Docker入门教程：快速掌握基础操作

本文提供了Docker的基础操作和使用方法，涵盖了安装、基本命令、容器管理和网络配置等内容。通过详细的操作步骤和示例，帮助读者快速掌握Docker的核心概念和实际应用。文章还介绍了如何使用Docker部署Web应用、运行数据库服务以及搭建开发环境。希望读者能够通过这些教程进一步深入学习和应用Docker。

1.1 什么是Docker

Docker是一种开源的应用容器引擎，它可以让开发者将应用及其依赖打包到一个可移植的容器中，以便于在任何环境中运行。Docker利用操作系统容器化技术来提供轻量级的虚拟化解决方案，使得开发、测试、部署和迁移应用更加简单和高效。

1.2 Docker的核心概念

• 镜像（Image）：镜像是一个只读模板，包含运行应用所需的代码、库、环境变量和配置文件等。镜像定义了容器运行时所需要的环境。
• 容器（Container）：容器是镜像的运行实例，它是从镜像创建的运行时环境。容器是轻量级的、独立的、可移植的，有隔离性的进程。
• 仓库（Registry）：仓库是用于存储和分发镜像的地方。Docker Hub是官方的公共仓库，用户可以将自己的镜像上传到Docker Hub，供他人使用或下载。其他公共仓库如Quay.io、Google Container Registry等也提供了镜像存储服务。
• Dockerfile：Dockerfile是一个文本文件，包含了一条条的指令，通过这些指令可以构建一个镜像。Dockerfile的每一行定义了构建镜像时需要执行的命令，通常用于定义应用的运行环境和参数。

1.3 Docker的优势和应用场景

Docker通过容器化技术提供了以下优势：

• 轻量级：容器的启动和停止都非常快速，相比于传统的虚拟机技术，容器的启动速度可以达到秒级。
• 移植性：容器可以运行在任何安装了Docker引擎的机器上，包括物理机、虚拟机，云环境等。
• 隔离性：每个容器都运行在一个独立的环境中，不会相互影响。
• 资源利用率：容器共享主机的操作系统，相比虚拟机消耗更少的资源。

应用场景：

• 开发环境搭建：开发者可以使用Docker快速搭建一致的开发环境，避免“这里可以运行，那里不行”的问题。
• 持续集成和持续部署：使用Docker可以简化CI/CD流程，确保每次构建和部署的一致性。
• 微服务架构：在微服务架构中，容器可以更好地支持服务间的解耦和独立部署。
• 高可用性和负载均衡：容器可以轻松地在多个节点间迁移，实现应用的高可用性和负载均衡。

2.1 Windows系统安装Docker

1. 访问Docker官网下载适用于Windows系统的Docker Desktop。
2. 双击下载的安装包，按照向导进行安装。
3. 安装完成后，打开Docker Desktop，并按提示启动Docker服务。

# 在PowerShell中检查Docker服务是否启动
docker --version

2.2 Mac系统安装Docker

1. 访问Docker官网下载适用于Mac系统的Docker Desktop。
2. 双击下载的安装包，按照向导进行安装。
3. 安装完成后，打开Docker Desktop，并按提示启动Docker服务。

# 在终端中检查Docker服务是否启动
docker --version

2.3 Linux系统安装Docker

Ubuntu系统

1. 更新apt包管理器

   sudo apt-get update
   sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

2. 添加Docker的官方GPG密钥

   curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

3. 添加Docker仓库

   sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

4. 安装Docker CE

   sudo apt-get update
   sudo apt-get install docker-ce

5. 验证Docker安装成功

   docker --version

CentOS系统

1. 更新yum包管理器

   sudo yum update

2. 安装必要的软件包

   sudo yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2

3. 添加Docker仓库

   sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

4. 安装Docker CE

   sudo yum install docker-ce

5. 验证Docker安装成功

   docker --version

2.4 验证Docker是否安装成功

执行以下命令查看Docker版本信息：

docker --version

如果命令执行结果显示Docker的版本信息，表示安装成功。

3.1 创建和管理Docker镜像

从Docker Hub拉取镜像

# 拉取一个官方的Ubuntu镜像
docker pull ubuntu

使用Dockerfile创建镜像

1. 创建Dockerfile文件

   # 创建Dockerfile
   echo "FROM ubuntu:latest
   RUN apt-get update && apt-get install -y python3
   CMD [\"python3\", \"-m\", \"http.server\"]" > Dockerfile

2. 构建镜像

   # 构建镜像
   docker build -t my-python-server .

3. 查看创建的镜像

   # 列出本地镜像
   docker images

4. 删除镜像

   # 删除镜像（镜像ID或名称）
   docker rmi image_id_or_name

3.2 运行和停止Docker容器

启动容器

# 使用拉取的ubuntu镜像启动容器
docker run -it ubuntu /bin/bash

启动并指定暴露端口的容器

# 使用自定义镜像启动容器，并将9000端口映射到主机的9000端口
docker run -p 9000:9000 -d my-python-server

停止容器

# 停止容器（容器ID或名称）
docker stop container_id_or_name

3.3 查看Docker容器状态

# 列出所有正在运行的容器
docker ps

# 列出所有容器（包括非运行状态）
docker ps -a

3.4 删除Docker镜像和容器

删除镜像

# 删除镜像（镜像ID或名称）
docker rmi image_id_or_name

删除容器

# 删除容器（容器ID或名称）
docker rm container_id_or_name

4.1 docker run命令详解

docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

• --name : 指定容器的名称
• -d : 后台运行容器
• -p : 将主机的端口映射到容器的端口
• -it : 交互式启动容器

示例

# 使用ubuntu镜像启动容器，并分配一个交互式的shell
docker run -it ubuntu /bin/bash

# 启动容器并指定容器名称
docker run --name my_ubuntu -it ubuntu /bin/bash

4.2 docker build命令详解

docker build [OPTIONS] PATH

• -t : 指定构建镜像的名称和标签
• --build-arg : 指定构建时使用的参数

示例

# 构建镜像并指定名称
docker build -t my-python-server .

4.3 docker pull和docker push命令

• docker pull : 从Docker Hub或其他仓库拉取镜像
• docker push : 将镜像推送到Docker Hub或其他仓库

示例

# 拉取镜像
docker pull nginx

# 推送镜像
docker push my-python-server

4.4 docker rm和docker rmi命令

• docker rm : 删除容器
• docker rmi : 删除镜像

示例

# 删除容器
docker rm container_id_or_name

# 删除镜像
docker rmi image_id_or_name

5.1 使用Docker部署Web应用

定义Dockerfile

# 创建Dockerfile
echo "FROM nginx:latest
COPY . /usr/share/nginx/html" > Dockerfile

构建和运行容器

# 构建镜像
docker build -t my-web-app .

# 启动容器
docker run -d -p 8080:80 my-web-app

访问Web应用

在浏览器中访问http://localhost:8080，可以看到部署的Web应用。

5.2 使用Docker运行数据库服务

定义Dockerfile

# 创建Dockerfile
echo "FROM mysql:5.7
ENV MYSQL_ROOT_PASSWORD=root
ENV MYSQL_DATABASE=mydb" > Dockerfile

构建和运行容器

# 构建镜像
docker build -t my-mysql-db .

# 启动容器
docker run -d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -e MYSQL_DATABASE=mydb my-mysql-db

连接数据库

使用数据库客户端连接到数据库容器，地址为localhost，端口为3306，用户名为root，密码为root。

5.3 使用Docker进行开发环境搭建

定义Dockerfile

# 创建Dockerfile
echo "FROM ubuntu:latest
RUN apt-get update && apt-get install -y python3-pip
COPY . /app
WORKDIR /app
RUN pip3 install -r requirements.txt
CMD [\"python3\", \"app.py\"]" > Dockerfile

构建和运行容器

# 构建镜像
docker build -t my-dev-env .

# 启动容器
docker run -it my-dev-env /bin/bash

使用开发环境

进入容器后，可以在容器中运行Python应用，确保开发环境的一致性。

6.1 Docker网络配置

Docker容器可以在不同的网络模式下运行：

• 桥接（bridge）：默认模式，容器连接到Docker的内置网络（docker0）。
• 主机（host）：容器直接使用主机的网络栈，不创建独立网络。
• 无（none）：不配置任何网络。
• 自定义网络：可以创建自定义网络，使得容器间能够互相通信。

创建和连接自定义网络

# 创建一个自定义网络
docker network create my_custom_network

# 启动容器并连接到自定义网络
docker run -d --network my_custom_network ...

6.2 Docker数据卷管理

数据卷是Docker容器和宿主机之间共享数据的机制，可以用于持久化存储。

• -v : 指定数据卷
• --volume : 指定数据卷
• --mount : 指定数据卷

示例

# 创建一个数据卷
docker volume create my_data_volume

# 启动容器并挂载数据卷
docker run -d -v my_data_volume:/data my_container

6.3 Docker Compose配置文件使用

Docker Compose是一个工具，用于定义和运行多容器Docker应用。通过一个名为docker-compose.yml的配置文件来描述应用的配置。

定义Docker Compose配置文件

version: '3'
services:
  web:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
  db:
    image: mysql:5.7
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root
      MYSQL_DATABASE: mydb

使用Docker Compose启动应用

# 启动应用
docker-compose up -d

# 停止应用
docker-compose down

通过以上教程，读者可以快速掌握Docker的基础操作，包括安装、基本操作、常用命令、实践案例和进阶指南。希望读者能够进一步深入学习和应用Docker，提高开发效率，更好地管理应用环境。