本章將在本地搭建一個容器化的 Django 項目，感受 Docker 的運作方式。
前期準備
開發環境
雖然有基於 Windows 的 Docker 版本，但各方面兼容做得都不太好（安裝也麻煩些），因此建議讀者在學習前，自行安裝好 Linux 或 Mac 系統。當然你願意折騰的話，在 Windows 上搞也行。
別擔心，以後開發 Django 項目仍然可以在 Windows 下進行，僅僅是開發時不使用 Docker 而已。
軟件安裝
- Docker：學習 Docker 當然要安裝 Docker 軟件了（免費的社區版），安裝方法見官方文檔。
- Docker-compose：這是 Docker 官方推出的用於編排、運行多個容器的工具，安裝方法見官方文檔。本教程大部分內容都與它有關。
- Python3：教程部署的是 Django 項目，那 Python3 是當然要有的了（包括 python 的包管理工具 pip）。
準備就緒後就繼續下一步吧。
創建 Django 項目
打開 Linux/Mac 的終端，安裝 Django 庫：
$ pip install django==2.2在一個你喜歡得位置（比如/home/）創建新的 Django 項目：
$ django-admin startproject django_app進入項目根目錄：
$ cd django_app教程後面的內容全部都在此目錄中操作了。爲方便閱讀，命令提示符 $ 代表目前在項目根目錄 django_app/，mysql $ 則代表目前在目錄 django_app/mysql/ 中，請讀者操作時稍加留意當前的工作目錄。
然後遷移數據：
$ python manage.py migrate
Operations to perform:
Apply all migrations: admin, auth, contenttypes, sessions
Running migrations:
Applying contenttypes.0001_initial... OK
...
Applying sessions.0001_initial... OK準備工作就搞定了。
用Docker構建項目
初識Docker
Docker 的整個生命週期由三部分組成：鏡像（image）+ 容器（container）+ 倉庫（repository）。
容器是由鏡像實例化而來，這有點像面向對象的概念：鏡像就是類，容器是類實例化之後的對象。
鏡像是一個只讀的模板，它包括了運行容器所需的數據。鏡像可以包含一個完整的 Linux 操作環境，裏面僅安裝了 Python 或者其他用戶需要的程序。
容器是由鏡像創建出來的實例，類似虛擬機，裏面可以運行特定的應用，並且容器與容器是相互隔離的。
倉庫概念與 Git 和 Github 類似，如果你用過它們就非常容易理解。Docker 使用的默認倉庫是由官方維護的 Docker hub 公共倉庫，從中上傳、拉取的操作類似 Git。
目前需要了解的就這麼多，下面通過實踐來理解。
Hello-world
爲了確認 Docker 已經正確安裝了，運行以下指令：
$ docker run hello-world
Unable to find image 'hello-world:latest' locally
...
latest: Pulling from library/hello-world
1b930d010525: Pull complete
...
Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
...一切正常的話，終端將打印出如上圖所示的歡迎語句。docker run hello-world 指令的含義是：用名稱爲 hello-world 的鏡像構建一個容器並運行。如果本地上沒有這個 hello-world 的鏡像， Docker 會自動從倉庫搜索並下載同名的鏡像。
我們可以用 docker images 查看本地已有的鏡像：
$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
hello-world latest fce289e99eb9 9 months ago 1.84kB表列分別爲鏡像名、版本、ID 號、創建時間、大小。
還可以查看本地已有的容器：
$ docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE .. CREATED ..
38cb03a96dca hello-world .. 2 minutes ago ..除此之外還有一些非常有用的基礎指令：
docker rmi [images ID] # 刪除此 ID 的鏡像
docker container stop [container ID] # 停止此 ID 的容器
docker container start [container ID] # 啓動此 ID 的容器
docker container rm [container ID] # 刪除此 ID 的容器由於測試時會頻繁生成鏡像，因此你肯定會用上面的指令查看、刪除無用的鏡像和容器。
牛刀小試完畢，接下來正式構建 Django 容器。
Dockerfile
Docker 允許通過文本格式的配置文件來構建鏡像，默認名稱爲 Dockerfile。因此在項目根目錄新建文件 Dockerfile，寫入：
# 從倉庫拉取 帶有 python 3.7 的 Linux 環境
FROM python:3.7
# 設置 python 環境變量
ENV PYTHONUNBUFFERED 1
# 創建 code 文件夾並將其設置爲工作目錄
RUN mkdir /code
WORKDIR /code
# 更新 pip
RUN pip install pip -U
# 將 requirements.txt 複製到容器的 code 目錄
ADD requirements.txt /code/
# 安裝庫
RUN pip install -r requirements.txt
# 將當前目錄複製到容器的 code 目錄
ADD . /code/理解這些 Docker 指令的關鍵在於，一定要牢記容器裏的環境和外界（宿主機）是隔離的，它兩是完全不一樣的。換句話說，要搞清楚哪些操作是針對宿主機、哪些操作是針對容器。
FROM python:3.7 指令從倉庫拉取一個包含 python 3.7 的 Linux 操作系統環境（Linux 版本爲 Debian）。
RUN 和 WORKDIR 指令都是針對容器的，功能是在容器裏創建目錄、並將其設置爲工作目錄。注意宿主機是沒有這個目錄的。
ADD 指令出現了兩次。ADD requirements.txt /code/ 意思是將宿主機當前目錄（即 Dockerfile 所在目錄）的 requirements.txt 文件複製到容器的 /code 目錄中。ADD . /code/ 意思是把當前目錄所有內容複製到容器 /code/ 目錄，注意中間那個點。
目前項目依賴的唯一庫就是 Django，所以在項目根目錄創建 requirements.txt 並寫入：
django==2.2前面不是已經安裝過 Django 了嗎，爲什麼這裏還要安裝？原因是前面是在宿主機安裝的，容器裏是沒有 Django 的！
所以目前的文件結構如下：
django_app
- Dockerfile
- requirements.txt
- manage.py
- django_app
- db.sqlite3配置文件就寫好了，接下來看看 Docker-compose 怎麼用。
Docker-compose
在線上環境中，通常不會將項目的所有組件放到同一個容器中；更好的做法是把每個獨立的功能裝進單獨的容器，這樣方便複用。比如將 Django 代碼放到容器A，將 Mysql 數據庫放到容器B，以此類推。
因此同一個服務器上有可能會運行着多個容器，如果每次都靠一條條指令去啓動，未免也太繁瑣了。 Docker-compose 就是解決這個問題的，它用來編排多個容器，將啓動容器的命令統一寫到 docker-compose.yml 文件中，以後每次啓動這一組容器時，只需要 docker-compose up 就可以了。因此教程也會用 docker-compose 來管理容器。
首先確認 docker-compose 是否安裝成功：
$ docker-compose -v
docker-compose version 1.24.1, build 4667896b確認無誤後，在項目根目錄創建 docker-compose.yml 並寫入：
version: "3"
services:
app:
restart: always
build: . # '點'代表當前目錄
command: "python3 manage.py runserver 0.0.0.0:8000"
volumes:
- .:/code
ports:
- "8000:8000"讓我們來分解一下其中的各項含義。
version 代表 docker-compose.yml 的版本，目前最新版爲 3，不需要改動它。
接着定義了一個名叫 app 的容器。後面的內容都是 app 容器的相關配置：
-
restart：除正常工作外，容器會在任何時候重啓，比如遭遇 bug、進程崩潰、docker 重啓等情況。 -
build：指定一個包含 Dockerfile 的路徑，並通過此 Dockerfile 來構建容器鏡像。注意那個 "." ,代表當前目錄。 -
command：容器運行時需要執行的命令。這裏就是我們很熟悉的運行開發服務器了。 -
volumes：卷，這是個很重要的概念。前面說過容器是和宿主機完全隔離的，但是有些時候又需要將其連通；比如我們開發的 Django 項目代碼常常會更新，並且更新時還依賴如 Git 之類的程序，在容器裏操作就顯得不太方便。所以就有卷，它定義了宿主機和容器之間的映射："." 表示宿主機的當前目錄，":" 爲分隔符，"/code" 表示容器中的目錄。即宿主機當前目錄和容器的 /code 目錄是連通的，宿主機當前目錄的 Django 代碼更新時，容器中的 /code 目錄中的代碼也相應的更新了。這有點兒像是在容器上打了一個洞，某種程度上也是實用性和隔離性的一種妥協。
嚴格意義上講，這裏用到的 .:/code 並不是卷，而是叫掛載，它兩是有區別的，只不過 docker-compose 允許將掛載寫到卷的配置中。後面章節會講到。
-
ports：定義了宿主機和容器的端口映射。容器的隔離不止環境，甚至連端口都隔離起來了。但 web 應用不通過端口跟外界通信當然不行，因此這裏定義將宿主機的 8000 端口映射到容器的 8000 端口，即訪問宿主機的 8000 端口就是訪問到了容器的 8000 端口，但要確保端口沒有被其他程序佔用。
配置就寫好了。現在項目的目錄結構如下：
django_app
- docker-compose.yml
- Dockerfile
- requirements.txt
- manage.py
- django_app
- db.sqlite3測試
輸入指令 docker-compose up 啓動容器服務：
$ docker-compose up
Creating network "django_app_default" with the default driver
Building app
Step 1/8 : FROM python:3.7
3.7: Pulling from library/python
4a56a430b2ba: Pull complete
...
6933d3d46042: Pull complete
Digest: sha256:0f0e991a97426db345ca7ec59fa911c8ed27ced27c88ae9966b452bcc6438c2f
Status: Downloaded newer image for python:3.7
---> 02d2bb146b3b
Step 1/8 : FROM python:3.7
---> 02d2bb146b3b
...
Step 7/8 : RUN pip install -r requirements.txt
---> Running in 62a60a3003fe
Looking in indexes: https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
Collecting django==2.2 (from -r requirements.txt (line 1))
Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/54/85/0bef63668fb170888c1a2970ec897d4528d6072f32dee27653381a332642/Django-2.2-py3-none-any.whl (7.4MB)
...
Installing collected packages: sqlparse, pytz, django
Successfully installed django-2.2 pytz-2019.2 sqlparse-0.3.0
...
Step 8/8 : ADD . /code/
---> cb23f483ffb6
Successfully built cb23f483ffb6
Successfully tagged django_app_app:latest
WARNING: Image for service app was built because it did not already exist. To rebuild this image you must use `docker-compose build` or `docker-compose up --build`.
Creating django_app_app_1 ... done
Attaching to django_app_app_1
app_1 | Watching for file changes with StatReloader
app_1 | Performing system checks...
app_1 |
app_1 | System check identified no issues (0 silenced).
app_1 | October 05, 2019 - 15:03:15
app_1 | Django version 2.2, using settings 'django_app.settings'
app_1 | Starting development server at http://0.0.0.0:8000/
app_1 | Quit the server with CONTROL-C.可以看到 Docker 按照配置文件的要求，成功構建了鏡像及容器，並啓動了容器。
打開瀏覽器，輸入本地 IP 端口 127.0.0.1:8000 ：
看到 Django 的小火箭，項目成功運行起來啦。按 Ctrl + C 即可停止開發服務器運行。
停止服務器後實際上容器還存在，只是停止運行了而已。輸入：
$ docker-compose down就可以刪除容器。
如果想在後臺運行容器，則輸入：
$ docker-compose up -d另外，如果你需要重新構建鏡像，則輸入命令：
$ docker-compose build啓動和停止已有的容器：
$ docker-compose start
$ docker-compose stop很簡單吧。
下載太慢？
由於衆所周知的原因，國內的網絡環境非常複雜。在構建鏡像時經常需要從國外的遠程倉庫拉取資源，巋然不動的下載速度真的頭疼。
解決方法就是將資源拉取鏈接修改爲國內的鏡像源，比如清華的鏡像源。
修改 Dockerfile 如下：
FROM python:3.7
ENV PYTHONUNBUFFERED 1
# 添加 Debian 清華鏡像源
RUN echo \
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ buster main contrib non-free\
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ buster-updates main contrib non-free\
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ buster-backports main contrib non-free\
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security buster/updates main contrib non-free\
> /etc/apt/sources.list
RUN mkdir /code
WORKDIR /code
# 添加 pip 清華鏡像源
RUN pip install pip -U -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
ADD requirements.txt /code/
# 添加 pip 清華鏡像源
RUN pip install -r requirements.txt -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
ADD . /code/重新構建鏡像，下載速度就飛一樣快了。
教程後面的內容都使用了清華源，但爲了方便閱讀，把這一部分更換源的代碼省去了，讀者心裏明白就好。
總結
本章初步感受了 Docker 的工作流程，並且很輕鬆的構建了一個容器化的 Django 項目。
下一章將 MySQL 數據庫也加入到容器編排中。
- 有疑問請在杜賽的個人網站留言，我會盡快回復。
- 教程示例代碼：django-docker-tutorial
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