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Docker & Docker Compose
Docker & Docker Compose

Docker & Docker Compose

Tags
Computer Science
Web Dev
App Dev
Tech
Software Development
Published
April 30, 2024
Author
Junkai Ji

Docker

Docker 是一款轻量级的容器化平台，帮助开发者在任何环境下快速部署应用程序。它以容器的形式封装应用程序及其依赖环境，实现一致性、快速启动、资源隔离等优势。本篇文章将详细介绍 Docker 的基础指令及其工作原理，随后带你进入 Docker Compose 的进阶使用。

Docker 的核心原理

Docker 基于 镜像、容器、网络 和 数据卷 构建。
  1. 镜像（Image）：不可变的只读模板，包含应用及其运行环境。
  1. 容器（Container）：镜像的运行实例，应用运行的隔离环境。
  1. 网络（Network）：提供容器之间及外部的通信能力。
  1. 数据卷（Volume）：用于持久化存储，避免容器删除时数据丢失。
Docker 通过 Cgroups 和 Namespace 提供隔离和资源控制，同时依赖 UnionFS（联合文件系统） 实现镜像的层级存储。

Docker 基础指令

1. 镜像管理

1.1 获取镜像

从远程仓库（如 Docker Hub）拉取镜像：
docker pull <image>:<tag>
# 示例
docker pull nginx:latest

1.2 列出本地镜像

查看已下载的镜像：
docker images

1.3 删除镜像

清理不再需要的镜像：
docker rmi <image>:<tag>
# 强制删除
docker rmi -f <image>:<tag>

1.4 构建镜像

通过 Dockerfile 自定义构建镜像：
docker build -t <image>:<tag> <context>
# 示例
docker build -t myapp:1.0 .

1.5 检查镜像层

查看镜像的分层信息：
docker history <image>:<tag>

2. 容器管理

2.1 启动容器

基于镜像运行容器：
docker run [OPTIONS] <image>
# 示例
docker run -d -p 8080:80 --name web nginx
  • 常见选项：
    • d：后台运行容器。
    • p：端口映射，格式为 宿主机端口:容器端口。
    • -name：为容器指定名称。
    • v：挂载数据卷。

2.2 查看容器

列出正在运行的容器：
docker ps
显示所有容器（包括停止的）：
docker ps -a

2.3 停止与删除容器

停止容器：
docker stop <container>
删除容器：
docker rm <container>

2.4 进入容器

进入正在运行的容器交互模式：
docker exec -it <container> /bin/bash

2.5 查看容器日志

获取容器输出的日志：
docker logs <container>
# 实时日志
docker logs -f <container>

2.6 检查容器资源

监控容器的 CPU、内存等使用情况：
docker stats

3. 网络管理

3.1 列出网络

查看所有网络：
docker network ls

3.2 创建网络

创建自定义网络：
docker network create <network-name>

3.3 启动容器连接网络

运行容器时指定网络：
docker run --network <network-name> <image>

3.4 查看容器网络

查看容器的网络配置：
docker inspect <container>

4. 数据卷管理

4.1 创建数据卷

定义持久化存储：
docker volume create <volume-name>

4.2 挂载数据卷

将数据卷挂载到容器：
docker run -v <volume-name>:<container-path> <image>

4.3 列出数据卷

查看现有的数据卷：
docker volume ls

4.4 删除数据卷

清理不再需要的数据卷：
docker volume rm <volume-name>

5. Dockerfile 指令

Dockerfile 是构建镜像的脚本，以下是常用指令：
# 基础镜像
FROM <base-image>

# 设置维护者信息
MAINTAINER <name>

# 拷贝文件到镜像
COPY <src> <dest>

# 运行命令
RUN <command>

# 容器启动命令
CMD ["executable", "param1", "param2"]

# 暴露端口
EXPOSE <port>

# 设置工作目录
WORKDIR <path>
示例：
FROM nginx:latest
COPY index.html /usr/share/nginx/html
EXPOSE 80
构建镜像：
docker build -t my-nginx:1.0 .

Docker Compose

Docker Compose 是用于定义和运行多容器应用的工具，基于 docker-compose.yml 文件简化管理。

1. 安装 Docker Compose

在大多数系统中，Docker Desktop 已内置 Docker Compose。检查版本：
docker-compose version

2. Docker Compose 文件格式

Compose 文件采用 YAML 格式，主要部分包括：
  • services：定义服务。
  • volumes：定义数据卷。
  • networks：定义网络。
示例：
version: "3.9"
services:
  web:
    image: nginx
    ports:
      - "8080:80"
    volumes:
      - ./html:/usr/share/nginx/html
  app:
    build:
      context: ./app
    networks:
      - app-network
volumes:
  app-data:
networks:
  app-network:

3. 常用指令

3.1 启动服务

启动所有服务：
docker-compose up
后台运行：
docker-compose up -d

3.2 查看服务状态

列出当前运行的服务：
docker-compose ps

3.3 停止服务

停止并清理服务：
docker-compose down

3.4 构建服务

重新构建服务：
docker-compose build

3.5 调试日志

查看服务日志：
docker-compose logs
实时日志：
docker-compose logs -f

4. 高级功能

4.1 配置扩展

Compose 支持多环境文件：
docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.prod.yml up

4.2 Scale

扩展服务实例数量：
docker-compose up --scale <service>=<count>

4.3 环境变量

在 .env 文件中定义变量：
APP_PORT=8080
在 Compose 文件中引用：
ports:
  - "${APP_PORT}:80"

5. 示例项目

完整示例：
version: "3.9"
services:
  database:
    image: postgres:13
    environment:
      POSTGRES_USER: admin
      POSTGRES_PASSWORD: password
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data
  backend:
    build:
      context: ./backend
    depends_on:
      - database
    ports:
      - "5000:5000"
  frontend:
    build:
      context: ./frontend
    ports:
      - "3000:3000"
    depends_on:
      - backend
volumes:
  db-data:
运行服务：
docker-compose up -d