Docker 概述
1. Docker 的出现背景
环境一致性问题：在传统的软件开发流程中，开发人员在本地开发环境中编写代码，但当代码部署到生产环境时，常常会遇到“在我的电脑上可以运行”的问题。这是因为开发环境和生产环境在配置、依赖等方面存在差异。
环境配置复杂：对于一些复杂的应用，如需要集群部署的 Redis、ES、Hadoop 等，环境配置非常繁琐且耗时。每次在新的机器上部署都需要重复配置，效率低下。
跨平台问题：开发人员可能在 Windows 系统上开发，而生产环境可能是 Linux 系统，这导致了跨平台部署的困难。
2. Docker 的核心思想
集装箱化：Docker 的设计灵感来源于集装箱。集装箱通过标准化的尺寸和结构，使得货物可以在不同的运输工具（如轮船、火车、卡车）之间高效地转运。同样，Docker 通过标准化的容器，将应用及其依赖打包在一起，确保应用在不同的环境中都能一致地运行。
隔离性：Docker 容器提供了轻量级的隔离机制，每个容器都是一个独立的运行环境，互不影响。这类似于操作系统中的进程隔离，但 Docker 容器的隔离更为彻底，包括文件系统、网络、用户空间等方面的隔离。
3. Docker 的历史
2010 年：dotCloud 公司成立，开始研发基于 LXC（Linux Container）的容器技术。
2013 年：Docker 开源，迅速获得社区的关注和贡献。
2014 年 4 月 9 日：Docker 1.0 版本发布，标志着 Docker 技术的成熟和稳定。
4. Docker 的优势
轻量级：与传统的虚拟机相比，Docker 容器不需要虚拟整个操作系统，因此镜像体积小，启动速度快。Docker 镜像通常只有几十 MB，而虚拟机镜像可能需要几 GB。
秒级启动：Docker 容器的启动时间通常在秒级，而虚拟机的启动需要几分钟。这是因为 Docker 容器直接利用宿主机的内核，无需等待操作系统启动。
资源利用率高：Docker 容器共享宿主机的内核，因此可以更高效地利用宿主机的资源。在相同的硬件资源下，可以运行更多的 Docker 容器，提高了资源的利用率。
环境一致性：Docker 容器确保应用在开发、测试和生产环境中具有一致的运行环境，减少了因环境差异导致的问题。
易于部署和扩展：Docker 容器可以轻松地在不同的机器上部署和扩展。通过 Docker 仓库，可以方便地分享和获取镜像，实现应用的快速部署。
5. Docker 的应用场景
开发环境标准化：开发人员可以在本地使用 Docker 容器来模拟生产环境，确保开发的代码在生产环境中能够正常运行。
持续集成和持续部署（CI/CD）：Docker 容器可以与 CI/CD 工具集成，实现自动化的构建、测试和部署流程。
微服务架构：Docker 容器适合微服务架构，每个微服务可以运行在独立的容器中，实现服务的解耦和弹性扩展。
多环境部署：Docker 容器可以轻松地在不同的环境中部署，包括开发、测试、预生产和生产环境，确保应用在不同环境中的行为一致。
云原生应用：Docker 容器是云原生应用的基础，与 Kubernetes 等容器编排工具结合，可以实现大规模容器集群的管理。
6. Docker 的基本组成
镜像（Image）：镜像是用于创建容器的模板，包含了应用及其依赖的文件系统。镜像是只读的，可以被多个容器共享。
容器（Container）：容器是镜像的运行实例，是实际运行应用的环境。容器是隔离的、独立的运行环境，可以启动、停止、删除等操作。
仓库（Repository）：仓库是存储和分发镜像的地方。Docker Hub 是最常用的公有仓库，用户可以从中获取公共镜像，也可以将自己的镜像推送到仓库中。私有仓库则用于企业内部镜像的存储和管理。
7. Docker 的工作原理
Client-Server 架构：Docker 采用 Client-Server 架构，Docker 客户端通过 Socket 与 Docker 守护进程（Docker Daemon）通信，发送指令并获取结果。
守护进程：Docker 守护进程运行在宿主机上，负责管理容器的生命周期，包括创建、启动、停止、删除等操作。
容器运行时：Docker 容器运行时环境包括容器的文件系统、进程空间、网络接口等。容器直接利用宿主机的内核，通过命名空间（Namespaces）和控制组（Cgroups）实现隔离和资源限制。
8. Docker 与虚拟机的对比
虚拟机：
虚拟化层次：虚拟机通过 Hypervisor 层虚拟化硬件资源，每个虚拟机都包含一个完整的操作系统。
启动时间：虚拟机启动需要几分钟，因为需要加载操作系统。
资源占用：虚拟机占用资源较多，每个虚拟机都需要分配一定的 CPU、内存和存储资源。
隔离性：虚拟机的隔离性较强，但资源利用效率较低。
Docker 容器：
虚拟化层次：Docker 容器通过内核虚拟化技术实现轻量级的隔离，共享宿主机的内核，不需要虚拟整个操作系统。
启动时间：Docker 容器启动只需几秒钟，因为直接利用宿主机的内核，无需加载操作系统。
资源占用：Docker 容器占用资源较少，镜像体积小，运行效率高。
隔离性：Docker 容器的隔离性足以满足大多数应用的需求，同时资源利用效率高。
9. Docker 的生态系统
Docker Hub：Docker Hub 是 Docker 的官方镜像仓库，提供了大量的公共镜像，用户可以从中获取所需的镜像，也可以将自己的镜像推送到 Docker Hub。
私有仓库：企业可以搭建自己的私有仓库，用于存储和管理内部的镜像，确保镜像的安全性和私密性。
Dockerfile：Dockerfile 是构建 Docker 镜像的配置文件，通过编写 Dockerfile，可以自动化地构建镜像，确保镜像的一致性和可复现性。
Docker Compose：Docker Compose 是一个工具，用于定义和管理多容器 Docker 应用。通过编写
docker-compose.yml文件，可以轻松地创建和管理多个容器的组合。Docker Swarm：Docker Swarm 是 Docker 的原生容器编排工具，用于管理 Docker 容器集群。通过 Docker Swarm，可以实现容器的自动扩展、负载均衡和高可用性。
Kubernetes：Kubernetes 是目前最流行的容器编排工具，与 Docker 容器技术结合，可以实现大规模容器集群的管理。Kubernetes 提供了丰富的功能，如自动扩展、负载均衡、自我修复等。
Docker基本组成
镜像（images）
定义：用于创建容器的模板，包含了运行应用所需的所有内容，代码，运行时库，环境变量，配置文件等，镜像是只读的，可以被多个容器共存
特性：
分层结构：镜像是由多层文件系统组成的，每一层带爱哦一个特定的变更，可以使得镜像共享基础层，节省存储空间。
不可变：镜像一旦创建，其内容不可更改，如果需要修改镜像，通常需要创建一个新的镜像。
版本控制：镜像支持版本控制，可以通过标签（Tag）来区分不同的版本
容器（Container）
定义：容器是镜像的运行实例，是实际运行应用的环境，容器是隔离的、独立的运行环境，可以启动、停止、删除等操作
特性：
隔离性：容器之间是隔离的，每个容器都有自己的文件系统、网络结构和进程空间，互不影响
轻量级：容器共享宿主机的内核，不需要虚拟整个操作系统，一次启动速度快，资源占用少。
生命周期管理：容器的生命周期可以被精细管理，包括创建、启动、停止、删除、更新等操作。
仓库（Repository）
定义：仓库是存储和分发镜像的地方，分为共有仓库和私有仓库，Docker Hub是最常用的共有仓库，私有仓库用于企业内部镜像的存储和管理
其他重要概念
Dockerfile：Dockerfile是构建Docker镜像的配置文件，包含了一系列指令，用于定义如何构建镜像，通过编写，可以自动化地构建镜像，确保镜像的一致性和可复现性
数据卷（Volume）:数据卷是用于将容器内的数据持久化到宿主机，防止容器删除导致数据丢失，数据卷可以实现容器间的数据共享，也可以用于备份和恢复数据。
网络（Network）：Docker提供了多种网络模式，包括桥接，主机模式，无网络模式和容器网络模式，通过自定义网络，可以实现容器之间的通信
Docker的常用命令
# 容器相关命令
## 运行容器
docker run [选项] 镜像名 [命令] # 从指定镜像创建并启动一个新容器
- `-d`：后台运行容器，并返回容器ID，例如`docker run -d nginx`，在后台运行nginx容器。
- `-it`：以交互模式运行容器，通常与`/bin/bash`等命令配合使用，例如`docker run -it ubuntu /bin/bash`，进入ubuntu容器的bash shell。
- `--name`：为容器指定一个名称，例如`docker run --name mycontainer -d nginx`，创建并启动一个名为mycontainer的nginx容器。
- `-p`：端口映射，格式为`宿主机端口:容器端口`，例如`docker run -p 8080:80 nginx`，将容器的80端口映射到宿主机的8080端口。
## 查看容器
docker ps # 列出当前正在运行的容器，显示容器ID、镜像名、创建时间、状态、端口映射等信息
docker ps -a # 列出所有容器，包括正在运行的和已经停止的，加上`-a`参数可以查看到所有容器的状态。
## 进入容器
docker exec -it 容器id /bin/bash # 进入指定容器的bash shell
- `-it`：使`docker exec`命令以交互模式执行，允许用户与容器内的shell进行交互。
## 停止/启动/重启容器
docker stop 容器id # 停止指定的正在运行的容器，容器会接收到SIGTERM信号，然后停止运行。
docker start 容器id # 启动一个已经停止的容器，使其重新运行。
docker restart 容器id # 重启指定的容器，先停止再启动。
docker kill 容器id #强制定制当前容器
## 删除容器
docker rm 容器id # 删除一个已经停止的容器，如果容器正在运行，需要先停止它。
docker rm -f 容器id # 强制删除一个正在运行的容器，`-f`参数表示强制删除。
# 镜像相关命令
## 拉取镜像
docker pull 镜像名 # 从Docker Hub拉取指定镜像，例如`docker pull ubuntu`拉取最新的ubuntu镜像。
docker pull 镜像名:标签 # 拉取指定标签的镜像，例如`docker pull ubuntu:20.04`拉取标签为20.04的ubuntu镜像。
## 查看镜像
docker images # 列出本地所有镜像，显示镜像名、标签、镜像ID、创建时间、大小等信息。
## 构建镜像
docker build -t 镜像名:标签 . # 使用当前目录下的Dockerfile构建镜像
- `-t`：指定构建的镜像名和标签，格式为`镜像名:标签`，例如`docker build -t myapp:v1 .`，表示使用当前目录下的Dockerfile构建一个名为myapp，标签为v1的镜像。
## 删除镜像
docker rmi 镜像id # 删除指定的本地镜像，如果该镜像有容器正在使用，则无法删除。
docker rmi -f 镜像id # 强制删除镜像，即使有容器正在使用该镜像也会删除，`-f`参数表示强制删除。
# 其他常用命令
## 查看日志
docker logs 容器id # 查看指定容器的日志输出，可以查看容器运行时产生的日志信息。
## 查看容器详情
docker inspect 容器id # 查看指定容器的详细信息，包括配置、网络、存储等详细信息，以JSON格式输出。
## 查看镜像详情
docker inspect 镜像id # 查看指定镜像的详细信息，包括镜像的配置、层信息等详细内容，同样以JSON格式输出。
## 查看Docker版本信息
docker version # 显示Docker客户端和服务器端的版本信息，包括版本号、API版本、Go版本等。Dockerfile
Dockerfile 是用于构建 Docker 镜像的配置文件，它包含了一系列指令，这些指令定义了如何构建镜像。通过编写 Dockerfile，可以自动化地构建镜像，确保镜像的一致性和可复现性。以下是 Dockerfile 的详细介绍和常用指令。
1. Dockerfile 的基本结构
Dockerfile 通常包含以下几部分：
基础镜像（Base Image）：指定构建镜像的起始点。
维护者信息（Maintainer）：记录镜像的作者信息。
镜像操作指令（Image Operations）：定义如何修改镜像，如安装软件、设置环境变量等。
容器启动指令（Container Startup）：定义容器启动时运行的命令。
2. 常用指令
以下是一些常用的 Dockerfile 指令及其详细说明：
2.1 FROM
作用：指定基础镜像，这是 Dockerfile 的起始指令。
语法：
FROM <镜像名>:<标签>示例：
dockerfileFROM ubuntu:18.04
2.2 MAINTAINER
作用：记录镜像的维护者信息。
语法：
MAINTAINER <姓名> <邮箱>示例：
dockerfileMAINTAINER John Doe <john.doe@example.com>
2.3 RUN
作用：在镜像构建过程中运行命令，用于安装软件、配置环境等。
语法：
RUN <命令>示例：
dockerfileRUN apt-get update && apt-get install -y nginx
2.4 ADD
作用：将文件、目录或远程文件添加到镜像中。
语法：
ADD <源路径> <目标路径>示例：
dockerfileADD ./app.jar /app.jar
2.5 COPY
作用：与 ADD 类似，但更推荐使用 COPY，因为它更明确，不支持远程文件下载。
语法：
COPY <源路径> <目标路径>示例：
dockerfileCOPY ./app.jar /app.jar
2.6 WORKDIR
作用：设置工作目录，后续的命令将在该目录下执行。
语法：
WORKDIR <路径>示例：
dockerfileWORKDIR /app
2.7 ENV
作用：设置环境变量。
语法：
ENV <变量名> <值>示例：
ENV JAVA_HOME /usr/local/java
2.8 EXPOSE
作用：声明容器运行时监听的端口，但不会实际发布端口。
语法：
EXPOSE <端口>示例：
dockerfileEXPOSE 8080
2.9 CMD
作用：指定容器启动时运行的命令，只能有一个 CMD 指令，最后一个生效。
语法：
CMD ["命令", "参数"]示例：
CMD ["java", "-jar", "/app.jar"]
2.10 ENTRYPOINT
作用：指定容器启动时运行的命令，可以追加参数。
语法：
ENTRYPOINT ["命令", "参数"]示例：
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]
2.11 VOLUME
作用：创建一个数据卷，用于数据持久化。
语法：
VOLUME ["路径"]示例：
VOLUME ["/data"]
2.12 ONBUILD
作用：当构建一个被继承的 Dockerfile 时，会自动执行 ONBUILD 指令。
语法：
ONBUILD <指令>示例：
ONBUILD COPY . /app/src
3. 实战示例
以下是一个完整的 Dockerfile 示例，用于构建一个包含 Nginx 和自定义配置的镜像：
# 基础镜像
FROM nginx:1.18
# 维护者信息
MAINTAINER John Doe <john.doe@example.com>
# 设置工作目录
WORKDIR /usr/share/nginx/html
# 复制静态文件到工作目录
COPY ./static /usr/share/nginx/html
# 复制自定义配置文件
COPY ./nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf
# 暴露端口
EXPOSE 80
# 启动 Nginx
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]4. 构建和运行镜像
构建镜像：
docker build -t my-nginx:1.0 .运行容器：
docker run -d -p 8080:80 --name my-nginx-container my-nginx:1.0
5. 小结
Dockerfile 是构建 Docker 镜像的关键配置文件，通过编写 Dockerfile，可以自动化地构建镜像，确保镜像的一致性和可复现性。常用指令如 FROM、RUN、COPY、EXPOSE、CMD 和 ENTRYPOINT 等，可以满足大多数镜像构建的需求。掌握这些指令和它们的使用方法，可以高效地构建和管理 Docker 镜像。
以下是一个更复杂的 Dockerfile 示例，用于构建一个包含 Spring Boot 应用、配置文件、日志目录和环境变量设置的镜像。这个示例展示了如何从基础镜像开始，逐步构建一个完整的应用镜像。
1. 项目结构
假设你的项目结构如下：
my-spring-boot-app/
├── src/
│ └── main/
│ └── java/
│ └── com/
│ └── example/
│ └── DemoApplication.java
├── target/
│ └── my-spring-boot-app-1.0.0.jar
├── config/
│ └── application.properties
├── logs/
└── Dockerfile2. Dockerfile
# 基础镜像
FROM openjdk:11-jdk-slim
# 维护者信息
MAINTAINER John Doe <john.doe@example.com>
# 设置工作目录
WORKDIR /app
# 复制应用 JAR 文件到工作目录
COPY target/my-spring-boot-app-1.0.0.jar /app/my-spring-boot-app.jar
# 复制配置文件到工作目录
COPY config/application.properties /app/config/application.properties
# 创建日志目录
RUN mkdir -p /app/logs
# 设置环境变量
ENV SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod
ENV JAVA_OPTS="-Xms512m -Xmx1024m"
# 暴露应用端口
EXPOSE 8080
# 设置容器启动时运行的命令
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app/my-spring-boot-app.jar", "--spring.config.location=file:/app/config/application.properties"]
# 启动应用
CMD ["--spring.profiles.active=${SPRING_PROFILES_ACTIVE}"]3. 构建和运行镜像
3.1 构建镜像
在项目根目录下运行以下命令构建镜像：
docker build -t my-spring-boot-app:1.0.0 .3.2 运行容器
运行容器时，可以指定端口映射和环境变量：
docker run -d -p 8080:8080 --name my-spring-boot-container -e SPRING_PROFILES_ACTIVE=dev my-spring-boot-app:1.0.04. 详细说明
基础镜像：使用
openjdk:11-jdk-slim作为基础镜像，这是一个轻量级的 OpenJDK 11 镜像。维护者信息：记录镜像的维护者信息。
工作目录：设置工作目录为
/app，后续的命令将在该目录下执行。复制 JAR 文件：将构建好的 Spring Boot 应用 JAR 文件复制到工作目录。
复制配置文件：将配置文件
application.properties复制到工作目录下的config目录。创建日志目录：创建日志目录
/app/logs，用于存储应用日志。设置环境变量：设置环境变量
SPRING_PROFILES_ACTIVE和JAVA_OPTS，分别用于指定激活的 Spring 配置文件和 Java 运行参数。暴露端口：声明容器运行时监听的端口
8080。ENTRYPOINT：设置容器启动时运行的命令，使用
java -jar启动 JAR 文件，并指定配置文件的位置。CMD：设置默认的命令参数，可以通过运行容器时的环境变量覆盖。
5. 进一步扩展
数据卷：如果需要持久化日志文件，可以使用数据卷：
docker run -d -p 8080:8080 --name my-spring-boot-container -e SPRING_PROFILES_ACTIVE=dev -v /host/logs:/app/logs my-spring-boot-app:1.0.0自定义网络：如果需要多个容器之间通信，可以创建自定义网络：
docker network create my-network docker run -d -p 8080:8080 --name my-spring-boot-container --network my-network -e SPRING_PROFILES_ACTIVE=dev my-spring-boot-app:1.0.0
通过这个复杂的示例，你可以看到如何使用 Dockerfile 构建一个包含应用、配置文件、日志目录和环境变量的完整镜像，并通过命令行参数和环境变量进行灵活配置。
Docker 网络是 Docker 容器之间通信的基础。Docker 提供了多种网络模式，每种模式适用于不同的场景。以下是对 Docker 网络的详细介绍，包括网络模式、常用命令和实战示例。
DOCKER 网络
1. 网络模式
Docker 支持以下几种网络模式：
1.1 bridge（桥接模式）
默认模式：这是 Docker 的默认网络模式。每个容器都会被分配一个独立的 IP 地址，并通过一个虚拟的以太网桥（通常是
docker0）与宿主机网络连接。特点：
容器之间可以相互通信，但需要通过 IP 地址。
容器与宿主机之间可以相互通信。
容器对外部网络是隔离的，但可以通过端口映射访问。
1.2 host（主机模式）
特点：容器将直接使用宿主机的网络栈，不进行网络隔离。容器内的应用可以直接绑定宿主机的端口，没有网络性能损耗。
适用场景：适用于对网络性能要求极高的应用，如高性能的网络服务。
1.3 none（无网络模式）
特点：容器不配置任何网络，完全隔离。适用于不需要网络通信的容器。
1.4 container（容器模式）
特点：容器共享另一个容器的网络命名空间。适用于需要多个进程运行在同一个网络命名空间中的场景。
1.5 overlay（覆盖网络）
特点：用于多主机网络，允许多个 Docker 守护进程之间的容器相互通信。通常与 Docker Swarm 一起使用。
2. 常用命令
2.1 查看网络
命令：
docker network ls示例：
shdocker network ls
2.2 查看网络详情
命令：
docker network inspect <网络名>示例：
shdocker network inspect bridge
2.3 创建网络
命令：
docker network create --driver <驱动> <网络名>示例：
shdocker network create --driver bridge my-bridge-network
2.4 删除网络
命令：
docker network rm <网络名>示例：
shdocker network rm my-bridge-network
2.5 连接容器到网络
命令：docker network connect <网络名> <容器名>
示例：
shdocker network connect my-bridge-network my-container
2.6 断开容器与网络的连接
命令：
docker network disconnect <网络名> <容器名>示例：
shdocker network disconnect my-bridge-network my-container
3. 实战示例
3.1 创建自定义桥接网络
docker network create --driver bridge --subnet 192.168.0.0/16 --gateway 192.168.0.1 my-bridge-network3.2 启动容器并连接到自定义网络
docker run -d --name my-container --network my-bridge-network nginx3.3 查看网络配置
docker network inspect my-bridge-network3.4 连接另一个容器到同一网络
docker run -d --name my-another-container --network my-bridge-network redis3.5 验证容器之间的通信
docker exec -it my-container ping my-another-container4. 网络连通性测试
4.1 创建两个容器并测试通信
# 创建两个容器，连接到默认的 bridge 网络
docker run -d --name container1 nginx
docker run -d --name container2 nginx
# 测试 container1 和 container2 之间的通信
docker exec -it container1 ping container24.2 使用自定义网络
# 创建自定义网络
docker network create --driver bridge my-custom-network
# 启动两个容器，连接到自定义网络
docker run -d --name container3 --network my-custom-network nginx
docker run -d --name container4 --network my-custom-network nginx
# 测试 container3 和 container4 之间的通信
docker exec -it container3 ping container45. 小结
Docker 网络提供了多种模式，每种模式适用于不同的场景。通过创建自定义网络，可以更好地管理容器之间的通信，确保网络的隔离和安全性。常用命令如 docker network ls、docker network inspect、docker network create 和 docker network rm 等，可以帮助你管理和维护 Docker 网络。通过实战示例，你可以看到如何创建自定义网络、连接容器到网络并测试容器之间的通信。
