Docker compose

Docker Compose

Compose 项目是 Docker 官方的开源项目，负责实现对 Docker 容器集群的快速编排。

其代码目前在 https://github.com/docker/compose 上开源。

Compose 定位是 「定义和运行多个 Docker 容器的应用（Defining and running multi-container Docker applications）」，其前身是开源项目 Fig。

通过第一部分中的介绍，我们知道使用一个 Dockerfile 模板文件，可以让用户很方便的定义一个单独的应用容器。然而，在日常工作中，经常会碰到需要多个容器相互配合来完成某项任务的情况。例如要实现一个 Web 项目，除了 Web 服务容器本身，往往还需要再加上后端的数据库服务容器，甚至还包括负载均衡容器等。

Compose 恰好满足了这样的需求。它允许用户通过一个单独的 docker-compose.yml 模板文件（YAML 格式）来定义一组相关联的应用容器为一个项目（project）。

Compose 中有两个重要的概念：

• 服务 (service)：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。
• 项目 (project)：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在 docker-compose.yml 文件中定义。

Compose 的默认管理对象是项目，通过子命令对项目中的一组容器进行便捷地生命周期管理。

Compose 项目由 Python 编写，实现上调用了 Docker 服务提供的 API 来对容器进行管理。因此，只要所操作的平台支持 Docker API，就可以在其上利用 Compose 来进行编排管理。

安装与卸载

Compose 可以通过 Python 的包管理工具 pip 进行安装，也可以直接下载编译好的二进制文件使用，甚至能够直接在 Docker 容器中运行。

Docker Desktop for Mac/Windows 自带 docker-compose 二进制文件，安装 Docker 之后可以直接使用。

C:\Users\32178>docker-compose --version
docker-compose version 1.28.5, build c4eb3a1f

使用

术语

首先介绍几个术语。

• 服务 (service)：一个应用容器，实际上可以运行多个相同镜像的实例。
• 项目 (project)：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元。

可见，一个项目可以由多个服务（容器）关联而成，Compose 面向项目进行管理。

场景

最常见的项目是 web 网站，该项目应该包含 web 应用和缓存。

下面我们用 Python 来建立一个能够记录页面访问次数的 web 网站。

web 应用

新建文件夹，在该目录中编写 app.py 文件

from flask import Flask
from redis import Redis

app = Flask(__name__)
redis = Redis(host='redis', port=6379)

@app.route('/')
def hello():
    count = redis.incr('hits')
    return 'Hello World! 该页面已被访问 {} 次。\n'.format(count)

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", debug=True)

docker-compose.yml

编写 Dockerfile 文件，内容为

FROM python:3.6-alpine
ADD . /code
WORKDIR /code
RUN pip install redis flask
CMD ["python", "app.py"]

docker-compose.yml

编写 docker-compose.yml 文件，这个是 Compose 使用的主模板文件。

version: '3'services:
  web:    build: .    ports:     - "5000:5000"
  redis:    image: "redis:alpine"

运行 compose 项目

$ docker-compose up

遇到错误

Traceback (most recent call last):
  File "docker\api\client.py", line 214, in _retrieve_server_version
  File "docker\api\daemon.py", line 181, in version
  File "docker\utils\decorators.py", line 46, in inner
  File "docker\api\client.py", line 237, in _get
  File "requests\sessions.py", line 543, in get
  File "requests\sessions.py", line 530, in request
  File "requests\sessions.py", line 643, in send
  File "requests\adapters.py", line 439, in send
  File "urllib3\connectionpool.py", line 670, in urlopen
  File "urllib3\connectionpool.py", line 392, in _make_request
  File "http\client.py", line 1255, in request
  File "http\client.py", line 1301, in _send_request
  File "http\client.py", line 1250, in endheaders
  File "http\client.py", line 1010, in _send_output
  File "http\client.py", line 950, in send
  File "docker\transport\npipeconn.py", line 32, in connect
  File "docker\transport\npipesocket.py", line 23, in wrapped
  File "docker\transport\npipesocket.py", line 72, in connect
  File "docker\transport\npipesocket.py", line 52, in connect
pywintypes.error: (2, 'CreateFile', '系统找不到指定的文件。')

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
  File "docker-compose", line 3, in <module>
  File "compose\cli\main.py", line 80, in main
  File "compose\cli\main.py", line 189, in perform_command
  File "compose\cli\command.py", line 60, in project_from_options
  File "compose\cli\command.py", line 152, in get_project
  File "compose\cli\docker_client.py", line 41, in get_client
  File "compose\cli\docker_client.py", line 170, in docker_client
  File "docker\api\client.py", line 197, in __init__
  File "docker\api\client.py", line 221, in _retrieve_server_version
docker.errors.DockerException: Error while fetching server API version: (2, 'CreateFile', '系统找不到指定的文件。')
[6900] Failed to execute script docker-compose

原因：没启动docker，启动之后问题消失

此时访问本地 5000 端口，每次刷新页面，计数就会加 1。

命令说明

命令对象与格式

对于 Compose 来说，大部分命令的对象既可以是项目本身，也可以指定为项目中的服务或者容器。如果没有特别的说明，命令对象将是项目，这意味着项目中所有的服务都会受到命令影响。

执行 docker-compose [COMMAND] --help 或者 docker-compose help [COMMAND] 可以查看具体某个命令的使用格式。

docker-compose 命令的基本的使用格式是

docker-compose [-f=<arg>...] [options] [COMMAND] [ARGS...]

命令选项

• -f, --file FILE 指定使用的 Compose 模板文件，默认为 docker-compose.yml，可以多次指定。
• -p, --project-name NAME 指定项目名称，默认将使用所在目录名称作为项目名。
• --verbose 输出更多调试信息。
• -v, --version 打印版本并退出。

命令使用说明

build

格式为 docker-compose build [options] [SERVICE...]。

构建（重新构建）项目中的服务容器。

服务容器一旦构建后，将会带上一个标记名，例如对于 web 项目中的一个 db 容器，可能是 web_db。

可以随时在项目目录下运行 docker-compose build 来重新构建服务。

选项包括：

• --force-rm 删除构建过程中的临时容器。
• --no-cache 构建镜像过程中不使用 cache（这将加长构建过程）。
• --pull 始终尝试通过 pull 来获取更新版本的镜像。

config

验证 Compose 文件格式是否正确，若正确则显示配置，若格式错误显示错误原因。

down

此命令将会停止 up 命令所启动的容器，并移除网络

exec

进入指定的容器。

help

获得一个命令的帮助。

images

列出 Compose 文件中包含的镜像。

kill

格式为 docker-compose kill [options] [SERVICE...]。

通过发送 SIGKILL 信号来强制停止服务容器。

支持通过 -s 参数来指定发送的信号，例如通过如下指令发送 SIGINT 信号。

$ docker-compose kill -s SIGINT

logs

格式为 docker-compose logs [options] [SERVICE...]。

查看服务容器的输出。默认情况下，docker-compose 将对不同的服务输出使用不同的颜色来区分。可以通过 --no-color 来关闭颜色。

该命令在调试问题的时候十分有用。

pause

格式为 docker-compose pause [SERVICE...]。

暂停一个服务容器。

port

格式为 docker-compose port [options] SERVICE PRIVATE_PORT。

打印某个容器端口所映射的公共端口。

选项：

• --protocol=proto 指定端口协议，tcp（默认值）或者 udp。
• --index=index 如果同一服务存在多个容器，指定命令对象容器的序号（默认为 1）。

ps

格式为 docker-compose ps [options] [SERVICE...]。

列出项目中目前的所有容器。

选项：

• -q 只打印容器的 ID 信息。

pull

格式为 docker-compose pull [options] [SERVICE...]。

拉取服务依赖的镜像。

选项：

• --ignore-pull-failures 忽略拉取镜像过程中的错误。

push

推送服务依赖的镜像到 Docker 镜像仓库。

restart

格式为 docker-compose restart [options] [SERVICE...]。

重启项目中的服务。

选项：

• -t, --timeout TIMEOUT 指定重启前停止容器的超时（默认为 10 秒）。

rm

格式为 docker-compose rm [options] [SERVICE...]。

删除所有（停止状态的）服务容器。推荐先执行 docker-compose stop 命令来停止容器。

选项：

• -f, --force 强制直接删除，包括非停止状态的容器。一般尽量不要使用该选项。
• -v 删除容器所挂载的数据卷。

run

格式为 docker-compose run [options] [-p PORT...] [-e KEY=VAL...] SERVICE [COMMAND] [ARGS...]。

在指定服务上执行一个命令。

例如：

$ docker-compose run ubuntu ping docker.com

将会启动一个 ubuntu 服务容器，并执行 ping docker.com 命令。

默认情况下，如果存在关联，则所有关联的服务将会自动被启动，除非这些服务已经在运行中。

该命令类似启动容器后运行指定的命令，相关卷、链接等等都将会按照配置自动创建。

两个不同点：

• 给定命令将会覆盖原有的自动运行命令；

• 不会自动创建端口，以避免冲突。

如果不希望自动启动关联的容器，可以使用 --no-deps 选项，例如

$ docker-compose run --no-deps web python manage.py shell

将不会启动 web 容器所关联的其它容器。

选项：

• -d 后台运行容器。
• --name NAME 为容器指定一个名字。
• --entrypoint CMD 覆盖默认的容器启动指令。
• -e KEY=VAL 设置环境变量值，可多次使用选项来设置多个环境变量。
• -u, --user="" 指定运行容器的用户名或者 uid。
• --no-deps 不自动启动关联的服务容器。
• --rm 运行命令后自动删除容器，d 模式下将忽略。
• -p, --publish=[] 映射容器端口到本地主机。
• --service-ports 配置服务端口并映射到本地主机。
• -T 不分配伪 tty，意味着依赖 tty 的指令将无法运行。

scale

格式为 docker-compose scale [options] [SERVICE=NUM...]。

设置指定服务运行的容器个数。

通过 service=num 的参数来设置数量。例如：

$ docker-compose scale web=3 db=2

将启动 3 个容器运行 web 服务，2 个容器运行 db 服务。

一般的，当指定数目多于该服务当前实际运行容器，将新创建并启动容器；反之，将停止容器。

选项：

• -t, --timeout TIMEOUT 停止容器时候的超时（默认为 10 秒）。

start

格式为 docker-compose start [SERVICE...]。

启动已经存在的服务容器。

stop

格式为 docker-compose stop [options] [SERVICE...]。

停止已经处于运行状态的容器，但不删除它。通过 docker-compose start 可以再次启动这些容器。

选项：

• -t, --timeout TIMEOUT 停止容器时候的超时（默认为 10 秒）。

top

查看各个服务容器内运行的进程。

unpause

格式为 docker-compose unpause [SERVICE...]。

恢复处于暂停状态中的服务。

up

格式为 docker-compose up [options] [SERVICE...]。

该命令十分强大，它将尝试自动完成包括构建镜像，（重新）创建服务，启动服务，并关联服务相关容器的一系列操作。

链接的服务都将会被自动启动，除非已经处于运行状态。

可以说，大部分时候都可以直接通过该命令来启动一个项目。

默认情况，docker-compose up 启动的容器都在前台，控制台将会同时打印所有容器的输出信息，可以很方便进行调试。

当通过 Ctrl-C 停止命令时，所有容器将会停止。

如果使用 docker-compose up -d，将会在后台启动并运行所有的容器。一般推荐生产环境下使用该选项。

默认情况，如果服务容器已经存在，docker-compose up 将会尝试停止容器，然后重新创建（保持使用 volumes-from 挂载的卷），以保证新启动的服务匹配 docker-compose.yml 文件的最新内容。如果用户不希望容器被停止并重新创建，可以使用 docker-compose up --no-recreate。这样将只会启动处于停止状态的容器，而忽略已经运行的服务。如果用户只想重新部署某个服务，可以使用 docker-compose up --no-deps -d <SERVICE_NAME> 来重新创建服务并后台停止旧服务，启动新服务，并不会影响到其所依赖的服务。

选项：

• -d 在后台运行服务容器。
• --no-color 不使用颜色来区分不同的服务的控制台输出。
• --no-deps 不启动服务所链接的容器。
• --force-recreate 强制重新创建容器，不能与 --no-recreate 同时使用。
• --no-recreate 如果容器已经存在了，则不重新创建，不能与 --force-recreate 同时使用。
• --no-build 不自动构建缺失的服务镜像。
• -t, --timeout TIMEOUT 停止容器时候的超时（默认为 10 秒）。

version

格式为 docker-compose version。

打印版本信息。

Compose 模板文件

模板文件是使用 Compose 的核心，涉及到的指令关键字也比较多。但大家不用担心，这里面大部分指令跟 docker run 相关参数的含义都是类似的。

默认的模板文件名称为 docker-compose.yml，格式为 YAML 格式。

version: "3"

services:
  webapp:
    image: examples/web
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - "/data"

注意每个服务都必须通过 image 指令指定镜像或 build 指令（需要 Dockerfile）等来自动构建生成镜像。

如果使用 build 指令，在 Dockerfile 中设置的选项(例如：CMD, EXPOSE, VOLUME, ENV 等) 将会自动被获取，无需在 docker-compose.yml 中重复设置。

下面分别介绍各个指令的用法。

build

指定 Dockerfile 所在文件夹的路径（可以是绝对路径，或者相对 docker-compose.yml 文件的路径）。 Compose 将会利用它自动构建这个镜像，然后使用这个镜像。

version: '3'
services:

  webapp:
    build: ./dir

你也可以使用 context 指令指定 Dockerfile 所在文件夹的路径。

使用 dockerfile 指令指定 Dockerfile 文件名。

使用 arg 指令指定构建镜像时的变量。

version: '3'
services:

  webapp:
    build:
      context: ./dir
      dockerfile: Dockerfile-alternate
      args:
        buildno: 1

使用 cache_from 指定构建镜像的缓存

build:
  context: .
  cache_from:
    - alpine:latest
    - corp/web_app:3.14

cap_add, cap_drop

指定容器的内核能力（capacity）分配。

例如，让容器拥有所有能力可以指定为：

cap_add:
  - ALL

去掉 NET_ADMIN 能力可以指定为：

cap_drop:
  - NET_ADMIN

command

覆盖容器启动后默认执行的命令。

command: echo "hello world"

configs

仅用于 Swarm mode。

cgroup_parent

指定父 cgroup 组，意味着将继承该组的资源限制。

例如，创建了一个 cgroup 组名称为 cgroups_1。

cgroup_parent: cgroups_1

container_name

指定容器名称。默认将会使用 项目名称_服务名称_序号 这样的格式。

container_name: docker-web-container

注意: 指定容器名称后，该服务将无法进行扩展（scale），因为 Docker 不允许多个容器具有相同的名称。

devices

指定设备映射关系。

devices:
  - "/dev/ttyUSB1:/dev/ttyUSB0"

depends_on

解决容器的依赖、启动先后的问题。以下例子中会先启动 redis db 再启动 web

version: '3'

services:
  web:
    build: .
    depends_on:
      - db
      - redis

  redis:
    image: redis

  db:
    image: postgres

注意：web 服务不会等待 redis db 「完全启动」之后才启动。

dns

自定义 DNS 服务器。可以是一个值，也可以是一个列表。

dns: 8.8.8.8

dns:
  - 8.8.8.8
  - 114.114.114.114

dns_search

配置 DNS 搜索域。可以是一个值，也可以是一个列表。

dns_search: example.com

dns_search:
  - domain1.example.com
  - domain2.example.com

tmpfs

挂载一个 tmpfs 文件系统到容器。

tmpfs: /run
tmpfs:
  - /run
  - /tmp

env_file

从文件中获取环境变量，可以为单独的文件路径或列表。

如果通过 docker-compose -f FILE 方式来指定 Compose 模板文件，则 env_file 中变量的路径会基于模板文件路径。

如果有变量名称与 environment 指令冲突，则按照惯例，以后者为准。

env_file: .env

env_file:
  - ./common.env
  - ./apps/web.env
  - /opt/secrets.env

环境变量文件中每一行必须符合格式，支持 # 开头的注释行。

expose

暴露端口，但不映射到宿主机，只被连接的服务访问。

仅可以指定内部端口为参数

expose:
 - "3000"
 - "8000"

secrets

存储敏感数据，例如 mysql 服务密码。

version: "3.1"
services:

mysql:
  image: mysql
  environment:
    MYSQL_ROOT_PASSWORD_FILE: /run/secrets/db_root_password
  secrets:
    - db_root_password
    - my_other_secret

secrets:
  my_secret:
    file: ./my_secret.txt
  my_other_secret:
    external: true

image

指定为镜像名称或镜像 ID。如果镜像在本地不存在，Compose 将会尝试拉取这个镜像。

image: ubuntu
image: orchardup/postgresql
image: a4bc65fd

labels

为容器添加 Docker 元数据（metadata）信息。例如可以为容器添加辅助说明信息。

labels:
  com.startupteam.description: "webapp for a startup team"
  com.startupteam.department: "devops department"
  com.startupteam.release: "rc3 for v1.0"

network_mode

设置网络模式。使用和 docker run 的 --network 参数一样的值。

network_mode: "bridge"
network_mode: "host"
network_mode: "none"
network_mode: "service:[service name]"
network_mode: "container:[container name/id]"

volumes

数据卷所挂载路径设置。可以设置为宿主机路径(HOST:CONTAINER)或者数据卷名称(VOLUME:CONTAINER)，并且可以设置访问模式 （HOST:CONTAINER:ro）。该指令中路径支持相对路径。

volumes:
 - /var/lib/mysql
 - cache/:/tmp/cache
 - ~/configs:/etc/configs/:ro

如果路径为数据卷名称，必须在文件中配置数据卷。

version: "3"

services:
  my_src:
    image: mysql:8.0
    volumes:
      - mysql_data:/var/lib/mysql

volumes:
  mysql_data: