写给前端的 Docker 入门终极指南，别再说不会用 Docker 了！

富 Web 时代，应用变得越来越强大，与此同时也越来越复杂。集群部署、隔离环境、灰度发布以及动态扩容缺一不可，而容器化则成为中间的必要桥梁。

本节我们就来探索一下 ​​Docker​​ 的神秘世界，从零到一掌握 ​​Docker​​ 的基本原理与实践操作。别再守着前端那一亩三分地，是时候该开疆扩土了。

一、讲个故事

为了更好的理解 ​​Docker​​ 是什么，我们先来讲个故事：

我需要盖一个房子，于是我搬石头、砍木头、画图纸、盖房子。一顿操作，终于把这个房子盖好了。

结果，住了一段时间，心血来潮想搬到海边去。这时候按以往的办法，我只能去海边，再次搬石头、砍木头、画图纸、盖房子。

烦恼之际，跑来一个魔法师教会我一种魔法。这种魔法可以把我盖好的房子复制一份，做成「镜像」，放在我的背包里。

黑魔法

等我到了海边，就用这个「镜像」，复制一套房子，拎包入住。

是不是很神奇？对应到我们的项目中来，房子就是项目本身，镜像就是项目的复制，背包就是镜像仓库。如果要动态扩容，从仓库中取出项目镜像，随便复制就可以了。Build once，Run anywhere!

不用再关注版本、兼容、部署等问题，彻底解决了「上线即崩，无休止构建」的尴尬。

二、虚拟机与容器

开始之前，我们来做一些基础知识的储备：

1.虚拟机：虚拟化硬件

虚拟机 ​​Virtual Machine​​ 指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的工作在虚拟机中都能够实现。

在计算机中创建虚拟机时，需要将实体机的部分硬盘和内存容量作为虚拟机的硬盘和内存容量。每个虚拟机都有独立的 ​​​CMOS​​、硬盘和操作系统，可以像使用实体机一样对虚拟机进行操作。在容器技术之前，业界的网红是虚拟机。

虚拟机技术的代表，是 ​​VMWare​​ 和 ​​OpenStack​​。更多请参看：

https://baike.baidu.com/item/%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA/104440?fr=aladdin

2.容器：将操作系统层虚拟化，是一个标准的软件单元

• 随处运行：容器可以将代码与配置文件和相关依赖库进行打包，从而确保在任何环境下的运行都是一致的。
• 高资源利用率：容器提供进程级的隔离，因此可以更加精细地设置 CPU 和内存的使用率，进而更好地利用服务器的计算资源。
• 快速扩展：每个容器都可作为单独的进程予以运行，并且可以共享底层操作系统的系统资源，这样一来可以加快容器的启动和停止效率。

3.区别与联系

• 虚拟机虽然可以隔离出很多「子电脑」，但占用空间更大，启动更慢。虚拟机软件可能还要花钱，例如VMWare；
• 容器技术不需要虚拟出整个操作系统，只需要虚拟一个小规模的环境，类似「沙箱」；
• 运行空间，虚拟机一般要几 GB 到 几十 GB 的空间，而容器只需要 MB 级甚至 KB 级；

我们来看一下对比数据：

与虚拟机相比，容器更轻量且速度更快，因为它利用了 ​​Linux​​ 底层操作系统在隔离的环境中运行。虚拟机的 ​​Hypervisor​​ 创建了一个非常牢固的边界，以防止应用程序突破它，而容器的边界不那么强大。

物理机部署不能充分利用资源，造成资源浪费。虚拟机方式部署，虚拟机本身会占用大量资源，导致资源浪费，另外虚拟机性能也很差。而容器化部署比较灵活，且轻量级，性能较好。

虚拟机属于虚拟化技术，而 Docker 这样的容器技术，属于轻量级的虚拟化。

三、认识 Docker

Docker

1.概念

​​Docker​​ 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，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。

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

2.​​​Docker​​ 轻量级的原因？

相信你也会有这样的疑惑：为什么 ​​Docker​​ 启动快？如何做到和宿主机共享内核？

当我们请求 ​​Docker​​ 运行容器时，​​Docker​​ 会在计算机上设置一个资源隔离的环境。然后将打包的应用程序和关联的文件复制到 ​​Namespace​​ 内的文件系统中，此时环境的配置就完成了。之后 ​​Docker​​ 会执行我们预先指定的命令，运行应用程序。

镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

四、核心概念

1.​​Build, Ship and Run​​（搭建、运输、运行）；

2.​​Build once, Run anywhere​​（一次搭建，处处运行）；

3.​​Docker​​ 本身并不是容器，它是创建容器的工具，是应用容器引擎；

4.​​Docker​​ 三大核心概念，分别是：镜像 ​​Image​​，容器 ​​Container​​、仓库 ​​Repository​​；

5.​​Docker​​ 技术使用 ​​Linux​​ 内核和内核功能（例如 ​​Cgroups​​ 和 ​​namespaces​​）来分隔进程，以便各进程相互独立运行。

6.由于 ​​Namespace​​ 和 ​​Cgroups​​ 功能仅在 ​​Linux​​ 上可用，因此容器无法在其他操作系统上运行。那么 ​​Docker​​ 如何在 ​​macOS​​ 或 ​​Windows​​ 上运行？ ​​Docker​​ 实际上使用了一个技巧，并在非 ​​Linux​​ 操作系统上安装 ​​Linux​​ 虚拟机，然后在虚拟机内运行容器。另外，搜索公众号python人工智能技术后台回复“名著”，获取一份惊喜礼包。

7.镜像是一个可执行包，其包含运行应用程序所需的代码、运行时、库、环境变量和配置文件，容器是镜像的运行时实例。

五、安装 Docker

1.命令行安装

​​Homebrew​​ 的 ​​Cask​​ 已经支持 ​​Docker for Mac​​，因此可以很方便的使用 ​​Homebrew Cask​​ 来进行安装，执行如下命令：

brew cask install docker

更多安装方式，请查看官方文档：

https://www.docker.com/get-started

2.查看版本

docker -v

3.配置镜像加速

设置 Docker Engine 写入配置：

{
  "registry-mirrors": [
    "http://hub-mirror.c.163.com/",
    "https://registry.docker-cn.com"
  ],
  "insecure-registries":[],
  "experimental": false,
  "debug": true
}

4.安装桌面端

Docker 桌面端

桌面端操作非常简单，先去官网下载。通过 Docker 桌面端，我们可以方便的操作：

1. clone：克隆一个项目
2. build：打包镜像
3. run：运行实例
4. share：共享镜像

好了，准备工作就绪，下面可以大展身手了！

六、快速开始

安装完 ​​Docker​​ 之后，我们先打个实际项目的镜像，边学边用。

1.首先需要大致了解一下我们将会用到的 ​​​11​​ 个命令

2.新建项目

为了快捷，我们直接使用​​Vue​​ 脚手架构建项目：

vue create docker-demo

尝试启动一下：

yarn serve

访问地址：​​http://localhost:8080/​​。项目就绪，我们接着为项目打包：

yarn build

这时候，项目目录下的 ​​Dist​​ 就是我们要部署的静态资源了，我们继续下一步。

需要注意：前端项目一般分两类，一类直接 ​​Nginx​​ 静态部署，一类需要启动 ​​Node​​ 服务。本节我们只考虑第一种。

3.新建 ​​​Dockerfile​​

cd docker-demo && touch Dockerfile

此时的项目目录如下：

.  
├── Dockerfile  
├── README.md  
├── babel.config.js  
├── dist  
├── node_modules  
├── package.json  
├── public  
├── src  
└── yarn.lock

可以看到我们已经在 ​​docker-demo​​ 目录下成功创建了 ​​Dockerfile​​ 文件。

4.准备 ​​​Nginx​​ 镜像

运行你的 ​​Docker​​ 桌面端，就会默认启动实例，我们在控制台拉取 ​​Nginx​​ 镜像：

docker pull nginx

控制台会出现如下信息：

Using default tag: latest
latest: Pulling from library/nginx
8559a31e96f4: Pull complete
8d69e59170f7: Pull complete
3f9f1ec1d262: Pull complete
d1f5ff4f210d: Pull complete
1e22bfa8652e: Pull complete
Digest: sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest

如果你出现这样的异常，请确认 ​​Docker​​ 实例是否正常运行。

Cannot connect to the Docker daemon at unix:///var/run/docker.sock. Is the docker daemon running?

镜像准备 ​​OK​​，我们在根目录创建 ​​Nginx​​ 配置文件：

touch default.conf

写入：

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

    #charset koi8-r;
    access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;
    error_log  /var/log/nginx/error.log  error;

    location / {
        root   /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.htm;
    }

    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    location = /50x.html {
        root   /usr/share/nginx/html;
    }
}

5.配置镜像

打开 ​​Dockerfile​​ ，写入如下内容：

FROM nginx  
COPY dist/ /usr/share/nginx/html/  
COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf

我们逐行解释一下代码：

• FROM nginx 指定该镜像是基于 nginx:latest 镜像而构建的；
• COPY dist/ /usr/share/nginx/html/ 命令的意思是将项目根目录下 dist 文件夹中的所有文件复制到镜像中 /usr/share/nginx/html/ 目录下；
• COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf 将 default.conf 复制到 etc/nginx/conf.d/default.conf，用本地的 default.conf 配置来替换 Nginx 镜像里的默认配置。

6.构建镜像

Docker 通过 build 命令来构建镜像：

docker build -t jartto-docker-demo .

按照惯例，我们解释一下上述代码：

• -t 参数给镜像命名 jartto-docker-demo
• . 是基于当前目录的 Dockerfile 来构建镜像

执行成功后，将会输出：

Sending build context to Docker daemon  115.4MB
Step 1/3 : FROM nginx
 ---> 2622e6cca7eb
Step 2/3 : COPY dist/ /usr/share/nginx/html/
 ---> Using cache
 ---> 82b31f98dce6
Step 3/3 : COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
 ---> 7df6efaf9592
Successfully built 7df6efaf9592
Successfully tagged jartto-docker-demo:latest

镜像制作成功！我们来查看一下容器：

docker image ls | grep jartto-docker-demo

可以看到，我们打出了一个 ​​133MB​​ 的项目镜像：

jartto-docker-demo latest 7df6efaf9592 About a minute ago 133MB

镜像也有好坏之分，后续我们将介绍如何优化，这里可以先暂时忽略。扩展：​​接私活儿​​

7.运行容器

docker run -d -p 3000:80 --name docker-vue jartto-docker-demo

这里解释一下参数：

• -d 设置容器在后台运行
• -p 表示端口映射，把本机的 3000 端口映射到 container 的 80 端口（这样外网就能通过本机的 3000 端口访问了。另外，搜索公众号编程技术圈后台回复“神器”，获取一份惊喜礼包。
• --name 设置容器名 docker-vue
• jartto-docker-demo 是我们上面构建的镜像名字

补充一点：

在控制台，我们可以通过 docker ps 查看刚运行的 Container 的 ID：

docker ps -a

控制台会输出：

CONTAINER ID IMAGE              COMMAND                  CREATED       STATUS PORTS  NAMES
ab1375befb0b jartto-docker-demo "/docker-entrypoint.…"   8 minutes ago Up 7 minutes  0.0.0.0:3000->80/tcp  docker-vue

如果你使用桌面端，那么打开 ​​Docker Dashboard​​ 就可以看到容器列表了，如下图：

8.访问项目

因为我们映射了本机 ​​3000​​ 端口，所以执行：

curl -v -i localhost:3000

或者打开浏览器，访问：​​localhost:3000​​

9.发布镜像

如果你想为社区贡献力量，那么需要将镜像发布，方便其他开发者使用。

发布镜像需要如下步骤：

• 登陆 [dockerhub](https://hub.docker.com)，注册账号；
• 命令行执行 docker login，之后输入我们的账号密码，进行登录；
• 推送镜像之前，需要打一个 Tag，执行 docker tag <image> <username>/<repository>:<tag>

全流程结束，以后我们要使用，再也不需要「搬石头、砍木头、画图纸、盖房子」了，拎包入住。这也是 ​​​docker​​ 独特魅力所在。

七、常规操作

到这里，恭喜你已经完成了 ​​Docker​​ 的入门项目！如果还想继续深入，不妨接着往下看看。

1.参数使用

• ​​FROM​​

• 指定基础镜像，所有构建的镜像都必须有一个基础镜像，且​​FROM​​ 命令必须是​​Dockerfile​​ 的第一个命令
• ​​FROM <image> [AS <name>]​​ 指定从一个镜像构建起一个新的镜像名字
• ​​FROM <image>[:<tag>] [AS <name>]​​ 指定镜像的版本​​Tag​​
• 示例：​​FROM mysql:5.0 AS database​​

• ​​MAINTAINER​​
• 镜像维护人的信息
• MAINTAINER <name>
• 示例：MAINTAINER Jartto Jartto@qq.com
• RUN
• 构建镜像时要执行的命令
• RUN <command>
• 示例：RUN ["executable", "param1", "param2"]
• ADD
• 将本地的文件添加复制到容器中去，压缩包会解压，可以访问网络上的文件，会自动下载
• ADD <src> <dest>
• 示例：ADD *.js /app 添加 js 文件到容器中的 app 目录下
• COPY
• 功能和 ADD 一样，只是复制，不会解压或者下载文件
• CMD
• 启动容器后执行的命令，和 RUN 不一样，RUN 是在构建镜像是要运行的命令
• 当使用 docker run 运行容器的时候，这个可以在命令行被覆盖
• 示例：CMD ["executable", "param1", "param2"]
• ENTRYPOINT
• 也是执行命令，和 CMD 一样，只是这个命令不会被命令行覆盖
• ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
• 示例：ENTRYPOINT ["donnet", "myapp.dll"]
• LABEL：为镜像添加元数据，key-value 形式
• LABEL <key>=<value> <key>=<value> ...
• 示例：LABEL version="1.0" description="这是一个web应用"
• ENV：设置环境变量，有些容器运行时会需要某些环境变量
• ENV <key> <value> 一次设置一个环境变量
• ENV <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> 设置多个环境变量
• 示例：ENV JAVA_HOME /usr/java1.8/
• EXPOSE：暴露对外的端口（容器内部程序的端口，虽然会和宿主机的一样，但是其实是两个端口）
• EXPOSE <port>
• 示例：EXPOSE 80
• 容器运行时，需要用 -p 映射外部端口才能访问到容器内的端口
• VOLUME：指定数据持久化的目录，官方语言叫做挂载
• VOLUME /var/log 指定容器中需要被挂载的目录，会把这个目录映射到宿主机的一个随机目录上，实现数据的持久化和同步。
• VOLUME ["/var/log","/var/test".....] 指定容器中多个需要被挂载的目录，会把这些目录映射到宿主机的多个随机目录上，实现数据的持久化和同步
• VOLUME /var/data var/log 指定容器中的 var/log 目录挂载到宿主机上的 /var/data 目录，这种形式可以手动指定宿主机上的目录
• WORKDIR：设置工作目录，设置之后 ，RUN、CMD、COPY、ADD 的工作目录都会同步变更
• WORKDIR <path>
• 示例：WORKDIR /app/test
• USER：指定运行命令时所使用的用户，为了安全和权限起见，根据要执行的命令选择不同用户
• USER <user>:[<group>]
• 示例：USER test
• ARG：设置构建镜像是要传递的参数
• ARG <name>[=<value>]
• ARG name=sss

更多操作，请移步官方使用文档：

https://docs.docker.com/

八、最佳实践

在掌握 ​​Docker​​ 常规操作之后，我们很容易就可以打出自己想要的项目镜像。然而不同的操作打出的镜像也是千差万别。

究竟是什么原因导致镜像差异，我们不妨继续探索。

以下是在应用 ​​Docker​​ 过程中整理的最佳实践，请尽量遵循如下准则：

1. ​​Require​​ 明确：需要什么镜像
2. 步骤精简：变化较少的​​Step​​ 优先
3. 版本明确：镜像命名明确
4. 说明文档：整个镜像打包步骤可以重现

推荐如下两篇文章：

• https://www.docker.com/blog/intro-guide-to-dockerfile-best-practices/
• https://docs.docker.com/develop/develop-images/dockerfile_best-practices/

九、总结

容器化技术必将是云时代不可或缺的技能之一，而 ​​Docker​​ 只是沧海一粟。随之而来的还有集群容器管理 ​​K8s​​、​​Service Mesh​​ 、​​Istio​​ 等技术。打开 ​​Docker​​ 的大门，不断抽丝剥茧，逐层深入，你将感受到容器化的无穷魅力。