Docker研究文档

综述

Docker 是一个开源的应用容器引擎,基于 Go 语言 并遵从 Apache2.0 协议开源。

Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中,然后发布到任何流行的 Linux 机器上,也可以实现虚拟化。

容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口(类似 iPhone 的 app),更重要的是容器性能开销极低。

Docker 从 17.03 版本之后分为 CE(Community Edition: 社区版) 和 EE(Enterprise Edition: 企业版),我们用社区版就可以了。

详细内容

安装

windows

https://docs.docker.com/desktop/windows/install/

windows 安装需要wsl2支持以及 hyper-v

Windows 11 64-bit: Home or Pro version 21H2 or higher, or Enterprise or Education version 21H2 or higher.
Windows 10 64-bit: Home or Pro 21H1 (build 19043) or higher, or Enterprise or Education 20H2 (build 19042) or higher.
Enable the WSL 2 feature on Windows. For detailed instructions, refer to the Microsoft documentation.
The following hardware prerequisites are required to successfully run WSL 2 on Windows 10 or Windows 11:
64-bit processor with Second Level Address Translation (SLAT)
4GB system RAM
BIOS-level hardware virtualization support must be enabled in the BIOS settings. For more information, see Virtualization.
Download and install the Linux kernel update package.

安装 Hyper-V
Hyper-V 是微软开发的虚拟机,类似于 VMWare 或 VirtualBox,仅适用于 Windows 10。这是 Docker Desktop for Windows 所使用的虚拟机。

但是,这个虚拟机一旦启用,QEMU、VirtualBox 或 VMWare Workstation 15 及以下版本将无法使用!如果你必须在电脑上使用其他虚拟机(例如开发 Android 应用必须使用的模拟器),请不要使用 Hyper-V!

linux

Docker Engine-Community 支持以下的 Ubuntu 版本:

Xenial 16.04 (LTS)
Bionic 18.04 (LTS)
Cosmic 18.10
Disco 19.04
其他更新的版本……
Docker Engine - Community 支持上 x86_64(或 amd64)armhf,arm64,s390x (IBM Z),和 ppc64le(IBM的Power)架构。

使用官方安装脚本自动安装

安装命令如下:

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

也可以使用国内 daocloud 一键安装命令:

curl -sSL https://get.daocloud.io/docker | sh
手动安装

卸载旧版本
Docker 的旧版本被称为 docker,docker.io 或 docker-engine 。如果已安装,请卸载它们:

$ sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc

当前称为 Docker Engine-Community 软件包 docker-ce 。

安装 Docker Engine-Community,以下介绍两种方式。

使用 Docker 仓库进行安装
在新主机上首次安装 Docker Engine-Community 之前,需要设置 Docker 仓库。之后,您可以从仓库安装和更新 Docker 。

设置仓库
更新 apt 包索引。

$ sudo apt-get update

安装 apt 依赖包,用于通过HTTPS来获取仓库:

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

添加 Docker 的官方 GPG 密钥:

$ curl -fsSL https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -
9DC8 5822 9FC7 DD38 854A E2D8 8D81 803C 0EBF CD88 

通过搜索指纹的后8个字符,验证您现在是否拥有带有指纹的密钥。

$ sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88

pub rsa4096 2017-02-22 [SCEA]
9DC8 5822 9FC7 DD38 854A E2D8 8D81 803C 0EBF CD88
uid [ unknown] Docker Release (CE deb) docker@docker.com
sub rsa4096 2017-02-22 [S]
使用以下指令设置稳定版仓库

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

安装 Docker Engine-Community
更新 apt 包索引。

$ sudo apt-get update

安装最新版本的 Docker Engine-Community 和 containerd ,或者转到下一步安装特定版本:

$ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

要安装特定版本的 Docker Engine-Community,请在仓库中列出可用版本,然后选择一种安装。列出您的仓库中可用的版本:

$ apt-cache madison docker-ce

  docker-ce | 5:18.09.1~3-0~ubuntu-xenial | https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu  xenial/stable amd64 Packages
  docker-ce | 5:18.09.0~3-0~ubuntu-xenial | https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu  xenial/stable amd64 Packages
  docker-ce | 18.06.1~ce~3-0~ubuntu       | https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu  xenial/stable amd64 Packages
  docker-ce | 18.06.0~ce~3-0~ubuntu       | https://mirrors.ustc.edu.cn/docker-ce/linux/ubuntu  xenial/stable amd64 Packages
  ...

使用第二列中的版本字符串安装特定版本,例如 5:18.09.1~3-0~ubuntu-xenial。

$ sudo apt-get install docker-ce=<VERSION_STRING> docker-ce-cli=<VERSION_STRING> containerd.io

测试 Docker 是否安装成功,输入以下指令,打印出以下信息则安装成功:

$ sudo docker run hello-world

Unable to find image 'hello-world:latest' locally
latest: Pulling from library/hello-world
1b930d010525: Pull complete                                                                                                                                  Digest: sha256:c3b4ada4687bbaa170745b3e4dd8ac3f194ca95b2d0518b417fb47e5879d9b5f
Status: Downloaded newer image for hello-world:latest


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


To generate this message, Docker took the following steps:
 1. The Docker client contacted the Docker daemon.
 2. The Docker daemon pulled the "hello-world" image from the Docker Hub.
    (amd64)
 3. The Docker daemon created a new container from that image which runs the
    executable that produces the output you are currently reading.
 4. The Docker daemon streamed that output to the Docker client, which sent it
    to your terminal.


To try something more ambitious, you can run an Ubuntu container with:
 $ docker run -it ubuntu bash


Share images, automate workflows, and more with a free Docker ID:
 https://hub.docker.com/


For more examples and ideas, visit:
 https://docs.docker.com/get-started/
 ```

使用 Shell 脚本进行安装
Docker  get.docker.com  test.docker.com 上提供了方便脚本,用于将快速安装 Docker Engine-Community 的边缘版本和测试版本。脚本的源代码在 docker-install 仓库中。 不建议在生产环境中使用这些脚本,在使用它们之前,您应该了解潜在的风险:

脚本需要运行 root 或具有 sudo 特权。因此,在运行脚本之前,应仔细检查和审核脚本。

这些脚本尝试检测 Linux 发行版和版本,并为您配置软件包管理系统。此外,脚本不允许您自定义任何安装参数。从 Docker 的角度或您自己组织的准则和标准的角度来看,这可能导致不支持的配置。

这些脚本将安装软件包管理器的所有依赖项和建议,而无需进行确认。这可能会安装大量软件包,具体取决于主机的当前配置。

该脚本未提供用于指定要安装哪个版本的 Docker 的选项,而是安装了在 edge 通道中发布的最新版本。

如果已使用其他机制将 Docker 安装在主机上,请不要使用便捷脚本。

本示例使用 get.docker.com 上的脚本在 Linux 上安装最新版本的Docker Engine-Community。要安装最新的测试版本,请改用 test.docker.com。在下面的每个命令,取代每次出现 get  test。

```bash
$ curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
$ sudo sh get-docker.sh

如果要使用 Docker 作为非 root 用户,则应考虑使用类似以下方式将用户添加到 docker 组:

$ sudo usermod -aG docker your-user

docker 指令

docker 容器使用

# 获取镜像
docker pull ubuntu

# 启动容器
docker run -it ubuntu /bin/bash
# -i 交互式操作
# -t 终端
# ubuntu:ubutnu镜像
# /bin/bash :放在镜像名后的是命令,这里我们希望有个交互式 Shell,因此用的是 /bin/bash
# 退出终端 exit
docker run -itd --network=host -v /mnt/Disk00/whh:/mnt/develop --name=whhDevelop ubuntu:jammy

# 查看所有容器
docker ps -a
docker ps # 查看正在运行的容器

# 查看容器的端口映射
docker port b750bbbcfd88

# 启动指定容器
docker start b750bbbcfd88

# 后台运行容器
docker run -itd --name ubuntu-test ubuntu /bin/bash
# 使用 -d 参数时不会进入容器
# 使用 docker exec 进入容器

# 停止指定容器
# docker stop <容器 ID>
docker stop b750bbbcfd88

# 重启指定容器
# docker restart <容器 ID>
docker restart b750bbbcfd88

# 进入容器
docker attach b750bbbcfd88
# 此时若使用 exit 退出容器,会导致容器停止

# 进行容器
docker exec -it b750bbbcfd88 /bin/bash
# 此时使用 exit 退出容器不胡子导致容器停止

# 导出容器
docker export b750bbbcfd88 > ubuntu.tar
# 导出容器 b750bbbcfd88 快照到本地文件 ubuntu.tar

# 导入容器快照
cat docker/ubuntu.tar | docker import - test/ubuntu:v1
# 也可以提供 url 或者目录 导入
docker import http://example.com/exampleimage.tgz example/imagerepo

# 删除容器
docker rm -f b750bbbcfd88

# 清除所有终止的容器
docker container prune

# 运行web应用
docker pull training/webapp   # 载入镜像
docker run -d -P training/webapp python app.py  # -P 将容器内部使用的网络端口随机映射到我们使用的主机上

# 查看web应用程序日志
docker logs -f b750bbbcfd88 # -f 输出容器内部的标准输出

# 查看web应用程序容器的进程
docker top b750bbbcfd88

# 检查docker的底层信息
docker inspect b750bbbcfd88

# 停止web应用容器
docker stop b750bbbcfd88

# 查询最后一次创建的容器
docker ps -l

docker 镜像使用

# 列出本地主机上的镜像
docker images

# 下载镜像
docker pull 镜像

# 查找镜像
docker search 镜像

# 使用镜像
docker run 镜像

# 创建镜像
# 1 从已经创建的容器中更新镜像并提交
# 2 使用 dockfile 指令来创建一个新的镜像
docker run -it ubuntu:15.10 /bin/bash
# 处理
docker commit -m="has update" -a="runoob" e218edb10161 runoob/ubuntu:v2
# -a 镜像作者
# e218edb10161 容器id
# runoob/ubuntu:v2 指定要创建的目标镜像名

# 从零开始创建新的镜像
# 先创建 Dockfile ,内容包括如下
# FROM    centos:6.7
# MAINTAINER      Fisher "fisher@sudops.com"
#
# RUN     /bin/echo 'root:123456' |chpasswd
# RUN     useradd runoob
# RUN     /bin/echo 'runoob:123456' |chpasswd
# RUN     /bin/echo -e "LANG=\"en_US.UTF-8\"" >/etc/default/local
# EXPOSE  22
# EXPOSE  80
# CMD     /usr/sbin/sshd -D
docker build -t runoob/centos:6.7

# 设置镜像标签
docker tag 860c279d2fec runoob/centos:dev

dockerfile

Dockerfile 是一个用来构建镜像的文本文件,文本内容包含了一条条构建镜像所需的指令和说明。

FROM:定制的镜像都是基于 FROM 的镜像,这里的 nginx 就是定制需要的基础镜像。后续的操作都是基于 nginx。
RUN:用于执行后面跟着的命令行命令。

RUN <命令行命令>
# <命令行命令> 等同于,在终端操作的 shell 命令。

RUN ["可执行文件", "参数1", "参数2"]
# 例如:
# RUN ["./test.php", "dev", "offline"] 等价于 RUN ./test.php dev offline

注意:Dockerfile 的指令每执行一次都会在 docker 上新建一层。所以过多无意义的层,会造成镜像膨胀过大。例如:

FROM centos
RUN yum -y install wget
RUN wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz"
RUN tar -xvf redis.tar.gz

以上执行会创建 3 层镜像。可简化为以下格式:

FROM centos
RUN yum -y install wget \
    && wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz" \
    && tar -xvf redis.tar.gz

如上,以 && 符号连接命令,这样执行后,只会创建 1 层镜像。

COPY 复制指令,从上下文目录中复制文件或者目录到容器里指定路径。

COPY [--chown=<user>:<group>] <源路径1>...  <目标路径>
COPY [--chown=<user>:<group>] ["<源路径1>",...  "<目标路径>"]

[--chown=<user>:<group>]:可选参数,用户改变复制到容器内文件的拥有者和属组。
<源路径>:源文件或者源目录,这里可以是通配符表达式,其通配符规则要满足 Go 的 filepath.Match 规则。例如:

COPY hom* /mydir/
COPY hom?.txt /mydir/

<目标路径>:容器内的指定路径,该路径不用事先建好,路径不存在的话,会自动创建。

ADD 指令和 COPY 的使用格类似(同样需求下,官方推荐使用 COPY)。功能也类似,不同之处如下:

  • ADD 的优点:在执行 <源文件> 为 tar 压缩文件的话,压缩格式为 gzip, bzip2 以及 xz 的情况下,会自动复制并解压到 <目标路径>。
  • ADD 的缺点:在不解压的前提下,无法复制 tar 压缩文件。会令镜像构建缓存失效,从而可能会令镜像构建变得比较缓慢。具体是否使用,可以根据是否需要自动解压来决定。

CMD 类似于 RUN 指令,用于运行程序,但二者运行的时间点不同:

  • CMD 在docker run 时运行。
  • RUN 是在 docker build。

作用:为启动的容器指定默认要运行的程序,程序运行结束,容器也就结束。CMD 指令指定的程序可被 docker run 命令行参数中指定要运行的程序所覆盖。

注意:如果 Dockerfile 中如果存在多个 CMD 指令,仅最后一个生效。

格式:

CMD <shell 命令> 
CMD ["<可执行文件或命令>","<param1>","<param2>",...] 
CMD ["<param1>","<param2>",...]  # 该写法是为 ENTRYPOINT 指令指定的程序提供默认参数

推荐使用第二种格式,执行过程比较明确。第一种格式实际上在运行的过程中也会自动转换成第二种格式运行,并且默认可执行文件是 sh。

ENTRYPOINT 类似于 CMD 指令,但其不会被 docker run 的命令行参数指定的指令所覆盖,而且这些命令行参数会被当作参数送给 ENTRYPOINT 指令指定的程序。

但是, 如果运行 docker run 时使用了 --entrypoint 选项,将覆盖 ENTRYPOINT 指令指定的程序。

优点:在执行 docker run 的时候可以指定 ENTRYPOINT 运行所需的参数。

注意:如果 Dockerfile 中如果存在多个 ENTRYPOINT 指令,仅最后一个生效。

格式:

ENTRYPOINT ["<executeable>","<param1>","<param2>",...]
可以搭配 CMD 命令使用:一般是变参才会使用 CMD ,这里的 CMD 等于是在给 ENTRYPOINT 传参,以下示例会提到。

示例:

假设已通过 Dockerfile 构建了 nginx:test 镜像:

FROM nginx

ENTRYPOINT ["nginx", "-c"] # 定参
CMD ["/etc/nginx/nginx.conf"] # 变参 

1、不传参运行

$ docker run  nginx:test

容器内会默认运行以下命令,启动主进程。

nginx -c /etc/nginx/nginx.conf

2、传参运行

$ docker run  nginx:test -c /etc/nginx/new.conf

容器内会默认运行以下命令,启动主进程(/etc/nginx/new.conf:假设容器内已有此文件)

nginx -c /etc/nginx/new.conf

ENV 设置环境变量,定义了环境变量,那么在后续的指令中,就可以使用这个环境变量。

格式:

ENV <key> <value>
ENV <key1>=<value1> <key2>=<value2>...

以下示例设置 NODE_VERSION = 7.2.0 , 在后续的指令中可以通过 $NODE_VERSION 引用:

ENV NODE_VERSION 7.2.0

RUN curl -SLO "https://nodejs.org/dist/v$NODE_VERSION/node-v$NODE_VERSION-linux-x64.tar.xz" \
  && curl -SLO "https://nodejs.org/dist/v$NODE_VERSION/SHASUMS256.txt.asc"

ARG 构建参数,与 ENV 作用一致。不过作用域不一样。ARG 设置的环境变量仅对 Dockerfile 内有效,也就是说只有 docker build 的过程中有效,构建好的镜像内不存在此环境变量。

构建命令 docker build 中可以用 --build-arg <参数名>=<值> 来覆盖。

格式:

ARG <参数名>[=<默认值>]

VOLUME 定义匿名数据卷。在启动容器时忘记挂载数据卷,会自动挂载到匿名卷。

作用:

避免重要的数据,因容器重启而丢失,这是非常致命的。
避免容器不断变大。
格式:

VOLUME ["<路径1>", "<路径2>"...]
VOLUME <路径>

在启动容器 docker run 的时候,我们可以通过 -v 参数修改挂载点。

EXPOSE 仅仅只是声明端口。

作用:

帮助镜像使用者理解这个镜像服务的守护端口,以方便配置映射。
在运行时使用随机端口映射时,也就是 docker run -P 时,会自动随机映射 EXPOSE 的端口。
格式:

EXPOSE <端口1> [<端口2>...]

WORKDIR 指定工作目录。用 WORKDIR 指定的工作目录,会在构建镜像的每一层中都存在。(WORKDIR 指定的工作目录,必须是提前创建好的)。

docker build 构建镜像过程中的,每一个 RUN 命令都是新建的一层。只有通过 WORKDIR 创建的目录才会一直存在。

格式:

WORKDIR <工作目录路径>

USER 用于指定执行后续命令的用户和用户组,这边只是切换后续命令执行的用户(用户和用户组必须提前已经存在)。

格式:

USER <用户名>[:<用户组>]

HEALTHCHECK 用于指定某个程序或者指令来监控 docker 容器服务的运行状态。

格式:

HEALTHCHECK [选项] CMD <命令>:设置检查容器健康状况的命令
HEALTHCHECK NONE:如果基础镜像有健康检查指令,使用这行可以屏蔽掉其健康检查指令

HEALTHCHECK [选项] CMD <命令> : 这边 CMD 后面跟随的命令使用,可以参考 CMD 的用法。

ONBUILD 用于延迟构建命令的执行。简单的说,就是 Dockerfile 里用 ONBUILD 指定的命令,在本次构建镜像的过程中不会执行(假设镜像为 test-build)。当有新的 Dockerfile 使用了之前构建的镜像 FROM test-build ,这时执行新镜像的 Dockerfile 构建时候,会执行 test-build 的 Dockerfile 里的 ONBUILD 指定的命令。

格式:

ONBUILD <其它指令>

LABEL 指令用来给镜像添加一些元数据(metadata),以键值对的形式,语法格式如下:

LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> ...

比如我们可以添加镜像的作者:

LABEL org.opencontainers.image.authors="runoob"

构建镜像

Dockerfile 文件的存放目录下,执行构建动作。
以下示例,通过目录下的 Dockerfile 构建一个 nginx:v3(镜像名称:镜像标签)。

$ docker build -t nginx:v3 .