Docker入门笔记
2023-1-12
| 2025-11-26
Words 6490Read Time≈ 17 min
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notion image
docker能够帮助我们快速部署项目而不用考虑环境搭建问题
👨🏻‍💻更新至：发布镜像

docker的作用

发布项目时，将环境一起打包，做成一个镜像。
然后可以把镜像上传到Docker仓库（类似npm），其他人就可以下载直接部署，不用考虑环境配置问题
Docker官方文档（点击进入）
  • 容器技术： 容器技术就是一种轻量的虚拟化技术。虚拟机可以模拟物理机，让一台物理机上运行多个系统，我们可以下载一个装好所有环境的系统镜像到虚拟机里直接运行。但是虚拟机十分笨重，动辄占用几个g的空间，内容占用也不小。因此有一群人想做一款轻量级的虚拟机——LXC（Linux Container）， 相比传统的虚拟化技术，它与宿主机共用一个内核，性能损耗小，不需要指令级模拟，不需要即时编译，容器可以在CPU核心的本地运行指令，避免了准虚拟化和系统调用替换中的复杂性，轻量级隔离，在隔离的同时还提供共享机制，以实现容器与宿主机的资源共享，总之就是只保留最核心的那点功能。虚拟机可能需要几个g，但是Docker只要几mb。而Docker的底层就是用LXC实现的，LXC将linux进程沙盒化，使得进程之间相互隔离，并且能对各进程资源合理分配。
  • Docker和虚拟机的区别 从上图可以看出，传统的虚拟机，每运行一个应用就得有一个完整的系统支撑（一个系统跑多个应用可能不稳定不安全，因此要隔离)，每个系统都跑自己的内核，虚拟机还得模拟一整套的硬件出来，性能消耗极高，抽象层也巨多。而docker将每个应用隔离起来，由dockers管理程序直接使用宿主机的内核，多个应用共享一个内核，大大降低了负担，充分发挥宿主机的性能。虚拟机是一个人给他盖一栋楼办公，而docker是给所有人盖一栋楼办公，一人给一个独立小房间。
  • Docker的作用
      1. 第一个就是开头说的，更方便的部署项目，不用考虑环境的搭建。
      1. 第二个就是让一个服务器跑多个容器实例，充分压榨服务器性能。

Docker工作过程简述

notion image
img
如上图：
  • image：镜像，用于创建docker容器的模板。
  • container：容器，镜像运行时的实例，用虚拟机类比：镜像就是一个系统的iso镜像，而容器就是用这个镜像跑起来的一个个系统。
  • Registry：docker资料库，一个registry可以包含多个仓库repository，而一个仓库包含多个标签，每个标签对应一个镜像。而这个registry的概念和git仓库的概念差不多，我们可以建立私有的registry，也可以用官方的docker hub。

安装docker

本文使用cenOS 7系统。
1. 查看Linux系统内核版本是否符合
输入命令
，最好3.10以上
notion image
或者输入 # cat /etc/os-release ，查看版本发布信息。不同系统可以在官方文档查看安装要求
2.卸载旧版本
输入命令卸载旧版本
3.下载yum工具包
4.用yum添加docker仓库
5.更新yum索引
6.安装docker
7.启动docker
8.判断docker是否启动成功
到这里就已经成功安装docker了，下面用一个hello world示例来初步体验一下。
9.Hello World！
notion image
image-20230111192720918
再次运行命令 docker run hello-world 即可成功运行。 10.查看拉取的镜像
notion image
image-20230111192946407
11.卸载docker

Docker常用命令

Docker官方文档（点击进入）

帮助命令

命令
作用
docker version
显示版本信息
docker info
显示系统信息，包括容器和镜像数量
docker 命令 --help
命令帮助信息

镜像命令

docker image : 列出本地镜像信息

名词解释：
  • REPOSITORY：镜像的仓库源
  • TAG ：镜像的标签
  • IMAGE ID：镜像的id
  • CREATED：镜像创建时间
  • SIZE：镜像大小
可选项：
  • a ：列出所有镜像
  • q ：只显示id
  • 通常两个连用，显示所有镜像id docker images -aq

docker search 镜像名称：搜索docker hub 上的镜像

和在DockerHub搜索一样
可选项：
  • filter：过滤，比如 dockers search --filter=stars=4000 搜索stars不少于4000的镜像

docker pull 远程镜像名称 ：下载镜像

注：docker pull imge_name:tag 可以指定tag，tag通常用于标记版本，tag默认为latest即最新版本。

docker rmi 镜像id/镜像名称：删除指定镜像

docker tag 给镜像打标签

打了tag后会生成一个新镜像

容器命令

docker run：新建容器并启动

docker run 命令以镜像为模板创建一个容器，并且运行容器
-p选项暴露端口，因为访问请求先要通过宿主机的端口，再通过容器的端口，因此 -p 主机端口:容器端口 可以把宿主机的端口和容器的端口打通，建立一个映射。比如 docker run -p 3080:8080 某镜像，就可以让请求先访问宿主机的3080端口，再访问容器的8080端口。

docker ps：查看运行的容器

docker ps 类似linux命令中的ps进程查看命令，可以查看运行中或曾经运行过的容器的信息。

退出容器

注：容器退出后并不会被删除，用docker ps -a 查看所有存在的容器

删除容器

启动和停止容器

其他命令

查看日志

查看容器中的进程信息

查看容器的元数据

进入容器

前面说过，docker类似一种极简虚拟机，所以一个容器就相当于一个正在运行的linux系统，我们进入这个容器就是进入这个系统。

主机和容器间的文件拷贝

性能监控

命令图示

notion image
img

Docker镜像的原理

bootfs和rootfs

fs即file system 文件系统，Linux系统的文件系统由bootfs和rootfs组成
  • bootfs：包含bootloader和kernel，bootLoader用于引导内核kernel，你等待电脑开机的那段时间就首先调用了bootLoader然后引导内核加载进内存，bootloader就被卸载释放内存。
  • rootfs：包含典型的目录结构，包括/dev, /proc, /bin, /etc, /lib, /usr, and /tmp等，还有运行应用所需要的各种文件。用户可以对这个文件进行修改,Linux 系统在启动时，roofs 首先会被挂载为只读模式，然后在启动完成后被修改为读写模式，随后它们就可以被修改了。
bootfs在众多linux发行版中都大致一样，而rootfs在不同的发行版中通常不同，比如ubuntu和centos

UnionFS(Union File System)联合文件系统

UnionFS（联合文件系统）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，可以把多个目录(也叫分支)内容联合挂载到同一个目录下，而目录的物理位置是分开的，并且允许可读和可写目录并存。也就是说unionfs可以把多个文件系统联合成一个单一的文件系统，这个联合起来的新文件系统可以对其中任意的文件进行操作，但其实并没有改变原来的文件，因为这里使用了写时复制技术。
写时复制(copy-on-write简称CoW)：也叫隐式共享，是一种对可修改资源实现高效复制的资源管理技术。它的思想是，如果一个资源是重复的，但没有任何修改，这时候并不需要立即创建一个新的资源；这个资源可以被新旧实例共享。创建新资源发生在第一次写操作，也就是对资源进行修改的时候。通过这种资源共享的方式，可以显著地减少未修改资源复制带来的消耗，但是也会在进行资源修改的时候增减小部分的开销。
我们用docker pull 命令下载镜像时看到的分层下载的方式就是基于这个系统。

UnionFS在Docker镜像中的使用

Docker镜像的设计中引入了层(layer)的概念，对镜像的每一步修改，都会生成一个层，一个层也就是一个文件系统，而UnionFS就把这所有的文件系统目录联合起来生成一个单一的根目录。
notion image
image-20230112214225531
最底层的内核就是用的宿主机的，因为不同发行版本linux的bootfs都是一样的。
我们可以发现docker中的centos镜像就两百兆，因为它主要只包含了rootfs部分，其它都用的宿主机的。
一个应用的运行，需要许多的依赖，比如Tomcat需要jdk，而其它应用也需要jdk，因此jdk就可以单独一层，而其它需要jdk的应用都共用这一个jdk，它们本身的层建立在这个jdk层之上。而这个jdk也也是一个镜像，也就是说，一个镜像需要一系列基础的镜像，而基础的镜像时可以重复利用的。
当我们下载一个镜像时，会先寻找本地有没有基础镜像，如果有基础镜像就只下载没有的层。
notion image
image-20230112220450283
容器运行时：我们说过镜像是一个模板，需要用它来创建容器，容器才是实实在在运行的实例。这时有几个个疑问：容器是拷贝整个镜像到内存然后运行吗？这样未免太浪费内存，实际上容器都基于同一个镜像运行，那如果有多个容器，其中一个对文件进行了改动，会影响其他容器吗？
这就体现了uninFS的强大之处了，镜像通常都是只读的。在运行容器时，最上面会新建一个可以读写的容器层，而我们对文件的所有修改都存在这个新的层中，也就是运用了unionFS的写时复制技术。所以对容器的改变不会影响镜像（如上图）
容器

Commit镜像

一个例子

下面通过一个实例来演示一个镜像的制作过程
  1. 首先得有一个基础镜像，下载一个tomcat镜像并运行一个容器（tomcat是一个轻量级应用服务器，可以在上面运行一个网站）
    1. 你会发现网站是404，因为官方tomcat镜像并不完整，我们需要把tomcat目录下面的webapps.dist目录内的内容全部复制到webapps目录里，相当于本来有个默认网页，但是必须放在webapp文件夹里才能访问
        2. 再访问 ipddress:8080 就能看到网页显示了
    1. 刚才我们对这个容器的文件进行了修改，这些修改并不会影响基础镜像tomcat，而是在最上面的可读写的容器层进行的。现在，我们可以把这多加的一层也打包进镜像里，成为一个能直接运行默认网页的镜像。也就是说这个容器可以变成一个镜像！

    docker commit

    利用这个命令将上面例子中的容器变为镜像
    如下图我们可以看到返回了一个镜像id，然后镜像列表里也多了tomcatpro
    notion image
    image-20230112231509281
    由此可以看出，镜像是由一些一开始就有的基础镜像，然后在容器层中修改，打包成新镜像，然后又有人以新镜像为基础，又添加新的层变成另一个镜像，这样一层一层的添加就成了如今众多的docker镜像。
    目前我们的镜像还在本地，之后再学习如何上传到docker hub和全世界的coder分享。

    容器数据卷

    基本使用

    问题引导：我们运行了一个容器，它在运行时会产生很多数据，但是数据都存在容器里，一旦容器删除，数据就丢失了。还有就是我们想让本地的数据传输进容器，要是每次都必须手动docker cp，就会十分麻烦。所有我们需要一种方法，将容器的数据和本地的数据同步起来。
    卷技术： 数据卷就是宿主机上的一个可供容器使用的目录。可以将容器内的目录挂在到宿主机上（类似虚拟机中linux和本地Windows的共享文件夹）。这样容器内的目录和宿主机上的目录形成映射，共享同一个目录(同一个物理地址)，并且也支持容器与容器之间共享。
    使用 docker run -v 主机目录:容器目录 可以在容器目录上挂载一个主机目录，当容器删除时，数据还保留在宿主机中。
    当主机中文件发生变动，容器中也会同步，反之容器目录变动主机也会同步（本质上是一个物理数据），形成双向的连接。甚至同一个数据卷可以挂载到多个容器上
    notion image
    image-20230114212335253

    具名挂载和匿名挂载与docker volume命令

    匿名挂载
    直接使用 -v 容器内路径 ，只指定容器内路径，不指定容器外路径，可以实现匿名挂载
    docker volume ls 可以查看数据卷列表信息
    notion image
    可见，匿名挂载后，系统会为该数据卷随机分配一个名字。
    具名挂载
    • v 数据卷名字:容器内路径 冒号前如果是斜杠开头/xxx 就是主机路径，如果只写一个单词就是指定数据卷名字，这样就能自己为数据卷分配一个名字。
    可以看到数据卷更详细的信息。
    notion image
    可见，如果没有指定主机目录的位置，那么数据卷默认在
    /var/lib/docker/volumes/
    目录下。
    具名挂载能更方便的找到卷的位置，因此常用具名挂载
    权限问题
    • v 容器路径:ro/rw 可以指定卷的权限

    数据卷容器

    docker run --volume-from 父容器名 将容器挂载到父容器上，父容器也叫数据卷容器。 数据卷容器是挂载了数据卷的容器，卷目录是映射到宿主机上的，而--volume-from 命令告诉子容器也要挂载到这个或这些卷上，类似一种继承关系。因此子容器也是挂载到宿主机上的，当数据卷容器被停止或删除，并不影响子容器继续挂载宿主机上对应的卷。

    DockerFile

    DockerFile是一种脚本文件，用来构建镜像。而前面说过镜像是一种层级结构，因此针对每一层就可以用特定指令规定怎么创建。

    指令

    dockerfile文件中会写许多脚本指令，有如下特点：
    • 关键字大写（规范）
    • 从上到下顺序执行
    • 注释用 # 开头
    写好Dockerfile脚本后，用docker build 命令创建镜像

    实战

    docker histroy 镜像id 可以查看镜像的是如何用指令一步步构建的

    易混指令

    ADD和COPY

    两者都是把本地文件拷贝到镜像中，没有指定路径默认在上下文目录中寻找
    • ADD除了能做到这个，还能
      • 通过url下载文件
      • 将解压压缩文件添加到镜像中

    RUN，CMD和ENTRYPOINT

    三者都是指定一个命令执行，但是如下区别
    RUN：
    • RUN是在镜像的构建过程中执行，用指定的这些命令对容器内进行修改，最后的镜像是经过这些命令处理过的
    • 可以执行多个RUN，一步步的处理镜像内容。
    CMD和ENTRYPOINT：
    两个都是用这个镜像来创建并执行容器后运行，即docker run之后运行命令。
    并且有多个CMD和ENTRYPOINT时，只执行最后一个。
    区别如下：
    • CMD：如果执行docker run 某镜像 命令 后面跟了个命令或参数，这个命令或参数会覆盖掉CMD的命令。 比如dockerfile里的命令是CMD ["ls","-a"]
      • 如果用这个镜像执行容器时是docker run 镜像 echo "over"，则最后只会运行echo "over" 命令；
      • 如果用这个镜像执行容器时是docker run 镜像 -l ，则最后只会执行l这个参数，便会报错
    • ENTRYPOINT和CMD作用几乎一样，但是不会被docker run 某镜像 命令 的命令或参数覆盖掉，而是在后面追加命令或参数。
      • 如果这个镜像执行的容器时是docker run 镜像 echo "over"，则最后会运行ls -a echo "over" 命令；
      • 如果用这个镜像执行容器时是docker run 镜像 -l ，则最后会执行ls -al，将参数追加。

    发布镜像

    发布到docker hub

    1. 注册 https://hub.docker.com/ 的账号，并保证可以登录
    1. 在客户端登录
      1. 发布镜像

        发布到阿里云等云服务提供商

        参见官方
        笔记
      2. docker
      3. 容器
        4. JS中的正则表达式Logseq入门
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