Docker容器化部署入门：新手必读指南

本文介绍了Docker的基本概念、安装方法、常用命令以及镜像和容器的管理，帮助新手快速掌握Docker的使用。文章详细解释了如何搭建Docker环境、管理镜像和容器，以及使用Docker Compose部署多容器应用。通过实战案例，展示如何将一个简单的Python Web应用程序容器化部署。本文为初学者提供了全面的指导，涵盖了从环境搭建到部署的应用全过程。

什么是Docker

Docker 是一个开源的应用容器引擎，可以将应用及其依赖打包成一个可移植的容器，方便在任何支持Docker的环境中运行，如Linux、Windows等。容器之间完全隔离，并且具有资源利用率高、启动速度快等特点。

Docker的基本概念和术语

使用 Docker 之前，了解一些基本概念和术语是必要的：

• 镜像（Image）：Docker 镜像是一个轻量级、独立的、可执行的软件包，包含运行应用程序所需的一切内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。镜像可以理解为一个带有环境的可执行文件。
• 容器（Container）：容器是从镜像创建的运行实例，可以被启动、停止、删除。每个容器都是独立的、安全的，并提供明确的资源（CPU、内存、磁盘 I/O 等）控制。
• 仓库（Repository）：Docker 仓库是集中存放镜像文件的场所。仓库分为公开仓库（如 Docker Hub）和私人仓库。镜像可以从仓库中下载，也可以将本地镜像上传到仓库。

Docker的特点和优势

Docker 的主要特点包括：

• 轻量级：Docker 需要的资源较少，可以快速启动和停止。
• 可移植性：Docker 容器可以在任何支持 Docker 的环境中运行。
• 隔离性：每个容器都是独立的，相互之间不会有任何接口。
• 一致性：开发环境和生产环境保持一致，减少了“它在我的机器上运行，但在生产环境中却不行”的问题。
• 版本管理：Docker 提供了版本管理功能，可以方便地回滚到之前的版本。
• 资源利用：Docker 可以有效地利用资源，提高了资源利用率。

安装Docker

Docker 支持多种操作系统，安装步骤略有不同。以下是安装 Docker 的常见步骤：

安装Docker for Linux

对于基于 Debian 的系统（如 Ubuntu），可以通过以下命令安装 Docker：

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker.io

对于基于 RHEL 的系统（如 CentOS），可以通过以下命令安装 Docker：

sudo yum install -y docker
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

安装Docker for Windows 或 Mac

Docker 提供了图形界面的安装程序，可以从 Docker 官方网站下载安装包并按照提示进行安装。

Docker的基本命令操作

安装完成后，可以通过以下命令开始使用 Docker：

• 查看 Docker 版本：

docker --version

• 列出所有镜像：

docker images

• 列出所有容器：

docker ps -a

• 运行一个容器：

docker run -it ubuntu:latest /bin/bash

Docker镜像和容器的基本使用

下载镜像

使用 docker pull 命令下载镜像：

docker pull ubuntu:latest

运行容器

使用 docker run 命令运行容器：

docker run -d -p 8080:80 nginx

• -d：后台运行容器。
• -p：端口映射，将宿主机的 8080 端口映射到容器的 80 端口。

查看容器状态

使用 docker ps 命令查看正在运行的容器：

docker ps

使用 docker ps -a 查看所有容器（包括停止的）：

docker ps -a

停止和删除容器

使用 docker stop 命令停止容器：

docker stop <container_id>

使用 docker rm 命令删除容器：

docker rm <container_id>

下载Docker镜像

使用 docker pull 命令下载镜像：

docker pull nginx:latest

创建自己的Docker镜像

创建镜像的基本步骤如下：

1. 编写 Dockerfile 文件，定义镜像构建的步骤。
2. 使用 docker build 命令构建镜像。

示例：创建一个简单的 Python 应用镜像

首先，创建一个目录并进入该目录：

mkdir myapp
cd myapp

然后，在该目录下创建一个 Dockerfile 文件，内容如下：

# 使用官方 Python 运行时作为父镜像
FROM python:3.8-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制当前目录下的 myapp 文件夹内容到容器的 /app 目录
COPY . /app

# 安装应用所需的依赖
RUN pip install --no-cache-dir flask

# 定义环境变量
ENV NAME World

# 运行应用
CMD ["python", "app.py"]

接下来，构建镜像：

docker build -t myapp:latest .

• -t：指定镜像的标签。
• .：表示 Dockerfile 所在目录。

上传和分享Docker镜像

1. 登录 Docker Hub：

docker login

1. 打标签：

docker tag myapp:latest <username>/myapp:latest

1. 推送镜像：

docker push <username>/myapp:latest

运行和停止Docker容器

运行容器的基本命令如下：

docker run -d -p 8080:80 nginx

停止容器：

docker stop <container_id>

查看Docker容器状态

查看正在运行的容器：

docker ps

查看所有容器（包括停止的）：

docker ps -a

Docker容器的网络和卷配置

网络配置

使用 -p 参数进行端口映射：

docker run -d -p 8080:80 nginx

使用 --network 参数指定网络：

docker run --network=my_network myapp

卷配置

使用 -v 参数进行卷映射：

docker run -d -v /host/path:/container/path nginx

查看卷信息：

docker volume ls

什么是Docker Compose

Docker Compose 是一个用来定义和运行多容器 Docker 应用的工具。使用 Dockerfile 来定义环境，用 docker-compose.yml 来配置运行环境。Docker Compose 可以定义多个容器的启动和依赖关系，简化了多容器应用的部署过程。

使用Docker Compose的优势

• 简化多容器应用部署：Docker Compose 可以定义多个容器的启动和依赖关系，简化了多容器应用的部署过程。
• 统一配置文件：Docker Compose 使用一个 docker-compose.yml 文件来配置所有容器的启动参数，便于管理和维护。
• 自动化部署：Docker Compose 支持自动化部署，可以通过命令行脚本或 CI/CD 工具来自动化部署应用。

编写Docker Compose配置文件

示例：编写一个简单的 docker-compose.yml 文件

假设我们有一个简单的 Python 应用，需要一个 Web 服务器容器和一个数据库容器。以下是一个简单的 docker-compose.yml 文件示例：

version: '3'
services:
  web:
    build: ./web
    ports:
      - "80:80"
    depends_on:
      - db
  db:
    image: postgres:latest
    environment:
      POSTGRES_PASSWORD: example

• version：指定 Docker Compose 文件的版本。
• services：定义服务容器。
• web：定义一个 web 服务容器。
  • build：指定 Dockerfile 所在的目录。
  • ports：端口映射。
  • depends_on：指定 web 服务依赖的其他服务。
• db：定义一个数据库服务容器。
  • image：指定使用的镜像。
  • environment：设置环境变量。

启动和停止容器

使用 docker-compose up 启动所有服务：

docker-compose up

使用 docker-compose down 停止并清理所有服务：

docker-compose down

准备阶段：选择一个简单的应用程序

选择一个简单的应用程序，例如一个 Python Web 应用程序，使用 Flask 框架。

构建镜像：将应用程序容器化

首先，创建应用目录结构：

mkdir myapp
cd myapp

在 myapp 目录下创建 app.py 文件，内容如下：

from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello_world():
    return 'Hello, World!'

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0', port=80)

创建 Dockerfile 文件，内容如下：

# 使用官方 Python 运行时作为父镜像
FROM python:3.8-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制当前目录下的 myapp 文件夹内容到容器的 /app 目录
COPY . /app

# 安装应用所需的依赖
RUN pip install --no-cache-dir flask

# 定义环境变量
ENV NAME World

# 运行应用
CMD ["python", "app.py"]

构建镜像：

docker build -t myapp:latest .

运行容器：部署运行应用程序

使用 docker run 命令启动容器：

docker run -d -p 8080:80 myapp:latest

• -d：后台运行容器。
• -p：端口映射，将宿主机的 8080 端口映射到容器的 80 端口。

打开浏览器，访问 http://localhost:8080，可以看到 "Hello, World!" 页面。

总结，通过以上步骤，我们成功地将一个简单的 Python Web 应用程序使用 Docker 进行了容器化部署。这为后续更复杂的项目提供了基础。