【Docker】快速入门之Docker基本概念、Dockerfi

docker是方便项目环境部署的虚拟化技术，每个docker容器有自己的文件系统和网络接口。本文将参考官网文档，主要介绍docker的基本概念、通过Dockerfile构建镜像，镜像共享、volume mount、docker network、docker-compose、layer caching，方便快速入门docker。

1.docker基本概念

• image镜像，拥有独立的环境，包括文件系统和网络接口。
• container容器，是image的实例，每个运行的容器进程可提供指定服务。
• tag标签，image的标签，标识不同的镜像版本。
• repository仓库，类似git的仓库，repository是docker hub下的仓库，image在仓库中，可从仓库pull镜像，push镜像到仓库。
• volume卷，用于持久化DB、容器路径挂载宿主机，保证容器环境可动态加载。
• layer层，根据Dockerfile构建镜像时将根据每层指令进行操作，关于依赖下载的layer可以通过缓存cache，避免每次修改文件重复执行install dependency操作。
• network网络，container相互隔离，每个container都有独立的网络接口，不同container可根据同一个network进行网络通信。

2.基于Dockerfile构建镜像
创建镜像容器的第一种方式是:docker run image，如果本地image不存在，则会自动从docker hub上拉取镜像。第二种方式就是通过Dockerfile文件构建镜像。
Dockerfile示例

# syntax=docker/dockerfile:1
FROM node:12-alpine
WORKDIR /app
RUN yarn install --production
COPY . .
CMD ["node", "src/index.js"]

Dockerfile是关于指令的文件，可查阅官方文档了解每个指令的作用。
上述指令分别为：
FROM：当前要构建的镜像的，来源image，相当于父镜像。
WORKDIE: 工作目录。
RUN：镜像执行的语句。
COPY：拷贝宿主机的文件至镜像。
CMD：给正在运行的容器提供初始值。

• 构建镜像：
  docker build -t imageName .
  末尾的 .表示Dockerfile所在的地址，即当前目录。
• 查看镜像：
  docker images
• 运行镜像容器：
  docker run --name containerName -p 3000:3000 imageName
  其中, -p表示可选参数中的端口映射，前面是host端口，后面是容器端口。
  --name是给容器设置别名，下次可使用该容器实例：
  docker start containerName
  其他可选参数可通过：docker run --help查看。
• 查看容器列表：
  docker ps
• 关闭容器：
  docker stop containerId/containerName

3.镜像共享repository
类似Github，不同主机可以通过pull/push镜像至Docker Hub的repository来共享image。

• 拉取镜像
  docker pull repository/image:tag
• 本地镜像打标签
  docker tag sourceImage:tag targetImage:tag
• 推送镜像
  docker push repository/image:tag

4.named volume与volume mount
volume是实现容器和宿主机数据同步的一种方式，有两种类型：named value和volume mount

• named volume
  命名卷，可用于持久化DB数据，由于容器彼此隔离，容器中的数据无法共享，通过指定named volume，可将container中的数据持久化至宿主机中。
  创建volume:
  docker volume create volumeName
  开启容器时指定volume：
  docker run -p 3000:3000 -v volumeName:containerPath image:tag
  容器内数据存储地址为containerPath，该指令可使数据同步到volumeName中。
  查看volume详情
  docker volume inspect volumeName

[
    {
        "CreatedAt": "2022-02-26T07:50:45Z",
        "Driver": "local",
        "Labels": {},
        "Mountpoint": "/var/lib/docker/volumes/todolist/_data",
        "Name": "todolist",
        "Options": {},
        "Scope": "local"
    }
]

其中，Mountpoint挂载点即宿主机存储volume数据的位置。

• volume mount
  如果只是简单地持久化DB数据，可以使用named volume；但如果要同步代码，保证宿主机的改动可以同步到容器中，比如实现热部署。这时就需要指定容器应用在宿主机的Mountoint挂载点（named volume是docker自动指定的挂载点）。
  指定挂载点运行容器：
  docker run -p 3000:3000 -w /app -v "$(pwd):/app" imageName
  在-v中，$(pwd)表示当前目录，该指令表示当前container的/app路径挂载到当前目录，这样当前目录改动代码后容器内代码也随着改动。

5.docker network
由于docker容器彼此独立，容器间无法直接通信。但不同容器需要通信完成服务，比如Nginx-Php应用容器需要与Mysql容器通信，因此需要通过docker network进行容器通信，同一网络下的容器可进行通信，不同网络下的容器无法通信。

• 创建network
  docker network create networkName

• 多容器通信
  开启mysql容器，指定network：
  docker run -d
  --network todo-app --network-alias mysql
  -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret
  -e MYSQL_DATABASE=todos
  mysql:5.7

  开启application容器，指定network：
  docker run -dp 3000:3000
  -w /app -v "$(pwd):/app"
  --network todo-app
  -e MYSQL_HOST=mysql
  -e MYSQL_USER=root
  -e MYSQL_PASSWORD=secret
  -e MYSQL_DB=todos
  node:12-alpine
  sh -c "yarn install && yarn run dev"

  上述开启了两个container，并指向了同一个network；mysql容器通过-e设置环境变量，将参数传递到mysql容器中，登录mysql并创建database；app容器也设置了环境变量传递到app容器中用于连接登录mysql容器。

• 查看network信息
  

  1.nicolaka/netshoot
  官方推荐了一个镜像nicolaka/netshoot，可用排查和调试网络问题。运行该镜像并设置该镜像的network为需要调试的网络。可选项-it表示运行并进入容器，使用DNS工具dig命令即可查询host的ip地址，如dig mysql(上述mysql容器中，--network-alias mysql设置了容器的网络别称)。

6.docker-compose运行容器服务
是不是觉得一个个开启容器的方式优点麻烦，docker-compose工具就是用来解决该问题，可以理解它是管理容器运行的工具。该工具可以根据yml配置文件，一行简单的命令即可开启多个相关容器，实现应用服务部署（比如LNMP服务搭建）。
安装docker-compose很简单就不介绍了。

• 创建docker-compose.yml
  示例：

version: "3.7"
services:
  app:
    image: node:12-alpine
    command: sh -c "yarn install && yarn run dev"
    ports:
      - 3000:3000
    working_dir: /app
    volumes:
      - ./:/app
    environment:
      MYSQL_HOST: mysql
      MYSQL_USER: root
      MYSQL_PASSWORD: secret
      MYSQL_DB: todos

  mysql:
    image: mysql:5.7
    volumes:
      - todo-mysql-data:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
      MYSQL_DATABASE: todos

volumes:
  todo-mysql-data:

进入docker-compose.yml所在目录。
运行应用服务：
docker-compose up
配置文件解析：创建volume用于持久化Mysql数据，并开启app容器和Mysql容器。

关于network：

2.compose-network

需要注意的是，compose文件中并没有指定network，但docker-compose会自动创建network，并给每个容器分配。

可以打开localhost:3000运行下该项目(测试的是官网todolist示例应用)，如下图所示。

3.todoList-app

7.layer caching镜像层缓存依赖
关于第二点Dockerfile构建镜像的补充优化，其中有一层指令是下载依赖，意味着每一次build镜像时都会去下载依赖，即使只是修改了一行无关依赖的业务代码，显然这很低效不合理。优化方式即layer caching，进行指定层的缓存，实现方式，利用copy指令复制依赖文件实现layer caching。
示例：COPY package.json yarn.lock ./
同时需要注意增加.dockerignore文件，根据具体情况指定忽略的copy文件

以上是docker的基础知识以及基本使用方法，想要深入了解更多特性可以参考官网文档。