Docker容器化功能概述

Docker容器化通过轻量级、隔离的进程环境实现应用打包与部署，核心功能包括镜像管理、容器运行时、网络与存储配置等。以下从关键模块展开说明：

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镜像管理

• 分层构建：镜像由多层只读文件系统叠加而成，每层代表一个修改指令（如RUN、COPY），提升复用性。
• Dockerfile：通过声明式脚本定义镜像构建步骤，例如：

  FROM ubuntu:20.04
  RUN apt-get update && apt-get install -y python3
  COPY app.py /app/
  CMD ["python3", "/app/app.py"]
  

• 仓库分发：支持推拉镜像至公共（Docker Hub）或私有仓库（如Harbor），命令示例：

  docker push my-image:latest
  docker pull registry.example.com/my-image
  

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容器运行时

• 进程隔离：基于Linux内核的Namespaces和Cgroups实现资源隔离（CPU、内存等）。
• 生命周期控制：常用命令包括：

  docker run -d --name my-container my-image  # 后台运行
  docker stop my-container                   # 停止容器
  docker exec -it my-container bash          # 进入交互式终端
  

• 日志与监控：通过docker logs查看输出，或集成Prometheus收集指标数据。

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网络与存储

• 网络模式：
  • bridge：默认虚拟网络，容器通过NAT通信。
  • host：直接共享主机网络栈，性能更高。
  • 自定义网络支持DNS自动发现：

    docker network create my-net
    docker run --network=my-net --name service1 my-image
    

• 数据持久化：
  • 卷（Volume）：独立于容器的存储，避免数据丢失：

    docker volume create my-vol
    docker run -v my-vol:/data my-image
    

  • 绑定挂载：直接映射主机目录：

    docker run -v /host/path:/container/path my-image
    

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编排与扩展

• Docker Compose：通过YAML定义多容器应用，一键启停：

  version: '3'
  services:
    web:
      image: nginx
      ports: ["80:80"]
    db:
      image: postgres
      environment:
        POSTGRES_PASSWORD: example
  

• Kubernetes集成：Docker可作为K8s的底层容器运行时，支持集群化部署。

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安全特性

• 用户隔离：默认以root运行容器，建议通过--user指定非特权用户。
• 只读文件系统：限制容器修改：

  docker run --read-only my-image
  

• 资源限制：使用Cgroups约束CPU和内存：

  docker run --cpus=2 --memory=1g my-image
  

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典型应用场景

• 微服务部署：每个服务独立容器化，通过网络通信。
• CI/CD流水线：容器作为构建和测试的标准化环境。
• 开发环境隔离：避免“在我机器上能运行”问题，依赖项封装在镜像中。

通过上述功能，Docker实现了从开发到生产的环境一致性，显著提升应用交付效率。