koa框架已经运行起来了。

这个例子中，Node进程运行在Docker容器的虚拟环境里面，进程接触到的文件系统和网络接口都是虚拟的，与本机的文件系统和网络接口是隔离的，因此需要定义容器与物理机的端口映射。

（4）退出容器

在容器的命令行，按下Ctrl + c停止Node进程，然后按下Ctrl + d（或者输入exit）退出容器。此外，也可以用docker container kill终止容器运行。

# 在本机的另一个终端窗口，查出容器的 ID
$ docker container ls

# 停止指定的容器运行
$ docker container kill [containerID]

容器停止运行之后，并不会消失，用下面的命令删除容器文件。

# 查出容器的 ID
$ docker container ls --all

# 删除指定的容器文件
$ docker container rm [containerID]

也可以使用docker container run命令的--rm参数，在容器终止运行后自动删除容器文件。

$ docker container run --rm -p 8000:3000 -it koa-demo /bin/bash

（5）CMD命令

容器启动以后，需要手动输入命令node demos/01.js。我们可以把这个命令写在Dockerfile里面，这样容器启动以后，这个命令就已经执行了，不用再手动输入了。

FROM node:8.4
COPY . /app
WORKDIR /app
RUN ["npm", "install"]
EXPOSE 3000
CMD node demos/01.js

CMD node demos/01.js，它表示容器启动后自动执行node demos/01.js。

RUN命令与CMD命令的区别在哪里？简单说，**RUN命令在image文件的构建阶段执行，执行结果都会打包进入image文件；CMD命令则是在容器启动后执行**。

另外，一个Dockerfile可以包含多个RUN命令，但是只能有一个CMD命令。

注意，指定了CMD命令以后，docker container run命令就不能附加命令了（比如前面的/bin/bash），否则它会覆盖CMD命令。现在，启动容器可以使用下面的命令。

$ docker container run --rm -p 8000:3000 -it koa-demo

（6）发布image文件

容器运行成功后，就确认了image文件的有效性。这是就可以考虑将iamge文件分享到网上，让其他人使用。

首先，去hub.docker.com或cloud.docker.com注册一个账户。然后，用下面的命令登录。

登陆：

$ docker login

接着，为本地的 image 标注用户名和版本。

$ docker image tag [imageName] [username]/[repository]:[tag]
# 实例
$ docker image tag koa-demos:0.0.1 ruanyf/koa-demos:0.0.1

其他有用的命令

docker container start

docker container run命令是新建容器，每运行一次，就会新建一个容器。同样的命令运行两次，就会生成两个一模一样的容器文件。

如果希望重复使用容器，就要使用docker container start命令，它用来启动已经生成、已经停止运行的容器文件。

$ docker container start [containerID]

docker contarin stop

docker container kill命令终止容器运行，相当于向容器里面的主进程发出SIGKILL信号。而docker container stop命令也是用来终止容器运行，相当于向容器里面的主进程发出SIGTERM信号，然后过一段时间再发出SIGKILL信号。

$ docker container stop [containerID]

这两个信号的差别是，应用程序收到SIGTERM信号以后，可以自行进行收尾清理工作，但也可以不理会这个信号。如果收到SIGKILL信号，就会强行立即终止，那些正在进行中的操作会全部丢失。

我的理解就是，以PC进行类比，stop命令相当于点击关机键，PC会自动保存所有文件，妥当之后关机。而kill就是直接拔电源了。

docker container logs

用来查看docker容器的输出，即容器里面Shell的标准输出。如果docker run命令运行容器的时候，没有使用-it参数，就要用这个命令查看输出。

$ docker container logs [containerID]

docker container exec

用于进入一个正在运行的docker容器。如果docker run命令运行容器的时候，没有使用-it参数，就要用这个命令进入容器。一旦进入了容器，就可以在容器的Shell执行命令了。

$ docker container exec -it [containerID] /bin/bash

docker container cp

用于从正在运行的Docker容器里面，将文件拷贝到本机。下面是拷贝到当前目录的写法。

$ docker container cp [containID]:[/path/to/file] .

参考

• docker docs - Get started with Docker for Windows
• docker docs - Install Docker for Windows
• mumu模拟器 - 如何设置VT
• docker docs - Docker Toolbox overview
• 阮一峰的网络日志 - Docker 入门教程