Docker教程(万字图文全面详解)

Docker是什么?

Docker是容器的一种，容器指的是：一种轻量级、可移植、自包含的软件打包技术，使应用程序可以在几乎任何地方以相同的方式运行。

容器技术本质上是：对计算机资源的隔离与控制，可以理解为一种沙盒技术，沙盒就像集装箱一样。

Docker是一个开源的容器引擎，是容器概念的落地实现，诞生于 2013 年初，最初是 dotCloud 公司内部的一个业余项目。

 

 

为什么用Docker?

作为一种新兴的虚拟化方式，Docker 跟传统的虚拟化方式相比具有众多的优势。

Docker 在如下几个方面具有较大的优势：

1.提升系统资源利用率

Docker容器是一种轻量级的虚拟化技术，目的和虚拟机一样，都是为了创造“隔离环境”，但是它不像VM采用操作系统级的资源隔离，容器采用的是进程级的系统隔离。

比较上面两张图，我们发现虚拟机是携带操作系统，本身很小的应用程序却因为携带了操作系统而变得非常大，很笨重。

Docker是不携带操作系统的，所以Docker的应用就非常的轻巧，Docker 对系统资源的利用率很高，一台主机上可以同时运行数千个 Docker 容器。

 

2.更快速的交付和部署

Docker 容器很轻很快，容器的启动时间是秒级的，大量地节约开发、测试、部署的时间。

 

3.高效的部署和扩容

Docker 容器几乎可以在任意的平台上运行，包括物理机、虚拟机、公有云、私有云、个人电脑、服务器等。

这种兼容性可以让用户把一个应用程序从一个平台直接迁移到另外一个。

 

4.更简单的管理

使用 Docker，只需要小小的修改，就可以替代以往大量的更新工作。所有的修改都以增量的方式被分发和更新，从而实现自动化并且高效的管理。

 

Docker核心技术

Docker技术的三大核心概念，分别是：Docker镜像、Docker容器、Docker仓库。

1.Docker镜像

Docker镜像是一种轻量级可执行的独立软件包，Docker镜像提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件，组成了Docker容器的静态文件系统运行环境。

简单的理解为：Docker镜像是Docker 容器的静态视角，Docker镜像是启动Docker容器的基础。

我们可以使用 docker images 来列出本地主机上的Docker镜像：

docker images

示例：

[root@mikechen ~]# docker image ls -a
REPOSITORY                                                     TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
node                                                           latest              5377c9a2fb1f        5 weeks ago         943MB
openzipkin/zipkin                                              latest              1850194f377c        3 months ago        160MB
rancher/server                                                 stable              98d8bb571885        6 months ago        1.08GB
redis                                                          5.0.7               7eed8df88d3b        8 months ago        98.2MB
hello-world                                                    latest              bf756fb1ae65        10 months ago       13.3kB

参数介绍：

• REPOSITORY：表示镜像的仓库源；
• TAG：镜像的标签；
• IMAGE ID：镜像ID；
• CREATED：镜像创建时间；
• SIZE：镜像大小；

 

2.Docker容器

容器就是一个存放东西的地方，就像书包可以装各种文具、衣柜可以放各种衣服、鞋架可以放各种鞋子一样。

我们现在所说的容器存放的东西，更偏向于应用比如：网站、程序甚至是系统环境。

容器技术本质上是：对计算机资源的隔离与控制，可以理解为一种沙盒技术，沙盒就像集装箱一样。

Docker是容器的一种，除此之外：还有其他容器，比如：CoreOS 的 rkt，Docker是一个开源的容器引擎。

 

3.Docker仓库

Docker仓库，英文名Repository，就是集中存放Docker镜像的地方。

Docker官方维护了一个公共仓库：https:/hub.docker.com，这里提供了可以满足大部分需求的Docker镜像。

除了Docker官方提供了 Docker Hub的镜像服务，国内一些云服务商也提供类似于 Docker Hub 的公开服务。

比如：阿里云、腾讯云、网易云、DaoCloul等镜像服务，这些镜像服务被称为加速器。

我们可以通过修改daemon配置文件/etc/docker/daemon.json来使用加速器。

比如使用阿里云，配置如下：

 

Docker下载

官网下载地址：

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

Docker 官方安装文档地址如下：

https://docs.docker.com/engine/install/

根据官方文档的介绍，Docker 的安装归为两类，分别是 Descktop 和 Server。

对于 Windows 操作系统，可以直接下载 Desktop 安装程序，上面我下载的就是：Docker的Descktop 安装程序。

如果是在 Linux 服务器上，则可以使用脚本安装或下载 Server 安装包，比如：.deb 和 .rpm来安装。

 

Docker安装

在安装docker之前，我们需要启用Hyper-V以在 Windows 10上创建虚拟机。

Hyper-V是微软提出的一种系统管理程序虚拟化技术，能够实现桌面虚拟化。

首先：按下win+R 

其次：输入optionalfeatures ，然后再回车，找到Hyper-V选项。

如下图所示：

全部勾选上，点击确定要重启一下。

 

3.运行下载好的安装文件

双击Docker Desktop Installer.exe运行安装程序，一路 Next，点击 Finish 完成安装。

有时候我们会收到WSL 2 安装错误报错信息，如下图所示：

WSL，全称Windows Subsystem for Linux，指的是适用于 Linux 的 Windows 子系统的简写。

安装wsl2

我们下载linux内核更新包一路安装即可，从微软的官网寻找安装地址：

https://docs.microsoft.com/zh-cn/windows/wsl/install-manual#step-4---download-the-linux-kernel-update-package

下载Linux on Windows with WSL，安装Linux内核更新包。

docker启动，出现如下界面，安装成功了。

 

Docker命令使用

1.启动Docker

要在启动的一个容器，可以运行start命令。

命令如下：

docker start [容器名/ID]

Docker start命令本质为容器文件系统创建了一个进程隔离空间。

 

2.停止容器

命令如下：

docker stop [容器名/ID]

 

3.列出所有镜像

输入命令：

docker images

通过docker images查看本地已存在的镜像文件：

$ docker images

REPOSITORY   TAG      IMAGE ID        CREATED      SIZE
debian       jessie   f50f9524513f    5 days ago   125.1 MB
debian       latest   f50f9524513f    5 days ago   125.1 MB

 

4.获取镜像

拉取Docker仓库中 该镜像的最新版本，输入命令：

docker image pull [镜像名]

比如：从 Docker Hub下载java最新版镜像

docker pull java

比如：从 Docker Hub下载 REPOSITORY 为 java 的所有镜像

docker pull -a java

 

5.运行镜像

输入命令：

docker run 镜像名

比如拉取tomcat镜像来运行：

docker pull tomcat

docker run tomcat

 

Docker架构

Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式，使用远程API来管理和创建Docker容器。

Docker架构，如下图所示：

Docker 主要有以下几部分组成：

1.  Docker Client 客户端
2.  Docker daemon 守护进程
3.  Docker Image 镜像
4.  Docker Container 容器
5.  Docker Registry 仓库

 

Docker运行流程

1. 用户使用Docker Client ，与 Docker Daemon 建立通信，并发送请求给后者；
2. Docker Daemon 作为 Docker 架构的主体部分，首先提供 Docker Server 的功能，使其可以接收 Docker Client 的请求；
3. Docker Engine 执行 Docker 内部的一系列工作，每一项工作都是以一个 Job 的形式存在；
4. Job 的运行过程中，当需要容器镜像时，则从 Docker Registry 中下载镜像，并通过镜像管理驱动 Graph Driver 将下载镜像以 Graph 的形式存储；
5. 当需要为 Docker 创建网络环境时，通过网络管理驱动 Network driver ，创建并配置 Docker 容器网络环境；
6. 当需要限制 Docker 容器运行资源，或执行用户指令等操作时，则通过 Exec driver 来完成；

 

Docker容器应用

1. 作为云主机使用

相比虚拟机来说，容器使用的是一系列非常轻量级的虚拟化技术，使得其启动、部署、升级跟管理进程一样迅速，用起来灵活又感觉跟虚拟机一样没什么区别。

所以有些人直接使用Docker的Ubuntu等镜像创建容器，当作轻量的虚拟机来使用。

2. 作为服务使用

Docker容器最重要价值在于提供一整套平台无关的标准化技术，简化服务的部署、升级、维护。

只要把需要运维的各种服务打包成标准的集装箱，就可以在任何能运行Docker的环境下跑起来，达到开箱即用的效果，这个特点才是Docker容器风靡全球的根本原因。

 

3. 微服务架构使用

如果说上面两种应用场景还不足以体现出与传统的PaaS平台相比的巨大优势的话。

那么对微服务的架构这种复杂又灵活的使用场景的无缝支持绝对具有革命意义。

微服务架构将传统分布式服务继续拆分解耦，形成一些更小服务模块，服务模块之间独立部署升级，这些特性与容器的轻量、高效部署不谋而合。

陈睿mikechen

10年+大厂架构经验，资深技术专家，就职于阿里巴巴、淘宝、百度等一线互联网大厂。

关注「mikechen」公众号，获取更多技术干货！

后台回复【面试】即可获取《史上最全阿里Java面试题总结》，后台回复【架构】，即可获取《阿里架构师进阶专题全部合集》