# 微服务实践（一）：Docker 入门

# 虚拟机与容器

相对于传统虚拟机，容器不需要 Guest OS 层，可以直接在本地操作系统之上实现应用的隔离。虚拟机与容器

# 容器的作用

简化配置：代码、运行环境、配置可以打包到一个容器中，以简化配置，提高开发效率
代码流水线管理
提高开发效率
隔离应用
整合服务器
调试能力
多租户
快速部署

# 容器演变历史

# 传统部署

传统部署需要有物理机设备，在物理机上安装操作系统后部署应用。传统部署存在以下缺点：

由于应用依赖各种环境和配置，部署速度慢
硬件系统造成部署成本高
当应用简单时会造成资源的浪费
难以迁移和扩展
会被限定硬件厂商

传统部署

# 虚拟化技术

对物理服务器的资源（CPU、内存、硬盘等）通过 Hypervisor 做虚拟化，在虚拟化之上安装操作系统，构成虚拟机。这样使得一个物理机部署多个 App，每个 App 独立运行在一个 VM 中。

资源池：物理机资源分配到了不同虚拟机
易扩展：通过虚拟化技术，不需关心物理机，容易对虚拟机扩展
易云化：容易结合商用云服务器使用
消耗资源：每个虚拟机都是一个完整的操作系统，当虚拟机增多时，操作系统本身消耗的资源势必增多

# 容器技术

对软件及其依赖的标准化打包
应用之间相互隔离
共享同一个 OS Kernel
可以运行在很多主流操作系统上容器与虚拟机的区别在于容器是应用层面的隔离，而虚拟机是物理资源层面的隔离，同时，容器和虚拟化技术可以结合使用。

容器与虚拟化的区别

虚拟化+容器

# Docker

# Docker Platform

Docker 提供了一个开发、打包、运行 app 的平台，把 app 和底层设施隔离开来。

Docker Platform

Docker Engine 分为后台进程（dockerd）和 CLI 接口，是一个 C/S 模式的架构，它们之间通过 REST API 通信。

Docker Engine

Docker client 可以操作 Docker Host 上的镜像和容器，Registry 可以存储用户镜像。

Docker架构

# 安装 Docker

# 安装
yum install docker-io -y
# 查看docker版本
docker version
# 启动Docker
systemctl start docker
# 设置开机启动
chkconfig docker on
# 配置国内镜像源
echo "OPTIONS='--registry-mirror=https://mirror.ccs.tencentyun.com'" >> /etc/sysconfig/docker
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

# Docker Image（镜像）

文件和 meta data 的集合（root filesystem）
分层，每一层都可以通过添加、改变或删除文件，成为新的镜像
不同镜像可以共享相同的 layer
镜像本身是只读的

docker分层文件系统

# 获取镜像的方式

通过 DockerFile 构建
通过 Registry（如 Docker hub）拉取

# Docker Container（容器）

通过 Image 创建，相当于 Image 的一个实例
在 Image layer 之上建立一个 Container layer（可读写）
Image 负责 App 的存储和分发，Container 负责运行 App

# 构建 Docker 镜像

# 通过 commit 构建镜像

通过交互命令进入某个镜像，配置后通过 exit 命令退出。再通过 docker commit 创建 image。

docker commit -m [MARK] [CONTAINER NAMES] [REPOSITORY]

# 通过 build 构建镜像

1.编写 Dockerfile 文件

# base image
FROM centos
# install vim
RUN yum install -y vim

2.构建镜像

docker build -t wch/centos-vim .

# Dockerfile 使用

# 制作base image
FROM scratch
# 使用base image
FROM centos

# 定义Metadata
LABEL maintainer="wch853@163.com"
LABEL version="1.0"
LABEL description="This is description"

# 执行命令并创建新的Image Layer，使用&&合并多条命令，使用\换行
RUN yum update && yum install -y vim \
    python-dev

# 设置容器启动时运行的命令；让容器以应用程序或者服务的形式运行；不会被忽略，一定会执行；可以运行一个shell脚本
COPY docker-entrypoint.sh /usr/local/bin
ENTRYPOINT ["docker-entrypoint.sh"]

# 设置容器启动后默认执行的命令和参数；如果docker run指定了其它命令，CMD忽略；如果定义了多个CMD，只有最后一个会执行
CMD echo "Hello docker!"

# 设定当前工作目录，没有会自动创建
WORKDIR /demo

# 添加本地文件到指定目录
COPY file /
# 添加本地文件到指定目录并解压缩
ADD file.tar /

# 设置常量
ENV MYSQL_VERSION 5.7
RUN apt-get install -y mysql-server="${MYSQL_VERSION}"

# Shell 与 Exec 格式

Shell 格式

RUN apt-get install -y vim
CMD echo "Hello Docker!"
ENV param Docker
ENTRYPOINT echo "Hello $name!"

Exec 格式

RUN ["apt-get", "install", "-y", "vim"]
CMD ["/bin/echo", "Hello Docker!"]
ENV param Docker
ENTRYPOINT ["/bin/bash", "-c", "echo Hello $name!"]

# 发布 Docker 镜像

# 登录docker hub
docker login
# 上传docker image
docker [image] push [REPOSITORY:TAG]
# 拉取docker image
docker pull [REPOSITORY:TAG]

# Docker 网络

使用 Docker Network 可以实现容器间的网络连接和隔离。

Docker Network

# bridge

bridge 是 docker 默认的网络类型，通过 docker network inspect bridge 命令查看该网络的详细信息。 docker 启动后在 linux 宿主机上生成名为 docker0 的网桥，docker 容器通过 veth-pair 连接到 docker0 上，不同的 docker 网络因此能够通信。容器通过 docker0 进行 NAT 转换为 eth0 的地址，就能够访问外部网络。 Bridge Network

# 容器间 link

容器间可以通过 link 的方式相互依赖，被依赖容器的 name 可以当做容器的 host。

docker run -d --name os2 --link os1 [REPOSITORY]

# 端口映射

# 建立指定端口的映射关系
docker run -d -p 80:80 nginx
# 建立随机端口映射关系
docker run -d -P nginx

# Docker 数据持久化

基于本地文件系统的 Volume，容器启动时通过-v 参数将主机目录作为容器的数据卷。
基于 plugin 的 Volume，支持第三方的存储方案，比如 NAS，aws。

# Volume 类型

受管理的 data Volume，由 docker 后台自动创建，名称显示不友好。
绑定挂载的 Volume，具体挂载位置由用户指定。

# 将mysql配置文件和数据目录挂载到指定文件和目录
docker run -d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=pass -e MYSQL_ROOT_HOST=% -p 3307:3306 -v d:/docker/mysql/conf/my.cnf:/etc/mysql/my.cnf -v d:/docker/mysql/data:/var/lib/mysql --name=mysql mysql:5.7

# Docker 常用命令

# 查看docker版本
docker version
# 查看docker image列表
docker image ls
docker images
# 删除Image
docker image rm [REPOSITORY] / [IMAGE ID]
docker rmi [REPOSITORY] / [IMAGE ID]
# 查看容器列表
docker ps [OPTIONS]
docker container ls
# 创建容器
docker build -t [NAME] [LOCATION]
# 查看Image分层
docker history [IMAGE ID]
# 运行Image
docker run [REPOSITORY]
# Container交互式运行
docker run -it [REPOSITORY]
# Container后台运行
docker run -d [REPOSITORY]
# 以指定NAME运行容器
docker run --name [REPOSITORY]
# 删除Container
docker container rm [CONTAINER ID]
docker rm [CONTAINER ID]
# 删除全部Container
docker rm $(docker ps -aq)
# 进入正在运行的容器
docker exec -it [CONTAINER ID] /bin/bash
# 停止正在运行的容器
docker stop [CONTAINER ID]
# 启动容器
docker start [CONTAINER ID]
# 在容器中修改配置，提交后成为新镜像
docker commit -m [MARK] [CONTAINER NAMES] [REPOSITORY]
# 查看docker网络
docker network inspect bridge
# 端口映射
docker run -d -p 80:80 [REPOSITORY]
# 查看容器端口隐射情况
docker port [OPTIONS] CONTAINER [PRIVATE_PORT[/PROTO]]
# 查看容器日志
docker logs [OPTIONS] CONTAINER
# 查看docker数据卷
docker volume ls
# 删除未使用数据卷
docker volume prune
# 查看docker文件系统
docker system df
# 清除docker缓存
docker system prune
# 目录挂载
docker run -d - v /var/logs:/var/lib/logs [REPOSITORY]

# 容器编排

多容器的应用启动仅靠手工输入命令是非常困难的，一方面需要根据具体需求创建不同版本、不同数量的容器，另一方面要管理这些容器。这就需要容器编排工具对容器管理实现批处理。

# docker-compose

docker-compose 是一个命令行工具，通过定义的 YAML 文件可以管理多个容器。

services：一个 service 代表一个容器，这个容器可以使用 Docker Hub 的镜像来创建，也可以使用本地镜像创建。service 启动类似 docker run 命令，可以指定运行参数。
networks：docker-compose 启动后会生成一个自定义网络。通过 networks 自定义网络，使得不同容器的网络相连接和隔离。
volumes：定义挂载空间。

# docker-compose 配置文件

version: '3'

services:
  zookeeper:
    image: zookeeper:3.4.13
    networks:
      # 定义连接网络
      - rpc-bridge

  redis:
    image: redis:latest
    command:
      # 持久化配置
      - "--appendonly yes"
    volumes:
      # 数据目录挂载
      - d:/docker/redis:/data
    networks:
      - component-bridge

  mysql:
    image: mysql:5.7
    environment:
      # 配置环境参数
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: admin
      # 不限制host远程连接
      MYSQL_ROOT_HOST: "%"
    volumes:
      - d:/docker/mysql/data:/var/lib/mysql
      - d:/docker/mysql/conf/my.cnf:/etc/mysql/my.cnf
    networks:
      - data-bridge

  server:
    image: my-server:1.0
    links:
      # 关联服务
      - mysql
    command:
      - "--mysql.address=mysql:3306"
    networks:
      - rpc-bridge
      - data-bridge

  web:
    image: my-web:1.0
    links:
      - redis
      - zookeeper
      - server
    volumes:
      - d:/docker/app/logs/course-web:/var/app/logs/course-web
    command:
      - "--server.port=8080"
      - "--server.host=server"
      - "--redis.host=redis"
      - "--redis.port=6379"
      - "--registry.address=zookeeper:2181"
    networks:
      - rpc-bridge
      - component-bridge
      - net-bridge

  api-gateway:
    image: my-api-gateway:1.0
    links:
      - web
    command:
      - "--web.host=web"
      - "--web.port=8080"
    ports:
      # 映射宿主机端口
      - 80:80
    networks:
      - net-bridge

# 定义容器网络
networks:
  net-bridge:
    driver: bridge
  component-bridge:
    driver: bridge
  data-bridge:
    driver: bridge
  rpc-bridge:
    driver: bridge

# docker-compose 命令

# 使用docker-compose后台启动容器
docker-compose -f [FILENAME] up -d
# 查看容器状态
docker-compose ps
# 停止并删除容器
docker-compose down
# 进入容器终端
docker-compose exec [SERVICE] bash
# 扩容/缩容
docker-compose up --scale [SERVICE]=[NUM] -d

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