本文摘自《深入淺出Docker》，就是那本美亞操作系統排名第一的Docker入門書，被業內譽爲：“高中生也能讀懂的 Docker入門教程”。
本文從下面兩部分內容講解Docker。
運維（Ops）視角。
開發（Dev）視角。
在運維視角中，主要包括下載鏡像、運行新的容器、登錄新容器、在容器內運行命令，以及銷燬容器。
在開發視角中，更多關注與應用相關的內容。《深入淺出Docker內》會從GitHub拉取一些應用代碼，解釋其中的Dockerfile，將應用容器化，並在容器中運行它們。
通過上面兩部分內容，你可以從整體上理解Docker究竟是什麼，以及主要組件之間是如何相互配合的。推薦讀者對開發和運維兩部分內容都要閱讀。
1.1 運維視角
當讀者安裝Docker的時候，會涉及兩個主要組件：Docker客戶端和Docker daemon（有時也被稱爲“服務端”或者“引擎”）。
daemon實現了Docker引擎的API。
使用Linux默認安裝時，客戶端與daemon之間的通信是通過本地IPC/UNIX Socket完成的（/var/run/docker.sock）；在Windows上是通過名爲npipe:////./pipe/docker_engine的管道（pipe）完成的。讀者可以使用docker version命令來檢測客戶端和服務端是否都已經成功運行，並且可以互相通信。
1> docker version
2Client:
3 Version: 18.01.0-ce
4 API version: 1.35
5 Go version: go1.9.2
6 Git commit: 03596f5
7 Built: Wed Jan 10 20:11:05 2018
8 OS/Arch: linux/amd64
9 Experimental: false
10 Orchestrator: swarm
11
12Server:
13 Engine:
14 Version: 18.01.0-ce
15 API version: 1.35 (minimum version 1.12)
16 Go version: go1.9.2
17 Git commit: 03596f5
18 Built: Wed Jan 10 20:09:37 2018
19 OS/Arch: linux/amd64
20 Experimental: false如果讀者能成功獲取來自客戶端和服務端的響應，那麼可以繼續後面的操作。如果讀者正在使用 Linux，並且服務端返回了異常響應，則可嘗試在命令的前面加上 sudo——sudo docker version。如果加上sudo之後命令正常運行，那麼讀者需要將當前用戶加入到docker用戶組，或者給本書後面的命令都加上sudo前綴。
1.1.1 鏡像
將Docker鏡像理解爲一個包含了OS文件系統和應用的對象會很有幫助。如果讀者實際操作過，就會認爲與虛擬機模板類似。虛擬機模板本質上是處於關機狀態的虛擬機。在Docker世界中，鏡像實際上等價於未運行的容器。如果讀者是一名開發者，可以將鏡像比作類（Class）。
在Docker主機上運行docker image ls命令。
1$ docker image ls
2REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE如果讀者運行命令環境是剛完成Docker安裝的主機，或者是Play With Docker，那麼Docker主機中應當沒有任何鏡像，命令輸出內容會如上所示。
在Docker主機上獲取鏡像的操作被稱爲拉取（pulling）。如果使用Linux，那麼會拉取ubuntu:latest鏡像；如果使用Windows，則會拉取microsoft/powershell:nanoserver鏡像。
1latest: Pulling from library/ubuntu
250aff78429b1: Pull complete
3f6d82e297bce: Pull complete
4275abb2c8a6f: Pull complete
59f15a39356d6: Pull complete
6fc0342a94c89: Pull complete
7Digest: sha256:fbaf303...c0ea5d1212
8Status: Downloaded newer image for ubuntu:latest再次運行docker image ls命令來查看剛剛拉取的鏡像。
1$ docker images
2REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
3ubuntu latest 00fd29ccc6f1 3 weeks ago 111MB關於鏡像的存儲位置以及鏡像內部構成，本書會在後續的章節中詳細介紹。現在，讀者只需知道鏡像包含了基礎操作系統，以及應用程序運行所需的代碼和依賴包。剛纔拉取的ubuntu鏡像有一個精簡版的Ubuntu Linux文件系統，其中包含部分Ubuntu常用工具。而Windows示例中拉取的microsoft/powershell鏡像，則包含了帶有PowerShell的Windows Nano Server操作系統。
如果拉取了如nginx或者microsoft/iis這樣的應用容器，則讀者會得到一個包含操作系統的鏡像，並且在鏡像中還包括了運行Nginx或IIS所需的代碼。
重要的是，Docker的每個鏡像都有自己的唯一ID。用戶可以通過引用鏡像的ID或名稱來使用鏡像。如果用戶選擇使用鏡像ID，通常只需要輸入ID開頭的幾個字符即可——因爲ID是唯一的，Docker知道用戶想引用的具體鏡像是哪個。
1.1.2 容器
到目前爲止，讀者已經擁有一個拉取到本地的鏡像，可以使用docker container run命令從鏡像來啓動容器。
在Linux中啓動容器的命令如下。
1$ docker container run -it ubuntu:latest /bin/bash
2root@6dc20d508db0:/#在Windows中啓動容器的命令如下。
docker container run -it microsoft/powershell:nanoserver pwsh.exe
2
indows PowerShell
opyright (C) 2016 Microsoft Corporation. All rights reserved.
S C:\>仔細觀察上面命令的輸出內容，會注意到每個實例中的提示符都發生了變化。這是因爲-it參數會將Shell切換到容器終端——現在已經位於容器內部了！
接下來分析一下docker container run命令。docker container run告訴Docker daemon啓動新的容器。其中-it參數告訴Docker開啓容器的交互模式並將讀者當前的Shell連接到容器終端（在容器章節中會詳細介紹）。接下來，命令告訴Docker，用戶想基於ubuntu:latest鏡像啓動容器（如果用戶使用Windows，則是基於microsoft/powershell:nanoserver鏡像）。最後，命令告訴Docker，用戶想要在容器內部運行哪個進程。對於Linux示例來說是運行Bash Shell，對於Windows示例來說則是運行PowerShell。
在容器內部運行ps命令查看當前正在運行的全部進程。
Linux示例如下。
1root@6dc20d508db0:/# ps -elf
2F S UID PID PPID NI ADDR SZ WCHAN STIME TTY TIME CMD
34 S root 1 0 0 - 4560 wait 13:38 ? 00:00:00 /bin/bash
40 R root 9 1 0 - 8606 - 13:38 ? 00:00:00 ps -elfWindows示例如下。
1PS C:\> ps
2
3Handles NPM(K) PM(K) WS(K) CPU(s) Id SI ProcessName
4------- ------ ----- ----- ------ -- -- -----------
5 0 5 964 1292 0.00 4716 4 CExecSvc
6 0 5 592 956 0.00 4524 4 csrss
7 0 0 0 4 0 0 Idle
8 0 18 3984 8624 0.13 700 4 lsass
9 0 52 26624 19400 1.64 2100 4 powershell
10 0 38 28324 49616 1.69 4464 4 powershell
11 0 8 1488 3032 0.06 2488 4 services
12 0 2 288 504 0.00 4508 0 smss
13 0 8 1600 3004 0.03 908 4 svchost
14 0 12 1492 3504 0.06 4572 4 svchost
15 0 15 20284 23428 5.64 4628 4 svchost
16 0 15 3704 7536 0.09 4688 4 svchost
17 0 28 5708 6588 0.45 4712 4 svchost
18 0 10 2028 4736 0.03 4840 4 svchost
19 0 11 5364 4824 0.08 4928 4 svchost
20 0 0 128 136 37.02 4 0 System
21 0 7 920 1832 0.02 3752 4 wininit
22 0 8 5472 11124 0.77 5568 4 WmiPrvSELinux容器中僅包含兩個進程。
PID 1：代表/bin/bash進程，該進程是通過docker container run命令來通知容器運行的。
PID 9：代表ps -elf進程，查看當前運行中進程所使用的命令/程序。
命令輸出中展示的ps -elf進程存在一定的誤導，因爲這個程序在ps命令退出後就結束了。這意味着容器內長期運行的進程其實只有/bin/bash。
Windows 容器運行中的進程會更多，這是由 Windows 操作系統工作方式決定的。雖然Windows容器中的進程比Linux容器要多，但與常見的Windows服務器相比，其進程數量卻是明顯偏少的。
按Ctrl-PQ組合鍵，可以在退出容器的同時還保持容器運行。這樣Shell就會返回到Docker主機終端。可以通過查看Shell提示符來確認。
現在讀者已經返回到Docker主機的Shell提示符，再次運行ps命令。
Linux示例如下。
1$ ps -elf
2F S UID PID PPID NI ADDR SZ WCHAN TIME CMD
34 S root 1 0 0 - 9407 - 00:00:03 /sbin/init
41 S root 2 0 0 - 0 - 00:00:00 [kthreadd]
51 S root 3 2 0 - 0 - 00:00:00 [ksoftirqd/0]
61 S root 5 2 -20 0 - 00:00:00 [kworker/0:0H]
71 S root 7 2 -0 - 0 - 00:00:00 [rcu_sched]
8<Snip>
90 R ubuntu 22783 22475 0 - 9021 - 00:00:00 ps -elfWindows示例如下。
1> ps
2Handles NPM(K) PM(K) WS(K) CPU(s) Id SI ProcessName
3------- ------ ----- ----- ------ -- -- -----------
4 220 11 7396 7872 0.33 1732 0 amazon-ssm-agen
5 84 5 908 2096 0.00 2428 3 CExecSvc
6 87 5 936 1336 0.00 4716 4 CExecSvc
7 203 13 3600 13132 2.53 3192 2 conhost
8 210 13 3768 22948 0.08 5260 2 conhost
9 257 11 1808 992 0.64 524 0 csrss
10 116 8 1348 580 0.08 592 1 csrss
11 85 5 532 1136 0.23 2440 3 csrss
12 242 11 1848 952 0.42 2708 2 csrss
13 95 5 592 980 0.00 4524 4 csrss
14 137 9 7784 6776 0.05 5080 2 docker
15 401 17 22744 14016 28.59 1748 0 dockerd
16 307 18 13344 1628 0.17 936 1 dwm
17 <SNIP>
18 1888 0 128 136 37.17 4 0 System
19 272 15 3372 2452 0.23 3340 2 TabTip
20 72 7 1184 8 0.00 3400 2 TabTip32
21 244 16 2676 3148 0.06 1880 2 taskhostw
22 142 7 6172 6680 0.78 4952 3 WmiPrvSE
23 148 8 5620 11028 0.77 5568 4 WmiPrvSE可以看到與容器相比，Docker主機中運行的進程數要多很多。Windows容器中運行的進程要遠少於Windows主機，Linux容器中的進程數也遠少於Linux主機。
在之前的步驟當中，是使用Ctrl-PQ組合鍵來退出容器的。在容器內部使用該操作可以退出當前容器，但不會殺死容器進程。讀者可以通過docker container ls命令查看系統內全部處於運行狀態的容器。
1$ docker container ls
2CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS NAMES
3e2b69eeb55cb ubuntu:latest "/bin/bash" 7 mins Up 7 min vigilant_borg上述的輸出顯示只有一個運行中的容器。這就是前面示例中創建的那個容器。輸出中有該容器，證明了容器在退出後依然是運行的。讀者可以看到這個進程是7min之前創建的，並且一直在運行。
1.1.3 連接到運行中的容器
執行docker container exec命令，可以將Shell連接到一個運行中的容器終端。因爲之前示例中的容器仍在運行，所以下面的示例會創建到該容器的新連接。
Linux示例如下。
1$ docker container exec -it vigilant_borg bash
2root@e2b69eeb55cb:/#示例中的容器名爲“vigilant_brog”。讀者環境中的容器名稱會不同，所以請記得將“vigilant_brog”替換爲自己Docker主機上運行中的容器名稱或者ID。
Windows示例如下。
1> docker container exec -it pensive_hamilton pwsh.exe
2
3Windows PowerShell
4Copyright (C) 2016 Microsoft Corporation. All rights reserved.
5PS C:\>本例中使用的容器爲“pensive_hamilton”。同樣，讀者環境中的容器名稱會不同，所以請記得將“pensive_hamilton”替換爲自己Docker主機上運行中的容器名稱或者ID。
注意，Shell提示符又發生了變化。此時已登錄到了容器內部。
docker container exec命令的格式是docker container exec <options><container-name or container-id> <command/app>。在示例中，將本地Shell連接到容器是通過-it參數實現的。本例中使用名稱引用容器，並且告訴Docker運行Bash Shell（在Windows示例中是PowerShell）。使用十六進制ID的方式也可以很容易地引用具體容器。
再次使用Ctrl-PQ組合鍵退出容器。
Shell提示符應當退回到Docker主機中。
再次運行docker container ls命令來確認容器仍處於運行狀態。
1$ docker container ls
2CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS NAMES
3e2b69eeb55cb ubuntu:latest "/bin/bash" 9 mins Up 9 min vigilant_borg通過docker container stop和docker container rm命令來停止並殺死容器。切記需要將示例中的名稱/ID替換爲讀者自己的容器對應的名稱和ID。
1$ docker container stop vigilant_borg
2vigilant_borg
3
4$ docker container rm vigilant_borg
5vigilant_borg通過運行docker container ls命令，並指定-a參數來確認容器已經被成功刪除。添加-a的作用是讓Docker列出所有容器，甚至包括那些處於停止狀態的。
1$ docker container ls -a
2CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES1.2 開發視角
容器即應用！
在本節中，會分析一份應用代碼中的Dockerfile並將其容器化，最終以容器的方式運行。相關代碼可從本書配套資源或我的Github主頁中獲取。
本節接下來的內容會基於 Linux 示例進行演示。但其實兩個示例中都容器化了相同的Web 應用代碼，所以步驟也是一樣的。
進入到倉庫文件目錄之下，查看其內容。
1$ cd psweb
2$ ls -l
3total 28
4-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 341 Sep 29 12:15 app.js
5-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 216 Sep 29 12:15 circle.yml
6-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 338 Sep 29 12:15 Dockerfile
7-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 421 Sep 29 12:15 package.json
8-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 370 Sep 29 12:15 README.md
9drwxrwxr-x 2 ubuntu ubuntu 4096 Sep 29 12:15 test
10drwxrwxr-x 2 ubuntu ubuntu 4096 Sep 29 12:15 views對於Windows示例，讀者需要cd到dotnet-docker-samples\aspnetapp目錄當中。
Linux的示例是一個簡單的Node.js Web應用。Windows示例是一個簡單的ASP.NET Web應用。
每個倉庫中都包含一個名爲Dockerfile的文件。Dockerfile是一個純文本文件，其中描述瞭如何將應用構建到Docker鏡像當中。
查看Dockerfile的全部內容。
1$ cat Dockerfile
2
3FROM alpine
4LABEL maintainer="[email protected]"
5RUN apk add --update nodejs nodejs-npm
6COPY . /src
7WORKDIR /src
8RUN npm install
9EXPOSE 8080
10ENTRYPOINT ["node", "./app.js"]Windows示例中的Dockerfile內容會有所不同。但是，這些區別在現階段並不重要。關於Dockerfile的更多細節本書會在接下來的章節中進行詳細介紹。現在，只需要知道Dockerfile的每一行都代表一個用於構建鏡像的指令即可。
使用docker image build命令，根據Dockerfile中的指令來創建新的鏡像。示例中新建的Docker鏡像名爲test:latest。
一定要在包含應用代碼和Dockerfile的目錄下執行這些命令。
1$ docker image build -t test:latest .
2
3Sending build context to Docker daemon 74.75kB
4Step 1/8 : FROM alpine
5latest: Pulling from library/alpine
688286f41530e: Pull complete
7Digest: sha256:f006ecbb824...0c103f4820a417d
8Status: Downloaded newer image for alpine:latest
9 ---> 76da55c8019d
10<Snip>
11Successfully built f154cb3ddbd4
12Successfully tagged test:latest{注：}
Windows示例構建可能花費比較長的時間。構建時間長短是由構建過程中要拉取的鏡像大小和複雜度決定的。
一旦構建完成，就可以確認主機上是否存在test:latest鏡像。
1$ docker image ls
2REPO TAG IMAGE ID CREATED SIZE
3Test latest f154cb3ddbd4 1 minute ago 55.6MB
4...讀者現在已經擁有一個新的Docker鏡像，其中包含了應用程序。
從鏡像啓動容器，並測試應用。
Linux代碼如下。
1$ docker container run -d \
2 --name web1 \
3 --publish 8080:8080 \
4 test:latest打開Web瀏覽器，在地址欄中輸入容器運行所在的Docker主機的DNS名稱或者IP地址，並在後面加上端口號8080。然後就能看到圖4.1的Web頁面。
如果讀者使用的是Windows示例或者Mac版Docker，則需要將地址替換爲localhost:8080或者127.0.0.1:8080；如果讀者使用的是Play with Docker，需要單擊終端界面上的8080超鏈接。
圖1.1 Linux系統測試應用Web界面
Windows代碼如下。
1> docker container run -d \
2 --name web1 \
3 --publish 8080:80 \
4 test:latest打開Web瀏覽器，在地址欄中輸入容器運行所在的Docker主機的DNS名稱或者IP地址，並在後面加上端口號8080，然後就能看到圖4.2的Web頁面。
圖1.2 Windows系統測試應用Web界面
如果讀者使用的是Windows示例或者Mac版Docker，則可參考上面的規則。
讀者已經成功將應用代碼構建到了Docker鏡像當中，然後以容器的方式啓動該鏡像，這個過程叫作“應用容器化”。
1.3 本文小結
在運維部分，我們下載了Docker鏡像，啓動容器並且登錄到容器內部執行相應的命令，最後停止容器並刪除。
在開發部分，我們完成了簡單應用的容器化過程：從GitHub拉取應用源代碼，並且通過Dockerfile中的指令，將應用代碼構建到鏡像之中。接着運行了該容器化應用。