一步步学会用docker部署应用（nodejs版）

docker是一种虚拟化技术，可以在内核层隔离资源。因此对于上层应用而言，采用docker技术可以达到类似于虚拟机的沙盒环境。这大大简化了应用部署，让运维人员无需陷入无止境繁琐的依赖环境及系统配置中；另一方面，容器技术也可以充分利用硬件资源，做到资源共享。

本文将采用docker技术部署一个简单的nodejs应用，它包括一个简单的前置网关nginx、redis服务器以及业务服务器。同时使用dockerfile配置特定镜像，采用docker-compose进行容器编排，解决依赖、网络等问题。

docker基础

本文默认机器已安装docker环境，即可以使用docker和docker-compose服务，如果本地没有安装，则参考：

1. 安装docker及docker-compose，可参考 Install Docker Compose
2. docker compose 技术可以查看官方文档 Docker Compose

docker源

默认docker采用官方镜像，国内用户下载镜像速度较慢，为了更好的体验，建议切换源。
OSX系统通过添加 ~/.docker/daemon.json文件，

{
  "registry-mirrors": ["http://f1361db2.m.daocloud.io/"]
}

即可，镜像源地址可替换，随后重启docker服务即可。

linux系统通过修改 /etc/docker/daemon.josn文件，一样可以替换源。

docker简单操作

源切换完毕之后，就可以尝试简单的容器操作。
首先，运行一个简单的容器：

docker run -it node:8-slim node

run命令，根据某个版本的node镜像运行容器，同时执行 “node”命令，进入node命令行交互模式。

docker run -d node:8-slim node

执行 -d 选项，让容器以daemon进程运行，同时返回容器的hash值。根据该hash值，我们可以通过命令行进入运行的容器查看相关状态：

docker exec -it hashcode bash

hashcode可以通过

docker ps -l

找到对应容器的hashcode

关于镜像的选择以及版本的确定，可以通过访问官方 https://hub.docker.com/ 搜索，根据结果寻找 official image使用，当然也可根据下载量和star数量进行选择。

对于镜像的tag，则根据业务需求进行判断是否需要完整版的系统。如nodejs镜像，仅仅需要node基础环境而不需要其他的系统预装命令，因此选择了 node:<version>-slim 版本。

Dockerfile

从源下载的镜像大多数不满足实际的使用需求，因此需要定制镜像。镜像定制可以通过运行容器安装环境，最后提交为镜像：

docker run -it node:8-slim bash
root@ff05391b4cf8:/# echo helloworld > /home/text
root@ff05391b4cf8:/# exit
docker commit ff05391b4cf8 node-hello

然后运行该镜像即可。

另一种镜像定制可以通过Dockerfile的形式完成。Dockerfile是容器运行的配置文件，每次执行命令都会生成一个镜像，直到所有环境都已设置完毕。

Dockerfile文件中可以执行命令定制化镜像，如 “FROM、COPY、ADD、ENV、EXPOSE、RUN、CMD”等，具体dockerfile的配置可参考相关文档。

Dockerfile完成后，进行构建镜像:

docker build -t node:custom:v1 .

镜像构建成功后即可运行容器。

docker-compose

关于docker-compose，将在下文示例中进行说明。

示例：搭建nodejs应用

docker-compose.yml

在docker-compose.yml中配置相关服务节点，同时在每个服务节点中配置相关的镜像、网络、环境、磁盘映射等元信息，也可指定具体Dockerfile文件构建镜像使用。

version: '3'
services:
  nginx:
    image: nginx:latest
    ports:
      - 80:80
    restart: always  
    volumes:
      - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
      - /tmp/logs:/var/log/nginx

  redis-server:
    image: redis:latest
    ports:
      - 6479:6379
    restart: always

  app:
    build: ./
    volumes:
      - ./:/usr/local/app
    restart: always  
    working_dir: /usr/local/app
    ports:
      - 8090:8090
    command: node server/server.js
    depends_on:
      - redis-server
    links:
      - redis-server:rd

redis服务器

首先搭建一个单节点缓存服务，采用官方提供的redis最新版镜像，无需构建。

version: '3'
services:
  redis-server:
    image: redis:latest
    ports:
      - 6479:6379
    restart: always

关于version具体信息，可参考Compose and Docker compatibility matrix找到对应docker引擎匹配的版本格式。
在services下，创建了一个名为 redis-server 的服务，它采用最新的redis官方镜像，并通过宿主机的6479端口向外提供服务。并设置自动重启功能。

此时，在宿主机上可以通过6479端口使用该缓存服务。

web应用

使用node.js的koa、koa-router可快速搭建web服务器。在本节中，创建一个8090端口的服务器，同时提供两个功能：1. 简单查询单个key的缓存 2. 流水线查询多个key的缓存

docker-compose.yml

services:
  app:
    build: ./
    volumes:
      - ./:/usr/local/app
    restart: always  
    working_dir: /usr/local/app
    ports:
      - 8090:8090
    command: node server/server.js
    depends_on:
      - redis-server
    links:
      - redis-server:rd

此处创建一个app服务，它使用当前目录下的Dockerfile构建后的镜像，同时通过 volumes 配置磁盘映射，将当前目录下所有文件映射至容器的/usr/local/app，并制定为运行时目录；同时映射宿主机的8090端口，最后执行node server/server.js命令运行服务器。

通过depends_on设置app服务的依赖，等待 redis-server 服务启动后再启动app服务；通过links设置容器间网络连接，在app服务中，可通过别名 rd 访问redis-server。

Dockerfile

FROM node:8-slim
COPY ./ /usr/local/app
WORKDIR /usr/local/app
RUN npm i --registry=https://registry.npm.taobao.org
ENV NODE_ENV dev
EXPOSE 8090

指定的Dockerfile则做了初始化npm的操作。

web-server sourcecode

const Koa = require('koa');
const Router = require('koa-router');
const redis = require('redis');
const { promisify } = require('util');


let app = new Koa();
let router = new Router();
let redisClient = createRedisClient({
    // ip为docker-compose.yml配置的redis-server别名 rd，可在应用所在容器查看dns配置
    ip: 'rd',
    port: 6379,
    prefix: '',
    db: 1,
    password: null
});

function createRedisClient({port, ip, prefix, db}) {
    let client = redis.createClient(port, ip, {
        prefix,
        db,
        no_ready_check: true
    });
    
    client.on('reconnecting', (err)=>{
        console.warn(`redis client reconnecting, delay ${err.delay}ms and attempt ${err.attempt}`);
    });
    
    client.on('error', function (err) {
        console.error('Redis error!',err);
    });
    
    client.on('ready', function() {
        console.info(`redis初始化完成,就绪: ${ip}:${port}/${db}`);
    });
    return client;
}

function execReturnPromise(cmd, args) {
    return new Promise((res,rej)=>{
        redisClient.send_command(cmd, args, (e,reply)=>{
            if(e){
                rej(e);
            }else{
                res(reply);
            }
        });
    });
}

function batchReturnPromise() {
    return new Promise((res,rej)=>{
        let b = redisClient.batch();
        b.exec = promisify(b.exec);
        res(b);
    });
}


router.get('/', async (ctx, next) => {
    await execReturnPromise('set',['testkey','helloworld']);
    let ret = await execReturnPromise('get',['testkey']);
    ctx.body = {
        status: 'ok',
        result: ret,
    };
});

router.get('/batch', async (ctx, next) => {
    await execReturnPromise('set',['testkey','helloworld, batch!']);
    let batch = await batchReturnPromise();
    for(let i=0;i < 10;i++){
        batch.get('testkey');
    }
    let ret = await batch.exec();
    ctx.body = {
        status: 'ok',
        result: ret,
    };
});

app
  .use(router.routes())
  .use(router.allowedMethods())
  .listen(8090);

需要注意的是，在web服务所在的容器中，通过别名 rd 访问缓存服务。

此时，运行命令 docker-compose up后，即可通过 http://127.0.0.1:8090/ http://127.0.0.1:8090/batch 访问这两个缓存服务。

转发

目前可以通过宿主机的8090端口访问服务，为了此后web服务的可扩展性，需要在前端加入转发层。实例中使用nginx进行转发：

services:
  nginx:
    image: nginx:latest
    ports:
      - 80:80
    restart: always  
    volumes:
      - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
      - /tmp/logs:/var/log/nginx

采用最新版的nginx官方镜像，向宿主机暴露80端口，通过在本地配置nginx的抓发规则文件，映射至容器的nginx配置目录下实现快速高效的测试。

运行与扩展

默认单节点下，直接运行

docker-compose up -d

即可运行服务。

如果服务节点需要扩展，可通过

docker-compose up -d --scale app=3

扩展为3个web服务器，同时nginx转发规则需要修改：

upstream app_server { # 设置server集群,负载均衡关键指令
    server docker-web-examples_app_1:8090; # 设置具体server,
    server docker-web-examples_app_2:8090;
    server docker-web-examples_app_3:8090;
}

server {
    listen 80;
    charset utf-8;

    location / {
        proxy_pass http://app_server;
        proxy_set_header Host $host:$server_port;
        proxy_set_header X-Forwarded-Host $server_name;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    }
}

app_server内部的各个服务器名称为docker-web-examples_app_1，format为“${path}_${service}_${number}”,

即第一部分为 docker-compose.yml所在目录名称，如果在根目录则为应用名称；
第二部分为扩展的服务名；
第三部分为扩展序号

通过设置nginx的配置的log_format中upstream_addr变量，可观察到负载均衡已生效。

http{
    log_format  main  '$remote_addr:$upstream_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
}

参考

docker官方文档

docker-compose.yml 配置文件编写详解

Dockerfile实践