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微服务学习——Docker

霁华TEL 2023-04-26 11:55:52

简介微服务学习——Docker

初识Docker

项目部署的问题

大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题:

依赖关系复杂，容易出现兼容性问题
开发、测试、生产环境有差异

Docker

Docker如何解决依赖的兼容问题的?

将应用的Libs(函数库)、 Deps（依赖)、配置与应用一起打包
将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰

不同环境的操作系统不同，Docker如何解决?我们先来了解下操作系统结构

Docker将用户程序与所需要调用的系统(比如Ubuntu)函数库一起打包
Docker运行到不同操作系统时，直接基于打包的库函数，借助于操作系统的Linux内核来运行

Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题?

Docker允许开发中将应用、依赖、函数库、配置一起打包，形成可移植镜像
Docker应用运行在容器中，使用沙箱机制，相互隔离

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题

Docker镜像中包含完整运行环境，包括系统函数库，仅依赖系统的Linux内核，因此可以在任意Linux操作系统上运行

Docker与虚拟机

虚拟机(virtual machine)是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在Windows 系统里面运行Ubuntu系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

特性	Docker	虚拟机
性能	接近原生	性能较差
硬盘占用	一般为MB	一般为GB
启动	秒级	分钟级

Docker和虚拟机的差异:

docker是一个系统进程;虚拟机是在操作系统中的操作系统
docker体积小、启动速度快、性能好;虚拟机体积大、启动速
度慢、性能一般

镜像和容器

Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。

镜像(Image) : Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等文件打包在一起，称为镜像。
容器(Container)∶镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器做隔离，对外不可见。

Docker和DockerHub

DockerHub: DockerHub是一个Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry.
国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如网易云镜像服务、阿里云镜像库等。

docker架构

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成:

服务端(server): Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等
客户端(client):通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程向服务端发送指令。

安装Docker

企业部署一般都是采用Linux操作系统，而其中又数CentOS发行版占比最多，因此我们在CentOS下安装Docker。

卸载

如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载：

yum remove docker 
                  docker-client 
                  docker-client-latest 
                  docker-common 
                  docker-latest 
                  docker-latest-logrotate 
                  docker-logrotate 
                  docker-selinux 
                  docker-engine-selinux 
                  docker-engine 
                  docker-ce

安装

安装yum工具

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

更新本地镜像源：

# 设置docker镜像源
yum-config-manager 
    --add-repo 
    https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
    
sed -i 's/download.docker.com/mirrors.aliyun.com/docker-ce/g' /etc/yum.repos.d/docker-ce.repo

yum makecache fast

然后输入命令：

yum install -y docker-ce

docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功。

启动docker

Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置。非常麻烦，因此建议大家直接关闭防火墙！

# 关闭
systemctl stop firewalld
# 禁止开机启动防火墙
systemctl disable firewalld

通过命令启动docker：

systemctl start docker  # 启动docker服务

systemctl stop docker  # 停止docker服务

systemctl restart docker  # 重启docker服务

然后输入命令，可以查看docker版本：

docker -v

配置镜像加速

docker官方镜像仓库网速较差，我们需要设置国内镜像服务：

参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

Docker基本操作

镜像相关命令

镜像名称一般分两部分组成:[repository]:[tag].
在没有指定tag时，默认是latest，代表最新版本的镜像

容器相关命令

创建运行一个Nginx容器

步骤一:去docker hub查看Nginx的容器运行命令

docker run --name 容器名称 -p 80:80 -d nginx

命令解读:

docker run :创建并运行一个容器
–name:给容器起一个名字，比如叫做myNginx
-p︰将宿主机端口与容器端口映射，冒号左侧是宿主机端口，右侧是容器端口
-d:后台运行容器

docker run命令的常见参数有哪些?

–name:指定容器名称
-p︰指定端口映射
-d:让容器后台运行

查看容器日志的命令:

docker logs
- 添加-f参数可以持续查看日志

查看容器状态:

docker ps

进入容器修改Nginx首页内容

步骤一:进入容器。进入我们刚刚创建的nginx容器的命令为:

docker exec -it myNginx bash

命令解读:

docker exec :进入容器内部，执行一个命令
it:给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互
myNginx :要进入的容器的名称
bash:进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

步骤二:进入nginx的HTML所在目录/usr/share/nginx/html

cd /usr/share/nginx/html

步骤三:修改index.html的内容

sed -i 's#Welcome to nginx#你好这是标题#g' index.html
sed -i 's#<head>#<head><meta charset="utf-8">#g' index.html

查看容器状态:

docker ps

添加-a参数查看所有状态的容器删除容器:

docker rm
不能删除运行中的容器，除非添加-f参数

进入容器:

命令是docker exec -it [容器名][要执行的命令]
exec命令可以进入容器修改文件，但是在容器内修改文件是不推荐的

数据卷

容器与数据耦合的问题

不便于修改
当我们要修改Nginx的html内容时，需要进入容器内部修改，很不方便。
数据不可复用
在容器内的修改对外是不可见的。所有修改对新创建的容器是不可复用的。
升级维护困难
数据在容器内，如果要升级容器必然删除旧容器，所有数据都跟着删除了

数据卷(volume)是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

操作数据卷

数据卷操作的基本语法如下:

docker volume [COMMAND]

docker volume命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作:

create
创建一个volume
inspect
显示一个或多个volume的信息
ls
列出所有的volume
prune
删除未使用的volume
rm
删除一个或多个指定的volume

案列创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

创建数据卷
```
docker volume create html
```
查看所有数据
```
docker volume ls
```
查看数据卷详细信息卷
```
docker volume inspect html
```
poweroff

挂载数据卷

我们在创建容器时，可以通过-v参数来挂载一个数据卷到某个容器目录

docker run 
--name mn 
-v html:/root/html 
-p 8080:80
nginx

docker run :
就是创建并运行容器
– name mn:
给容器起个名字叫mn
-v html:/root/htm :
把html数据卷挂载到容器内的/root/html这个目录中
-p 8080:80:
把宿主机的8080端口映射到容器内的80端口
nginx:
镜像名称

如果容器创建时volume不存在，会自动被创建出来

还可以直接挂载目录与文件:

-v [宿主机目录]:[容器内目录]
-v [宿主机文件]:[容器内文件]

数据卷挂载的方式对比

docker run的命令中通过-v参数挂载文件或目录到容器中∶
- -v volume名称:容器内目录
- -v 宿主机文件:容器内文件
- -v 宿主机目录:容器内目录
数据卷挂载与目录直接挂载的
- 数据卷挂载耦合度低，由docker来管理目录，但是目录较深，不好找
- 目录挂载耦合度高，需要我们自己管理目录，不过目录容易寻找查看

Dockerfile自定义镜像

镜像结构

镜像是分层结构，每一层称为一个Layer

Baselmage层:包含基本的系统函数库、环境变量、文件系统
Entrypoint: 入口，是镜像中应用启动的命令
其它:在Baselmage基础上添加依赖、安装程序、完成整个应用的
安装和配置

什么是Dockerfile

Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层Layer。

指令	说明	示例
FROM	指定基础镜像	FROM centos:6
ENV	设置环境变量，可在后面指令使用	ENV key value
COPY	拷贝本地文件到镜像的指定目录	COPY ./mysql-5.7.rpm /tmp
RUN	执行Linux的shell命令，一般是安装过程的命令	RUN yum install gcc
EXPOSE	指定容器运行时监听的端口，是给镜像使用者看的	EXPOSE 8080
ENTRYPOINT	镜像中应用的启动命令，容器运行时调用	ENTRYPOINT java -jar xx.jar

更新详细语法说明，请参考官网文档: Dockerfile reference | Docker Documentation

案例

基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个java项目

步骤1:新建一个空文件夹docker-demo
步骤2:拷贝docker-demo.jar文件到docker-demo这个目录
步骤3:拷贝jdk8.tar.gz文件到docker-demo这个目录

步骤4:拷贝Dockerfile到docker-demo这个目录

# 指定基础镜像
FROM ubuntu:16.04
# 配置环境变量，JDK的安装目录
ENV JAVA_DIR=/usr/local

# 拷贝jdk和java项目的包
COPY ./jdk8.tar.gz $JAVA_DIR/
COPY ./docker-demo.jar /tmp/app.jar

# 安装JDK
RUN cd $JAVA_DIR 
 && tar -xf ./jdk8.tar.gz 
 && mv ./jdk1.8.0_144 ./java8

# 配置环境变量
ENV JAVA_HOME=$JAVA_DIR/java8
ENV PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

# 暴露端口
EXPOSE 8090
# 入口，java项目的启动命令
ENTRYPOINT java -jar /tmp/app.jar

步骤5:进入docker-demo

步骤6:运行命令:

docker build -t javaweb:1.0 . # .表示dockerfile所在目录

也可以直接基于java:8-alpine，他直接集成了java8

Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程
Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建
基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是其他人制作好的镜像，例如: java:8-alpine

DockerCompose

什么是DockerCompose

Docker Compose可以基于Compose文件帮我们快速的部署分布式应用，而无需手动一个个创建和运行容器!
Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。

version: "3.8"

services:
  mysql:
    image: mysql:5.7.25
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
    volumes:
      - /tmp/mysql/data:/var/lib/mysql
      - /tmp/mysql/conf/hmy.cnf:/etc/mysql/conf.d/hmy.cnf
  web:
    build: .
    ports:
      - 8090:8090

DockerCompose的详细语法参考官网: Overview | Docker Documentation

部署微服务

将之前学习的cloud-demo微服务集群利用DockerCompose部署

实现思路如下:

DockerCompose内部服务之间会通过服务名找到对应服务的ip地址

Docker镜像仓库

常见镜像仓库服务

镜像仓库（Docker Registry ）有公共的和私有的两种形式:

公共仓库:例如Docker官方的Docker Hub，国内也有一些云服务商提供类似于Docker Hub的公开服务，比如网易云镜像服务、DaoCloud镜像服务、阿里云镜像服务等。
除了使用公开仓库外，用户还可以在本地搭建私有Docker Registry。企业自己的镜像最好是采用私有DockerRegistry来实现。

搭建镜像仓库可以基于Docker官方提供的DockerRegistry来实现。

官网地址：https://hub.docker.com/_/registry

简化版镜像仓库

Docker官方的Docker Registry是一个基础版本的Docker镜像仓库，具备仓库管理的完整功能，但是没有图形化界面。

搭建方式比较简单，命令如下：

docker run -d 
    --restart=always 
    --name registry	
    -p 5000:5000 
    -v registry-data:/var/lib/registry 
    registry

命令中挂载了一个数据卷registry-data到容器内的/var/lib/registry 目录，这是私有镜像库存放数据的目录。

访问http://YourIp:5000/v2/_catalog 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

带有图形化界面版本

使用DockerCompose部署带有图象界面的DockerRegistry，命令如下：

version: '3.0'
services:
  registry:
    image: registry
    volumes:
      - ./registry-data:/var/lib/registry
  ui:
    image: joxit/docker-registry-ui:static
    ports:
      - 8080:80
    environment:
      - REGISTRY_TITLE=自定义的仓库名称
      - REGISTRY_URL=http://registry:5000
    depends_on:
      - registry

配置Docker信任地址

我们的私服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

# 打开要修改的文件
vi /etc/docker/daemon.json
# 添加内容：
"insecure-registries":["http://192.168.150.101:8080"]
# 重加载
systemctl daemon-reload
# 重启docker
systemctl restart docker

在私有镜像仓库推送或拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下:

重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址:192.168.150.101:8080/
```
docker tag nginx:latest 192.168.150.101:8080/nginx:1.0
```

推送镜像

docker push 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

拉取镜像

docker pull 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

# 打开要修改的文件
vi /etc/docker/daemon.json
# 添加内容：
"insecure-registries":["http://192.168.150.101:8080"]
# 重加载
systemctl daemon-reload
# 重启docker
systemctl restart docker

在私有镜像仓库推送或拉取镜像

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下:

重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址:192.168.150.101:8080/
```
docker tag nginx:latest 192.168.150.101:8080/nginx:1.0
```

推送镜像

docker push 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

拉取镜像

docker pull 192.168.150.101:8080/nginx:1.0

风语者！平时喜欢研究各种技术，目前在从事后端开发工作，热爱生活、热爱工作。

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镜像相关命令

容器相关命令

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进入容器修改Nginx首页内容

数据卷

操作数据卷

挂载数据卷

数据卷挂载的方式对比

Dockerfile自定义镜像

镜像结构

什么是Dockerfile

DockerCompose

什么是DockerCompose

部署微服务

Docker镜像仓库

常见镜像仓库服务

简化版镜像仓库

带有图形化界面版本

配置Docker信任地址

在私有镜像仓库推送或拉取镜像

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