Docker 从入门到实践：全面掌握容器化技术

1. 什么是 Docker？

Docker 是一种基于容器的虚拟化技术，它允许开发者以轻量级、高效的方式打包、分发和运行应用程序。相较于传统的虚拟机，Docker 提供了一种更为灵活、占用资源更少的解决方案。

Docker 的核心优势

• 环境一致性：开发、测试、生产环境保持一致，避免“我的机器可以跑，服务器却不行”的问题。
• 资源效率：容器共享宿主机的操作系统，相较虚拟机，启动更快，占用更少的资源。
• 易于扩展：可以快速部署和扩展应用，支持微服务架构。
• 增强安全性：容器相互隔离，限制了应用程序之间的干扰。

2. 安装 Docker

Docker 支持 Windows、macOS 和 Linux，下面分别介绍其安装步骤。

Windows/macOS 安装 Docker Desktop

1. 访问 Docker 官网 下载 Docker Desktop。
2. 安装并启动 Docker Desktop。
3. 在终端输入以下命令验证安装是否成功：

   docker --version
   

4. 运行一个测试容器，确保 Docker 可以正常工作：

   docker run hello-world
   

Linux 安装 Docker

在 Linux 发行版（如 Ubuntu）上安装 Docker：

curl -fsSL https://get.docker.com | bash
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

验证 Docker 是否安装成功：

docker run hello-world

3. Docker 的基本概念

• 镜像 (Image)：Docker 镜像包含应用程序及其依赖，可以用于创建容器。
• 容器 (Container)：容器是镜像的运行实例，可独立运行、停止和删除。
• 仓库 (Registry)：用于存储和管理 Docker 镜像，如 Docker Hub。

4. Docker 基本命令

列出本地镜像：

docker images

从 Docker Hub 拉取镜像：

docker pull ubuntu

运行一个 Ubuntu 容器：

docker run -it ubuntu bash

查看当前运行的容器：

docker ps

停止一个容器：

docker stop <CONTAINER_ID>

5. Dockerfile 与自定义镜像

Dockerfile 是 Docker 镜像的构建脚本，以下是一个示例：

FROM python:3.9
WORKDIR /app
COPY . .
RUN pip install -r requirements.txt
CMD ["python", "app.py"]

解析：

• FROM python:3.9：指定基础镜像。
• WORKDIR /app：设置工作目录。
• COPY . .：复制项目文件。
• RUN pip install -r requirements.txt：安装依赖。
• CMD ["python", "app.py"]：设置默认启动命令。

构建自定义镜像：

docker build -t myapp .

运行容器：

docker run -p 5000:5000 myapp

6. Docker Compose 进行多容器管理

Docker Compose 允许管理多个容器，示例如下：

version: '3'
services:
  web:
    image: nginx
    ports:
      - "80:80"

启动所有服务：

docker-compose up -d

7. Docker 在实际开发中的应用

• 开发与测试：创建一致的开发环境，避免环境差异导致的 Bug。
• 微服务架构：多个服务可以通过容器独立运行。
• 数据科学和 AI 训练：使用容器封装依赖，快速部署实验环境。

8. 结论

Docker 作为现代 DevOps 的关键工具，极大提升了应用的可移植性和部署效率。通过合理使用 Docker，可以提高开发和运维的效率，使应用更易于扩展和维护。