29、Docker Compose：高效管理容器化环境

Docker Compose：高效管理容器化环境

在容器化技术的应用中，Docker Compose 是一个强大的工具，它能够帮助我们更方便地管理多个容器组成的环境。下面将详细介绍 Docker Compose 的使用方法和相关操作。

环境清理

在开始新的工作之前，清理当前环境是一个好习惯。Docker Compose 提供了相应的命令来完成这项任务。
1. 停止环境 ：可以使用 docker-compose stop 或 docker-compose kill 命令来停止环境中的服务。推荐使用 docker-compose stop ，因为它能更优雅地停止服务。这两个命令都可以指定要停止的服务名称，例如：

docker-compose stop service_name

2. 移除容器 ：使用 docker-compose rm 命令移除容器。需要注意的是，如果省略 -v 选项，卷可能会变成孤立状态。示例命令如下：

docker-compose rm -v

执行该命令后，Compose 会显示要移除的容器列表，并提示你进行确认，按下 Y 键即可继续。

复杂架构示例：分布式与 Elasticsearch 集成

接下来，我们将介绍一个更复杂的架构示例，该示例涉及四个相关组件，它们共同提供一个 Docker 注册表，并将事件数据泵入 Elasticsearch 实例，同时提供一个用于搜索这些事件的 Web 界面。
1. 克隆项目 ：从 GitHub 仓库克隆项目：

git clone https://github.com/dockerinaction/ch11_notifications.git
cd ch11_notifications

2. 启动环境 ：使用 docker-compose up -d 命令启动环境。 -d 选项表示以分离模式启动容器，这样容器的日志输出不会流式传输到终端。

docker-compose up -d

3. 查看日志 ：可以使用 docker-compose logs 命令查看所有容器或部分服务的聚合日志流。例如，查看所有服务的日志：

docker-compose logs

若要查看特定服务的日志，可指定服务名称：

docker-compose logs pump elasticsearch

4. 修改配置 ：如果需要绑定另一个服务到端口 3000，会与示例中的 calaca 服务冲突。此时，只需修改 ch11_notifications/docker-compose.yml 文件，将 calaca 服务的端口映射从 3000:3000 改为 3001:3000 ，然后重新运行 docker-compose up -d 命令即可。以下是部分 docker-compose.yml 文件内容：

registry:
  build: ./registry
  ports:
    - "5555:5000" 
  links:
    - pump:webhookmonitor 
pump:
  build: ./pump
  expose:
    - "8000" 
  links:
    - elasticsearch:esnode 
elasticsearch:
  image: elasticsearch:1.6 
  ports:
    - "9200:9200" 
  command: "-Des.http.cors.enabled=true" 
calaca:
  build: ./calaca 
  ports:
    - "3000:3000" 

修改后：

calaca:
  build: ./calaca 
  ports:
    - "3001:3000" 

5. 重建服务 ：如果服务的源代码发生变化，可以使用 docker-compose build 命令重建一个或所有服务。例如，重建所有服务：

docker-compose build

重建特定服务：

docker-compose build calaca pump

最后，停止并移除相关容器：

docker-compose rm -vf

咖啡 API 环境示例

下面我们将使用一个咖啡 API 环境示例，来学习如何在环境中进行迭代开发。
1. 下载示例 ：从 GitHub 仓库下载示例：

git clone https://github.com/dockerinaction/ch11_coffee_api.git
cd ch11_coffee_api

2. 构建服务 ：使用 docker-compose build 命令构建环境中声明的所有工件。

docker-compose build

该环境由四个组件组成，其中只有 Coffee API 需要构建步骤。构建完成后，可以使用 docker images 命令查看生成的镜像，查找名为 ch11coffeeapi_coffee 的镜像。
3. 拉取镜像 ：使用 docker-compose pull 命令拉取环境中引用的所有镜像。

docker-compose pull

4. 启动服务 ：
   • 启动 db 服务，并关注日志：

docker-compose up -d db

注意，在启动 db 服务之前，Compose 会先启动 dbstate 服务，因为 db 服务依赖于 dbstate 服务。
- 启动整个环境：

docker-compose up

如果已知某个服务的依赖项正常运行，可以使用 --no-dep 标志来启动或重启该服务而不启动其依赖项。例如，仅重启 proxy 服务：

docker-compose up --no-dep -d proxy

5. 测试 API ：在浏览器中访问 http://localhost:8080/api/coffeeshops （或使用虚拟机 IP 地址），如果一切正常，应该看到一个空的 JSON 文档：

{
  "coffeeshops": []
}

使用以下 cURL 命令向数据库添加内容：

curl -H "Content-Type: application/json" \
     -X POST \
     -d '{"name":"Albina Press", "address": " 5012 Southeast Hawthorne Boulevard, Portland, OR", "zipcode": 97215, "price": 2, "max_seats": 40, "power": true, "wifi": true}' \
     http://localhost:8080/api/coffeeshops/

再次访问 /api/coffeeshops/ ，应该看到新添加的咖啡店信息：

{
  "coffeeshops": [ 
    {
      "address": " 5012 Southeast Hawthorne Boulevard, Portland, OR", 
      "id": 35, 
      "max_seats": 40, 
      "name": "Albina Press", 
      "power": true, 
      "price": 2, 
      "wifi": true, 
      "zipcode": 97215
    }
  ]
}

6. 添加功能 ：现在，我们要为 Coffee API 添加一个基本的 ping 处理程序，用于负载均衡器的健康检查。
   • 打开 ./coffee/api/api.py 文件，在文件末尾添加以下代码：

@api.route('/ping')
def ping():
    return os.getenv('HOSTNAME')

如果不想手动编辑文件，可以切换到已完成更改的功能分支：

git checkout feature-ping

- 重建并重新创建服务：

docker-compose build coffee
docker-compose up -d 

刷新 /api/ping 页面，应该显示运行 Coffee API 的容器 ID。

服务的缩放和移除

Compose 的一个强大功能是能够对服务进行缩放。
1. 检查环境状态 ：使用 docker-compose ps 命令检查环境是否正在运行。如果环境未运行，使用 docker-compose up -d 启动。

docker-compose ps

2. 缩放服务 ：
   • 查看当前提供 coffee 服务的容器列表：

docker-compose ps coffee

输出示例如下：
| Name | Command | State | Ports |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| ch11coffeeapi_coffee_1 | ./entrypoint.sh | Up | 0.0.0.0:32807->3000/tcp |
- 缩放 coffee 服务到 5 个实例：

docker-compose scale coffee=5

再次使用 docker-compose ps 命令查看，会看到有 5 个容器在运行 Coffee API：
| Name | Command | State | Ports |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| ch11coffeeapi_coffee_1 | ./entrypoint.sh | Up | 0.0.0.0:32807->3000/tcp |
| ch11coffeeapi_coffee_2 | ./entrypoint.sh | Up | 0.0.0.0:32808->3000/tcp |
| ch11coffeeapi_coffee_3 | ./entrypoint.sh | Up | 0.0.0.0:32809->3000/tcp |
| ch11coffeeapi_coffee_4 | ./entrypoint.sh | Up | 0.0.0.0:32810->3000/tcp |
| ch11coffeeapi_coffee_5 | ./entrypoint.sh | Up | 0.0.0.0:32811->3000/tcp |
- 测试不同容器的 ping 处理程序后，将 coffee 服务缩放回 1 个实例：

docker-compose scale coffee=1

通过以上步骤，我们学习了如何使用 Docker Compose 清理环境、管理复杂架构、在环境中进行迭代开发以及对服务进行缩放和移除。这些操作能够帮助我们更高效地管理容器化环境，提高开发和运维效率。

Docker Compose：高效管理容器化环境

状态管理与数据持久化

在使用 Docker Compose 管理容器化环境时，状态管理和数据持久化是非常重要的方面。

在前面的咖啡 API 示例中，我们创建了用于存储数据库的管理卷。当我们重建服务时，这个卷会无缝地从旧容器分离并重新连接到新容器，确保数据不会丢失。这得益于 Docker Compose 对容器和卷的管理机制。

例如，在执行 docker-compose up -d 重新创建环境时，数据库容器会重新挂载之前的管理卷，使得之前添加的咖啡店数据得以保留。这一特性在开发和生产环境中都非常有用，因为它保证了数据的连续性，避免了因容器重建而导致的数据丢失问题。

日志管理

日志是监控和调试容器化应用的重要工具。Docker Compose 提供了方便的日志管理功能。
1. 查看所有服务日志 ：使用 docker-compose logs 命令可以获取所有容器的聚合日志流，并且该命令会自动跟踪日志。当你完成查看后，按下 Ctrl - C 或 Control - C 即可退出。

docker-compose logs

2. 查看特定服务日志 ：如果只需要查看一个或多个特定服务的日志，可以指定服务名称。

docker-compose logs pump elasticsearch

这种方式可以让你专注于你关心的服务日志，便于快速定位问题。

总结

通过以上的介绍，我们可以看到 Docker Compose 在容器化环境管理中的强大功能和便利性。下面是一个简单的流程图，展示了使用 Docker Compose 管理环境的主要步骤：

graph LR
    A[下载示例项目] --> B[构建服务]
    B --> C[拉取镜像]
    C --> D[启动服务]
    D --> E[测试 API]
    E --> F[添加功能]
    F --> G[重建服务]
    D --> H[缩放服务]
    H --> I[移除服务]
    D --> J[查看日志]
    D --> K[清理环境]

主要操作步骤总结如下：
1. 环境准备 ：从版本控制中克隆项目，使用 docker-compose build 构建服务， docker-compose pull 拉取镜像。
2. 服务启动 ：使用 docker-compose up 启动整个环境，或使用 docker-compose up -d 以分离模式启动。对于特定服务，可以使用 --no-dep 标志避免启动依赖项。
3. 功能开发 ：对服务进行功能添加或修改后，使用 docker-compose build 重建服务，再使用 docker-compose up -d 重新创建环境。
4. 服务管理 ：使用 docker-compose scale 对服务进行缩放，使用 docker-compose rm 移除容器。
5. 日志查看 ：使用 docker-compose logs 查看日志。
6. 环境清理 ：使用 docker-compose stop 停止服务， docker-compose rm -v 移除容器和相关卷。

在实际应用中，我们可以根据具体的需求和场景，灵活运用 Docker Compose 的这些功能，提高容器化应用的开发、测试和部署效率。无论是简单的开发环境还是复杂的生产环境，Docker Compose 都能帮助我们更轻松地管理多个容器，确保应用的稳定运行。