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Docker深入浅出 | Image实战演练

shenxiuwen

shenxiuwen

2020-01-31

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Docker已经上市很多年，不是什么新鲜事物了，很多企业或者开发同学以前也不多不少有所接触，但是有实操经验的人不多，本系列教程主要偏重实战，尽量讲干货，会根据本人理解去做阐述，具体官方概念可以查阅官方教程，因为本系列教程对前一章节有一定依赖，建议先学习前面章节内容。

本系列教程导航:
Docker深入浅出 | 容器初体验

课程目标

  • 回顾Image核心知识
  • 了解如何制作自定义Image的两种方式
  • 了解Dockerfile的一些常用指令
  • 了解Image一些常用命令
  • 了解如何运行一个Springboot容器

Image核心知识回顾

在上一篇已经提到过，Docker Image是有多层结构，实际上由一层一层的文件系统组成，底层都是共享宿主Linux内核，Image的分层结构是是为了提高复用性。Image可以看作是Java的class文件，容器可以看成是JAVA的对象去理解，下层的每一层镜像可以是JAVA中的父类，上层镜像可以共享底层镜像的组件，类似JAVA中的继承规则。
Docker Image 基于 Union file systems做镜像和容器分层，避免在每次以新容器运行图像时复制一组完整的文件。将更改分隔为其自身层中的容器文件系统，允许将同一容器置于从已知内容重新启动（因为在删除容器时，更改的图层将被关闭）。
Docker深入浅出 | Image实战演练
面向用户的是Container层，所有用户新增环境依赖和数据都会保存在容器层，下层Image只可读、不可修改。

Container是一种轻量级的虚拟技术，不需要模拟硬件创建虚拟机启动内核空间，因此启动速度很快

Docker是基于Linux Kernel的Namespace、CGroups、UnionFileSystem等技术封装成的一种自
定义容器格式，从而提供一套虚拟运行环境。

  • Namespace：对全局系统资源的一种封装隔离，使得处于不同namespace的进程拥有独立的全局系统资源，改变一个namespace中的系统资源只会影响当前namespace里的进程，对其他namespace中的进程没有影响，比如pid[进程]、net[网络]、mnt[挂载点]等
  • CGroups: cgroup和namespace类似，也是将进程进行分组，但它的目的和namespace不一样，namespace是为了隔离进程组之间的资源，而cgroup是为了对一组进程进行统一的资源监控和限制，比如内存、CPU、进程数等
  • Union file systems：用来做image和container分层

制作Docker Image的两种方式

Docker深入浅出 | Image实战演练

  • 通过Dockerfile制作(推荐) - Dockerfile其内部包含了一条条的指令，每一条指令构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。
  • 通过Docker commit操作 - 通过docker commit命令反向基于容器副本创建一个新的镜像文件。但是使用Docker commit看不到Image的创建过程，因此对排查问题不友好。

Dockerfile常用指令

  • FROM
    指定基础镜像，比如FROM centos:6
    FROM centos:6
  • RUN
    在镜像内部执行一些命令，比如安装软件，配置环境等，换行可以使用
    groupadd -r mysql && useradd -r -g mysql mysql
  • ENV
    设置变量的值，ENV MYSQL_MAJOR 5.7，可以通过docker run --e key=value修改，后面可以直接使
    用${MYSQL_MAJOR}
    ENV MYSQL_MAJOR 5.7
  • LABEL
    设置镜像标签
LABEL email="" 
LABEL name="evan"
  • VOLUME
    定义匿名数据卷。在启动容器时忘记挂载数据卷，会自动挂载到匿名卷，在启动容器 docker run 的时候，我们可以通过 -v 参数修改挂载点。
    作用：
    • 避免重要的数据，因容器重启而丢失，这是非常致命的。
    • 避免容器不断变大。
      VOLUME /var/lib/mysql
  • COPY
    将主机的文件复制到镜像内，如果目录不存在，会自动创建所需要的目录，注意只是复制，不会提取和
    解压
    COPY demo-api.jar /usr/loacl/app/
  • ADD
    将主机的文件复制到镜像内，和COPY类似，只是ADD会对压缩文件提取和解压
    ADD demo-api.jar /usr/loacl/app/
  • WORKDIR
    指定镜像的工作目录，之后的命令都是基于此目录工作，若不存在则创建
WORKDIR /usr/local 
WORKDIR tomcat 
RUN touch test.txt

会在/usr/local/tomcat下创建test.txt文件

  • CMD
    容器启动的时候默认会执行的命令，若有多个CMD命令，则最后一个生效
CMD ["mysqld"] 或CMD mysqld
  • ENTRYPOINT
    和CMD的使用类似,但docker run执行时，会覆盖CMD的命令，而ENTRYPOINT不会
ENTRYPOINT ["docker-entrypoint.sh"]
ENTRYPOINT ["/bin/bash", "-C","/start.sh"]
  • EXPOSE
    声明容器运行的服务端口，启动镜像时，可以使用-p将该端口映射给宿主机
    EXPOSE 3306 3307

更多操作可以查看菜鸟教程

Image实战篇

通过Dockerfile制作Image

(1)创建一个Springboot项目
指定镜像的工作目录，之后的命令都是基于此目录工作，若不存在则创建
(2)创建一个Rest Api

@RestController
public class DemoController {

    @GetMapping("/hello")
    public String hello() {
        return "Hello";
    }


}

(3)通过maven命令 mvn clean package打包应用
target目录会生成了一个demo-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar

(4)进入上一章创建的虚拟机Centos7服务器中创建一个目录demo-dockerfile目录

  • 使用前一章创建的密码evan123去登陆Centos7服务器
Connection to 192.168.100.9 closed.
192:centos7 evan$ ssh 
's password: 
Last login: Thu Jan 30 03:22:59 2020 from 192.168.100.7
-bash: warning: setlocale: LC_CTYPE: cannot change locale (UTF-8): No such file or directory
[ ~]#
  • 创建文件夹
[ /]# mkdir /usr/local/demo-dockerfile

(4)回到宿主机器，上传demo-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar到Centos7服务器demo-dockerfile目录,我这里用使用命令行操作，其他童鞋可以使用其他sfpt工具上传

192:centos7 evan$ scp Users/evan/development/repository/eshare-docker-in-action/demo-api/target/demo-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar  :/usr/local/demo-dockerfile 
's password: 
/etc/profile.d/lang.sh: line 19: warning: setlocale: LC_CTYPE: cannot change locale (UTF-8): No such file or directory
Users/evan/development/repository/eshare-docker-in-action/demo-api/target/demo-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar: No such file or directory
192:centos7 evan$ scp /Users/evan/development/repository/eshare-docker-in-action/demo-api/target/demo-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar  :/usr/local/demo-dockerfile 
's password: 
/etc/profile.d/lang.sh: line 19: warning: setlocale: LC_CTYPE: cannot change locale (UTF-8): No such file or directory
demo-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar                   100%   18MB 105.8MB/s   00:00    
192:centos7 evan$

(5)回到虚拟机，在刚才创建的目录下创建一个Dockerfile文件

192:centos7 evan$ ssh 
's password: 
Last login: Thu Jan 30 03:25:43 2020 from 192.168.100.7
-bash: warning: setlocale: LC_CTYPE: cannot change locale (UTF-8): No such file or directory
[ ~]# cd /usr/local/demo-dockerfile
[ demo-dockerfile]# mkdir Dockerfile
[ demo-dockerfile]# touch Dockerfile
[ demo-dockerfile]# ls
Dockerfile  demo-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar

(6)填入以下内容到Dockerfile

FROM openjdk:8 
MAINTAINER evan 
LABEL name="demo-dockerfile" version="1.0"author="evan" COPY demo-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar demo-api-image.jar CMD ["java","-jar","demo-api-image.jar"]

(7)先启动Docker服务，假如不存在

[ demo-dockerfile]# sudo systemctl start docker

(8)在该目录下基于Dockerfile构建自定义的镜像

命令：docker build -t demo-api-image .

运行结果如下：

[ demo-dockerfile]# docker build -t demo-api-image .
Sending build context to Docker daemon  19.32MB
Step 1/5 : FROM openjdk:8
8: Pulling from library/openjdk
146bd6a88618: Already exists 
9935d0c62ace: Already exists 
db0efb86e806: Already exists 
e705a4c4fd31: Already exists 
3d3bf7f7e874: Already exists 
49371c5b9ff6: Already exists 
3f7eaaf7ad75: Already exists 
Digest: sha256:7b7408b997615b4d6aaf6c1f0de8a32182497250288ee0a27b4e98cf14a52fb3
Status: Downloaded newer image for openjdk:8
 ---> 8c6851b1fc09
Step 2/5 : MAINTAINER evan
 ---> Running in 8fb93afccef8
Removing intermediate container 8fb93afccef8
 ---> 1f516267494a
Step 3/5 : LABEL name="demo-dockerfile" version="1.0"author="evan"
 ---> Running in 12cf6c64acf8
Removing intermediate container 12cf6c64acf8
 ---> 5ab38f113669
Step 4/5 : COPY demo-api-0.0.1-SNAPSHOT.jar demo-api-image.jar
 ---> d752dc61c8a9
Step 5/5 : CMD ["java","-jar","demo-api-image.jar"]
 ---> Running in d8bb64f014ee
Removing intermediate container d8bb64f014ee
 ---> cd026463e853
Successfully built cd026463e853
Successfully tagged demo-api-image:latest

(9)基于我们自定义的image启动容器,容器命名为demo-api

docker run -d --name demo-api -p 8999:8080 demo-api-image

(10)查看容器的启动日志

[ demo-dockerfile]# docker logs demo-api

  .   ____          _            __ _ _
 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ ( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \  \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::        (v2.2.4.RELEASE)

2020-01-30 04:32:29.537  INFO 1 --- [           main] com.example.demo.api.DemoApiApplication  : Starting DemoApiApplication v0.0.1-SNAPSHOT on 4b90fdd0dd97 with PID 1 (/demo-api-image.jar started by root in /)
2020-01-30 04:32:29.540  INFO 1 --- [           main] com.example.demo.api.DemoApiApplication  : No active profile set, falling back to default profiles: default
2020-01-30 04:32:30.478  INFO 1 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat initialized with port(s): 8080 (http)
2020-01-30 04:32:30.488  INFO 1 --- [           main] o.apache.catalina.core.StandardService   : Starting service [Tomcat]
2020-01-30 04:32:30.489  INFO 1 --- [           main] org.apache.catalina.core.StandardEngine  : Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/9.0.30]
2020-01-30 04:32:30.540  INFO 1 --- [           main] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring embedded WebApplicationContext
2020-01-30 04:32:30.540  INFO 1 --- [           main] o.s.web.context.ContextLoader            : Root WebApplicationContext: initialization completed in 895 ms
2020-01-30 04:32:30.712  INFO 1 --- [           main] o.s.s.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor  : Initializing ExecutorService 'applicationTaskExecutor'
2020-01-30 04:32:30.888  INFO 1 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2020-01-30 04:32:30.890  INFO 1 --- [           main] com.example.demo.api.DemoApiApplication  : Started DemoApiApplication in 1.756 seconds (JVM running for 2.25)

(11)在宿主机器上访问容器服务，测试Api是否成功部署

[ demo-dockerfile]# curl localhost:8999/hello
Hello

(12)再启动多一个容器实例测试

[ demo-dockerfile]# docker run -d --name demo-api02 -p 8998:8080 demo-api-image
3029d6b4325a6773ddcacca8d39917b1abfe12d6004cc8a765608f7f2d64edb3
[ demo-dockerfile]# curl localhost:8998/hello
Hello

(12)登陆Docker镜像仓库,没有账号的童鞋提前到hub.docker.com注册

[ demo-dockerfile]# docker login
Login with your Docker ID to push and pull images from Docker Hub. If you don't have a Docker ID, head over to https://hub.docker.com to create one.
Username: 10856214
Password: 
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Configure a credential helper to remove this warning. See
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store

Login Succeeded

(13)推送定制的Docker镜像到远程仓库,镜像名称要跟Docker id一致

[ demo-dockerfile]# docker tag demo-api-image 10856214/demo-api-image
[ demo-dockerfile]# docker push 10856214/demo-api-image
The push refers to repository [docker.io/10856214/demo-api-image]
9fb0d7d193ef: Pushed 
a6ded049566a: Mounted from library/openjdk 
e7fe5541de5f: Mounted from library/openjdk 
03ff63c55220: Mounted from library/openjdk 
bee1e39d7c3a: Mounted from library/openjdk 
1f59a4b2e206: Mounted from library/openjdk 
0ca7f54856c0: Mounted from library/openjdk 
ebb9ae013834: Mounted from library/openjdk 
latest: digest: sha256:32afd9d8ca8205d6e667543a66163330c5067c5a37ebd80d53e9563b809e8bb4 size: 2007

(14)查看Image是否已经成功推送到远程仓库
Docker深入浅出 | Image实战演练

(15)从远程仓库把Image拉到本地

[ demo-dockerfile]# docker pull 10856214/demo-api-image
Using default tag: latest
latest: Pulling from 10856214/demo-api-image
Digest: sha256:32afd9d8ca8205d6e667543a66163330c5067c5a37ebd80d53e9563b809e8bb4
Status: Image is up to date for 10856214/demo-api-image:latest
docker.io/10856214/demo-api-image:latest

(16)基于远程10856214/demo-api-image启动容器

[ demo-dockerfile]# docker run -d --name demo-api03 -p 8997:8080 10856214/demo-api-image
f6907cc3f8b7c21e26111c748de23d923f96f5b2ffef54478ff49d8c03416651
[ demo-dockerfile]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                     COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                    NAMES
f6907cc3f8b7        10856214/demo-api-image   "java -jar demo-api-…"   4 seconds ago       Up 3 seconds        0.0.0.0:8997->8080/tcp   demo-api03
3029d6b4325a        demo-api-image            "java -jar demo-api-…"   About an hour ago   Up About an hour    0.0.0.0:8998->8080/tcp   demo-api02
4b90fdd0dd97        demo-api-image            "java -jar demo-api-…"   About an hour ago   Up About an hour    0.0.0.0:8999->8080/tcp   demo-api
[ demo-dockerfile]#

通过Docker Commit创建Image

(1)查看运行中的容器

[ demo-dockerfile]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                     COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                    NAMES
f6907cc3f8b7        10856214/demo-api-image   "java -jar demo-api-…"   2 hours ago         Up 2 hours          0.0.0.0:8997->8080/tcp   demo-api03
3029d6b4325a        demo-api-image            "java -jar demo-api-…"   3 hours ago         Up 3 hours          0.0.0.0:8998->8080/tcp   demo-api02
4b90fdd0dd97        demo-api-image            "java -jar demo-api-…"   3 hours ago         Up 3 hours          0.0.0.0:8999->8080/tcp   demo-api
[ demo-dockerfile]#

(2)进入我们在上一节从远程仓库拉回来的自定义镜像内部

[ demo-dockerfile]# docker exec -it demo-api03 bash
:/#

(3)修改容器demo-api03,在容器内部安装yum工具

  • 尝试运行yum指令，默认是不带yum工具,因为容器里的linux操作系统只保留基本指令
:/# yum
bash: yum: command not found
:/#
  • 查看下容器内部的linux操作系统版本
:/# cat /etc/issue
Debian GNU/Linux 9 \n \l

内置的操作系统用的Debian

  • 使用apt-get更新系统组件
:/# apt-get update
Ign:1 http://deb.debian.org/debian stretch InRelease
Get:2 http://security.debian.org/debian-security stretch/updates InRelease [94.3 kB]
Get:3 http://deb.debian.org/debian stretch-updates InRelease [91.0 kB]
Get:4 http://deb.debian.org/debian stretch Release [118 kB]              
Get:5 http://security.debian.org/debian-security stretch/updates/main amd64 Packages [516 kB]
Get:6 http://deb.debian.org/debian stretch-updates/main amd64 Packages [27.9 kB]
Get:7 http://deb.debian.org/debian stretch Release.gpg [2365 B]               
Get:8 http://deb.debian.org/debian stretch/main amd64 Packages [7086 kB]
Fetched 7936 kB in 1min 18s (101 kB/s)                                         
Reading package lists... Done
  • 安装容器内置操作系统必要依赖
apt-get install build-essential
  • 下载安装yum组件
apt-get install yum
  • 测试yum是否安装成功
:/# yum --help
Usage: yum [options] COMMAND

List of Commands:

check          Check for problems in the rpmdb
check-update   Check for available package updates
clean          Remove cached data
deplist        List a package's dependencies
...

(4)通过以上步骤，我们已经成功修改了容器，接下来我们推出容器，基于当前容器版本创建一个新的Image,命名为demo-api-image-v1

[ demo-dockerfile]# docker commit demo-api03 demo-api-image-v1
sha256:7887668690a3e53c27535669252f67b0391d54443776f1a431f91fe5800958be
[ demo-dockerfile]#

这时候创建出来的Image是默认已经携带了yum组件

(5)基于上面更新的新镜像demo-api-image-v1创建一个容器

[ demo-dockerfile]# docker run -d -it --name demo-api-v1 demo-api-image-v1
6363450e8f7af1f53f935e345d50f7bbfd3ff82bb2409fd5fd75a0f253ed1de8

(6)进入demo-api-v2容器验证是否已经存在yum组件

[ demo-dockerfile]# docker exec -it demo-api-v1 bash
:/# yum
You need to give some command
Usage: yum [options] COMMAND

List of Commands:

check          Check for problems in the rpmdb
check-update   Check for available package updates
clean          Remove cached data
deplist        List a package's dependencie
...

附录

Image常用操作

  • 查看本地image列表 docker images docker image ls
  • 获取远端镜像 docker pull
  • 删除镜像[注意此镜像如果正在使用，或者有关联的镜像，则需要先处理完] docker image rm imageid docker rmi -f imageid docker rmi -f $(docker image ls)删除所有镜像
  • 运行镜像 docker run image
  • 发布镜像 docker push

Container常用操作

  • 根据镜像创建容器 docker run -d --name -p 9090:8080 my-tomcat tomcat
  • 查看运行中的container docker ps
  • 查看所有的container[包含退出的] docker ps -a
  • 删除container docker rm containerid docker rm -f $(docker ps -a)删除所有container
  • 进入到一个container中 docker exec -it container bash
  • 根据container生成image docker commit demo-api03 demo-api-image-v1
  • 查看某个container的日志 docker logs container
  • 查看容器资源使用情况 docker stats
  • 查看容器详情信息 docker inspect container
  • 停止/启动容器 docker stop/start container

项目Demo Github

https://github.com/EvanLeung08/eshare-docker-in-action.git

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