尚硅谷Docker实战教程学习笔记

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#docker #尚硅谷

于 2024-11-19 09:15:05 首次发布

尚硅谷Docker实战教程学习笔记

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尚硅谷Docker实战教程学习笔记

写在前面

封面 | 摘要 | 关键词

尚硅谷Docker实战教程
```
docker
李英俊
尚硅谷
```
学习链接：尚硅谷Docker实战教程（docker教程天花板）
感想 | 摘抄 | 问题
- 什么是云原生：（我的理解）一切在云端，基于容器开发的都会打包push到registry中，然后pull下来进行使用
- 麒麟系统离线安装docker
- 开发流程：
- 面试题快速跳转：

1. Docker简介

是什么
- 为什么会有docker出现
  
  系统平滑移植，容器虚拟化技术
  
  Docker的出现使得Docker得以打破过去「程序即应用」的观念。透过镜像(images)将作业系统核心除外，运作应用程式所需要的系统环境，由下而上打包，达到应用程式跨平台间的无缝接轨运作。
- docker的理念
- Docker是基于Go语言实现的云开源项目
- Docker的主要目标是：Build, Ship and Run Any App, Anywhere。也就是通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理，使用户的APP及其运行环境能够做到 一次镜像，处处运行
- Docker解决了运行环境和配置问题的软件容器，方便做持续集成并有助于整体发布的容器虚拟化技术
容器与虚拟机比较
1. 虚拟机（virtual machine）就是带环境安装的一种解决方案。
  - 缺点：资源占用多，冗余步骤多，启动慢
2. 由于前面虚拟机存在缺点，Linux发展出了另一种虚拟化技术：Linux容器（Linux Containers，LXC）。
  - Linux容器是与系统其他部分隔离开的一系列进程，从另一个镜像运行，并由该镜像提供支持进程所需的全部文件。容器提供的镜像包含了应用的所有依赖项，因而在从开发到测试再到生产的整个过程中，它都具有可移植性和一致性。
  - Docker容器是在操作系统层面上实现虚拟化，直接复用本地主机的操作系统，而传统虚拟机则是在硬件层面实现虚拟化。与传统的虚拟机相比，Docker优势体现为启动速度快，占用体积小。
3. 总结
  - 传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一个完整的操作系统，在该系统上再运行所需应用进程；
  - 容器内的应用进程直接运行于宿主的内核，容器内没有自己的内核且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便；
  - 每个容器之间互相隔离，每个容器有自己的文件系统，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。
能干嘛
1. 技术职级的变化：coder->programmer->software engineer->DevOps engineer
2. 开发/运维（DevOps）新一代开发工程师
  - 一次构建、随处运行
    - 更快的应用交付和部署
    - 更便捷的升级和扩缩容
    - 更简单的系统运维
    - 更高效的计算资源利用
  - Docker的应用场景
去哪儿下
- docker官网：http://www.docker.com/
- Docker Hub仓库：http://www.hub.docker.com/，安装docker镜像的仓库

2. Docker安装

前提说明
1. Docker 并非是一个通用的容器工具，它依于已存在并运行的 Linux 内核环境。
2. Docker 实质上是在已经运行的 Linux 下制造了个隔离的文件环境，因此它执行的效率几乎等同于所部署的 Linux 主机。
3. 因此
  Docker 必须部署在 Linux 内核的系统上，如果其他系统想部署 Docker 就必须安装一个虚拟 Linux 环境。
4. 获取系统版本内核：uname -r
docker的基本组成
1. 镜像，image 类
  - Redis r1 = docker run 镜像类似鲸鱼背上的集装箱，就是一个容器实例
2. 容器，container 实例
  - 上述的 r1、r2、r3…多个实例
  - 容器是用镜像创建的运行实例
  - 可以看作是一个简易版的Linux环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。
3. 仓库，repository 存放镜像的地方
  - Maven仓库：放各种jar包
  - Github仓库：放各种git项目
  - Docker Hub：放各种镜像模板
4. 小总结：image文件可以看作是容器的模板，Docker根据image文件生成容器的实例。同一个image文件，可以生成多个同时运行的容器实例。
  - docker daemon：真正干活的，通过Socket连接从客户端访问，守护进程从客户端接收命令并管理运行在主机上的容器。
docker平台架构
- docker是一个C/S模式的架构，后端是一个松耦合架构，众多模块各司其职
- Docker运行的基本流程：
  - 用户使用Docker Client与Docker Daemon建立通信，并发送请求给后者
  - Docker Daemon作为Docker架构中的主体部分，首先提供Docker Server的功能，使其可以接收Docker Client的请求
  - Docker Engine执行Docker内部的一系列工作，每一项工作都是以一个Job的形式存在
  - Job的运行过程中，当需要容器镜像时，则从Docker Registry中下载镜像，并通过镜像管理驱动Graph driver将下载镜像以Graph的形式存储
  - 当需要为Docker创建网络环境时，通过网络管理驱动Network driver创建并配置Docker容器网络环境
  - 当需要限制docker容器运行资源或者执行用户指令等操作时，则通过Exec driver来完成
  - Libcontainer是一项独立的容器管理包，Network driver以及Exec driver都是通过Libcontainer来实现具体对容器进行的操作
安装步骤
1. 确定版本
2. 卸载旧版本
3. yum安装gcc相关
  1. 能上外网（CentOS7）
  2. yum -y install gcc
  3. yum -y install gcc-c++
4. 安装需要的软件包
  1. yum install -y yum-utils
  2. 配置docker库：yum-config-manager --add-repo https://xxx
  3. 推荐使用阿里云的加速：yum-config-manager --add-repo https://mirrors.aliyun.com/docker-ce/linux/centos/docker-ce.repo
  4. 更新yum软件包索引：yum makecache fast
5. 安装docker：yum install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
6. 启动docker：systemctl start docker
7. HelloWorld：docker run hello-world、docker version
  - 本地没有hello-world，则会从远程库拉下来运行
8. 卸载：
  - systemctl stop docker
  - yum remove docker-ce docker-ce-cli containerd.io
  - rm -rf /var/lib/docker
  - rm -rf /var/lib/containerd

阿里云镜像加速

是什么：https://promotion.aliyun.com/ntms/act/kubernetes.html

注册账户，工具台，容器镜像服务，镜像工具，镜像加速器，获取加速器地址链接：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

# 创建目录，将镜像配置反写回文件
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": ["https://[你自己的].mirror.aliyuncs.com"]
}
EOF

# 重启docker
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

测试运行hello-world
- docker run hello-world
- run到底干了什么

底层原理：为什么Docker会比VM虚拟机要快

docker有着比虚拟机更少的抽象层

由于docker不需要Hypervisor（虚拟机）实现硬件层面的虚拟化，运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此在CPU、内存利用率上，docker将会在效率上有明显优势。
docker利用的是宿主机的内核，而不需要加载操作系统os内核

当新建一个容器时，docker不需要和和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。进而避免引寻、加载操作系统内核返回等比较费时费资源的过程，当新建一个虚拟机时，虚拟机软件需要加载OS，返回新建过程是分钟级别的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统，则省略了返回过程，因此新建一个docker容器只需要几秒钟。

在这里插入图片描述

	docker容器	虚拟机VM
操作系统	与宿主机共享OS	宿主机OS上运行虚拟机OS
存储大小	镜像小，便于存储与运输	镜像庞大（vmdk、vdi等）
运行性能	几乎无额外性能损失	操作系统额外的ＣＰＵ、内存消耗
移植性	轻便、灵活，适用于Linux	笨重，与虚拟化技术耦合度高
硬件亲和性	面向软件开发者	面向硬件运维者
部署速度	快速，秒级	较慢，10s以上

3. Docker常用命令

帮助启动类命令
- systemctl start docker：启动docker
- systemctl stop docker：停止docker
- systemctl restart docker：重启docker
- systemctl status docker：查看docker状态
- systemctl enable docker：开机启动docker
- docker info：查看docker概要信息
- docker --help：查看docker总体帮助文档
- docker 具体命令 --help：查看docker命令帮助文档
镜像命令
- docker images：列出本地主机上的镜像
  
  同一个仓库源可以有多个tag版本，代表这个仓库源的不同的版本，我们使用 REPOSITORY:TAG 来定义不同的镜像。如果你不指定一个镜像的版本标签，例如你只使用 ubuntu，docker将默认使用 ubuntu:latest 镜像。
```
REPOSITORY：表示镜像的仓库源
TAG：镜像的标签
IMAGE ID：镜像ID
CREATED：镜像创建时间
SIZE：镜像大小
```
  OPTIONS说明：
  - -a：列出本地所有的镜像（含历史镜像层）
  - -q：；只显示镜像ID
- docker search 镜像名：默认是从 hub.docker.com 上检索镜像列表，一般选第一个官方认证过的，比较靠谱
  
  OPTIONS说明：
  - --limit：只列出N个镜像，默认25个，例如docker search --limit 5 redis
- docker pull 镜像名：下载镜像，docker pull 镜像名字[:TAG]，没有tag就下载最新版
- docker system df：查看镜像/容器/数据卷所占的空间
- docker rmi [-f] 镜像名/镜像ID：[强制]删除镜像
  - 删除多个镜像：docker rmi -f id1 name2:tag2
  - 删除全部镜像：docker rmi -f $(docker images -qa)
❓ 谈谈docker虚悬镜像是什么？
- 是什么：仓库名、标签都是的镜像，俗称虚悬镜像 dangling image
📖 参考延申

虚悬镜像可能会在以下几种情况下产生：
1. 构建过程中出现错误，导致镜像没有被正确标记。
2. 用户忘记为新创建的镜像添加标签。
3. 用户试图删除一个正在被使用的镜像，但该镜像仍有其他容器在使用。
虚悬镜像可能会带来一些问题：
- 无法找到正确的镜像版本：当用户试图运行一个虚悬镜像时，他们可能无法确定应该使用哪个版本的镜像。这可能导致应用程序运行在不同的环境中，或者在不同版本的代码上运行，从而导致兼容性问题。
- 无法进行有效的更新：虚悬镜像意味着用户无法对其进行更新。即使镜像内部的版本进行了升级，用户也无法通过简单地添加一个新标签来获取这个新版本的镜像。
- 占用存储空间：虽然虚悬镜像不会立即影响应用程序的运行，但是它们会一直占用存储空间，直到有人为它们添加标签。
如何解决虚悬镜像问题，我们可以采取以下几种方案：
- 检查并重新标记镜像：如果发现虚悬镜像，可以尝试查找出现问题的构建过程，并修复其中的错误。然后为镜像添加一个新的标签，以确保用户能够找到正确的版本。
- 使用Dockerfile：Dockerfile可以帮助我们自动化镜像的构建过程，并确保每次构建的镜像都是正确且可重复的。通过编写详细的Dockerfile，我们可以确保每次构建的镜像都带有正确的标签。
- 定期清理虚悬镜像：Docker提供了一些命令来帮助用户管理虚悬镜像，例如docker rmi --force可以强制删除虚悬镜像。然而，最好的方法还是定期检查并清理这些无用的虚悬镜像，以节省存储空间。
容器命令

有镜像才能创建容器，这是根本前提
- docker run 镜像名：新建+启动容器，启动交互式容器（前台命令行）
  - --name=名字：容器新名字，为容器指定一个名称
  - -d：后台运行容器并返回容器ID，启动守护式容器（后台运行）
  - -i：以交互模式运行容器，通常与 -t 同时使用
  - -t：为容器重新分配一个伪输入中断，通常与 -i 同时使用，也称交互式容器（前台有伪终端，等待交互）常用：docker run -it ubuntu /bin/bash（以交互模式启动一个容器，在容器内执行 /bin/bash 命令，退出：exit）
  - -P：随机端口映射，大P
  - -p：指定端口映射，小p。例：-p 6379:6379是指外面访问docker的6379服务（宿主机）被映射到容器内的6379服务（docker ）
- docker ps：列出当前所有正在运行的容器
  - -a：列出当前所有正在运行的容器+历史上运行过的
  - -l：显示最近创建的容器
  - -n：显示最近n个创建的容器
  - -q：静默模式，只显示容器编号
- 容器的退出
  1. exit：run进去的容器，exit退出，容器停止（docker ps就没啦）
  2. ctrl+p+q：run进去的容器，ctrl+p+q，容器不停止
- docker start 容器id/容器名：启动已经停止运行的容器
- docker restart 容器id/容器名：重启容器
- docker stop 容器id/容器名：停止容器
- docker kill 容器id/容器名：强制停止容器
- docker rm [-f] 容器id/容器名：[强制]删除容器
  
  一次性删除多个实例：
  - docker rm -f $(docker ps -a -q)
  - docker ps -a -q | xargs docker rm
其他
- 启动守护式容器（后台服务器）
  - 在大部分得场景下，我们希望docker的服务是在后台运行的，，我们可以通过 -d 指定容器的后台运行模式
  - docker run -d 容器名
    
    问题：直接用 docker run 容器名 启动后用docker ps -a进行查看发现容器已经退出了，需要注意很重要的一点是，Docker容器后台运行，就必须有一个前台进程。容器运行的命令如果不是那些一直挂起的命令（比如运行top，tail），就是会自动退出的。
    
    这是docker的机制问题，最佳的解决方案是：**将你要运行的程序以前台进程的形式运行，常见就是命令行模式 -it **，表示我还有交互操作，别中断。
  - 以redis为例，用前台交互式的启动肯定不行：docker run -it redis；所以要用后台守护式启动：docker run -d redis
- docker log 容器id：查看容器日志
- docker top 容器id：查看容器内运行的进程
- docker inspect 镜像名/容器id：查看镜像配置/查看容器内部细节
- 进入正在运行的容器，并以命令行交互
  - docker exec -it 容器id bashShell
  - 重新进入还有一个命令：docker attach 容器id
  ❓ 上述两个命令的区别？工作中用哪一个？
  - attach直接进入容器