Docker教程：新手快速入门指南

本文提供了全面的Docker教程，涵盖Docker的基本概念、主要特点和应用场景。文章详细介绍了Docker的安装方法、环境配置以及基础命令，并深入讲解了如何使用Dockerfile创建自定义镜像。

什么是Docker

Docker是一个开源的应用容器引擎，可以让开发者将应用及其依赖包打包到一个可移植的容器中，然后发布到任何安装了Docker的Linux或Windows机器上，实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

Docker的主要特点

Docker的主要特点包括：

1. 轻量级：相较于传统的虚拟机技术，Docker容器的启动速度更快，占用资源更少。
2. 可移植性：Docker容器可以在任何安装了Docker引擎的机器上运行，提升了应用的可移植性。
3. 重复性：Docker镜像可以被构建、分发和使用，保证了应用的一致性和可重复性。
4. 隔离性：通过容器，可以隔离应用的不同环境，如开发、测试和生产环境。
5. 易于管理和扩展：Docker提供了丰富的命令行工具，使得应用的管理更加便捷，同时容器的动态特性使得应用更容易扩展。

Docker的常见应用场景

Docker的应用场景非常广泛，具体包括：

1. 持续集成和持续部署：Docker可以帮助实现自动化构建、测试和部署。
2. 微服务架构：Docker是微服务架构的理想选择，可以轻松地实现服务的独立部署和扩展。
3. 快速启动应用程序：Docker可以快速地创建和启动应用程序，降低应用的启动时间和复杂性。
4. 开发环境一致性：使用Docker可以确保开发环境与生产环境的完全一致，减少开发到部署的差异。

不同操作系统下的Docker安装方法

Windows

1. 访问Docker官网下载适用于Windows的Docker Desktop Installer。
2. 运行安装程序，选择安装类型，推荐默认安装。安装完成后，启动Docker Desktop并检查是否成功。
3. 打开命令行工具（如cmd或PowerShell），输入docker --version，检查Docker版本。

   docker --version

4. 安装完成后，无需重启电脑。

Mac

1. 访问Docker官网下载适用于Mac的Docker Desktop Installer。
2. 运行安装程序，选择安装类型，推荐默认安装。安装完成后，启动Docker Desktop并检查是否成功。
3. 打开命令行工具（如Terminal），输入docker --version，检查Docker版本。

   docker --version

4. 安装完成后，无需重启电脑。

Linux

对于Linux系统，这里以Ubuntu为例进行说明。

1. 更新包列表并安装必要的依赖：

   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的官方仓库：

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

4. 更新包列表并安装Docker CE（社区版）：

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

5. 验证Docker安装成功：

   docker --version

Docker环境配置指导

1. 配置Docker镜像仓库：默认情况下，Docker会从官方的Docker Hub仓库获取镜像。你可以通过设置Docker配置文件来从其他的镜像仓库拉取镜像。
2. 配置Docker存储驱动：Docker支持多种存储驱动，如aufs、overlay2等。默认情况下，Docker会根据操作系统推荐最合适的存储驱动。
3. 配置Docker网络：Docker支持多种网络模式，如桥接网络、主机网络等。可以根据需要配置不同的网络模式。

常见问题及解决办法

1. 无法启动Docker服务：检查Docker服务是否已经启动。可以通过systemctl status docker命令来查看服务状态。

   systemctl status docker

2. 无法使用Docker命令：确保已经安装了Docker并正确配置了环境变量。
3. Docker无法访问互联网：确保Docker安装的机器可以访问互联网，或者配置Docker使用代理服务器。

Docker镜像管理

Docker镜像是一个只读模板，包含了运行Docker容器所需的文件系统。可以通过以下命令来管理Docker镜像：

• 拉取镜像：

  docker pull <image-name>

  例如，拉取一个Nginx镜像：

  docker pull nginx

• 列表查看镜像：

  docker images

• 删除镜像：

  docker rmi <image-id>

• 构建镜像：可通过Dockerfile构建镜像，关于Dockerfile的详细信息，请参阅后续章节。

Docker容器管理

Docker容器是镜像运行实例，可以通过以下命令来管理容器：

• 运行容器：

  docker run -d -p 80:80 nginx

  这个命令会启动一个Nginx容器，并将容器的80端口映射到主机的80端口。

• 查看容器：

  docker ps

• 停止容器：

  docker stop <container-id>

• 删除容器：

  docker rm <container-id>

Docker网络与存储管理

Docker提供了丰富的网络和存储管理功能：

• 创建网络：

  docker network create my-net

• 连接容器到网络：

  docker run -d --name webserver --network my-net nginx

• 查看网络：

  docker network ls

• 删除网络：

  docker network rm my-net

• 存储管理：
  Docker支持多种存储驱动，可以通过以下命令进行管理：

  docker run -it --name test-container -v /host/path:/container/path ubuntu:latest

  这个命令会在主机的/host/path和容器的/container/path之间创建一个挂载点。

Dockerfile的基础语法

Dockerfile是一个文本文件，包含了构建Docker镜像所需的全部命令。Dockerfile的基本语法包括以下几个命令：

• FROM：指定基础镜像。

  FROM ubuntu:latest

• RUN：执行命令。

  RUN apt-get update && apt-get install -y python3

• CMD：指定容器启动时要执行的命令。

  CMD ["python", "app.py"]

• EXPOSE：暴露端口。

  EXPOSE 80

• ENTRYPOINT：指定容器启动时要执行的命令，与CMD不同的是，ENTRYPOINT的命令可以被覆盖。

  ENTRYPOINT ["python", "app.py"]

• ENV：设置环境变量。

  ENV MY_VAR="value"

如何编写Dockerfile

编写Dockerfile的基本步骤如下：

1. 选择基础镜像：使用FROM命令指定基础镜像。
2. 安装依赖：使用RUN命令安装必要的依赖。
3. 设置工作目录：使用WORKDIR命令设置工作目录。
4. 复制文件：使用COPY或ADD命令复制文件到镜像中。
5. 设置环境变量：使用ENV命令设置环境变量。
6. 设置命令：使用CMD或ENTRYPOINT命令设置容器启动时要执行的命令。

实例

假设我们需要创建一个简单的Python应用镜像。

1. 创建一个Dockerfile：

   FROM python:3.7-slim
   WORKDIR /app
   COPY . /app
   RUN pip install -r requirements.txt
   CMD ["python", "app.py"]

2. 构建镜像：

   docker build -t my-python-app .

构建自定义Docker镜像

使用docker build命令可以构建镜像。命令格式如下：

docker build -t <image-name> .

例如，构建名为my-python-app的镜像：

docker build -t my-python-app .

启动、停止与删除容器

• 启动容器：

  docker run -d --name my-container nginx

• 停止容器：

  docker stop my-container

• 删除容器：

  docker rm my-container

查看容器运行状态

• 查看所有容器：

  docker ps -a

• 查看运行中的容器：

  docker ps

容器间的数据共享与通信

• 容器间的数据共享：
  使用docker run命令指定挂载点，例如：

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

• 容器间的通信：
  使用Docker网络来实现容器间的通信。例如，创建一个网络，并将容器连接到该网络：

  docker network create my-net
  docker run -d --name webserver --network my-net nginx
  docker run -d --name app --network my-net my-app

准备阶段

假设我们有一个简单的Python Flask应用，其目录结构如下：

./
└── app.py

其中，app.py的内容如下：

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)

Dockerfile编写

在应用的根目录创建一个Dockerfile文件，内容如下：

FROM python:3.7-slim
WORKDIR /app
COPY . /app
RUN pip install -r requirements.txt
CMD ["python", "app.py"]

部署与测试

1. 构建镜像：

   docker build -t my-web-app .

2. 启动容器：

   docker run -d -p 80:80 --name my-web-container my-web-app

3. 验证部署：
   打开浏览器，访问http://<服务器IP>，如果看到"Hello, World!"，说明部署成功。

以上是使用Docker部署一个简单的Web应用的完整流程，通过这个流程，你可以了解如何使用Docker来方便地管理和部署应用程序。