Docker系列-(3) Docker-compose使用與負載均衡

上一篇文章介紹了docker鏡像的製作與發佈，本文主要介紹實際docker工程部署中經常用到的docker-compose工具,以及docker的網絡配置和負載均衡。

Docker-compose介紹

實際開發過程中，在一個項目中，我們常將不同的模塊放在單獨的docker中，方便維護和擴展。比如我們一個項目可能有MySQL鏡像、Nginx鏡像、Spring Boot後端鏡像，我們在實際部署中可以採用上篇文章介紹的方法，分別打包，分別啓動；但是這樣太費精力，而且還容易出錯。
因此Docker-compose工具應運而生，就是爲了解決工程部署中的多個Docker鏡像的管理問題。

docker-compose.yaml 文件

類似於build鏡像需要Dockerfile一樣，使用docker-compose時也需要類似的配置文件，叫做docker-compose.yaml。

下面是一個Docker-file的例子：

一般docker-compose文件中需要注意如下幾點：

• version: '3'： 表示使用第三代語法，每代的語法稍有不同，我們選擇最新的就好。
• services: 表示compose需要啓動的服務，一般一個docker鏡像就可以作爲一個單獨的service。
• container_name: 容器名稱
• environment: 容器環境變量，可以使用這個參數往容器傳遞一些變量，這個在我們切換不同環境配置時非常有用，不用每次去改變代碼中的配置
• ports: 對外開放的端口
• restart: always表示如果服務啓動不成功一直嘗試。
• volumes: 加載本地目錄到容器目標路徑，也就是將本地路徑共享給容器，方便進行數據交互，也可以利用這個功能，將docker的log輸出到本機指定的位置。
• depends_on：依賴服務，先啓動 depends_on 服務。
• command: mvn clean spring-boot:run : 表示以這個命令來啓動項目

上面提到了depends_on,通常用於需要順序啓動不同鏡像，比如後臺需要等待數據庫初始化完畢以後才啓動，但是這個depends_on並不能保證前序容器完全初始化，意思是隻要前序容器啓動了，就會嘗試啓動當前容器。這樣還是會造成前序容器未初始化完成，後續容器啓動後出現連接失敗等錯誤。

因此最好的方式是官方(https://docs.docker.com/compose/startup-order/)比較推薦的wait腳本，腳本的詳細使用可以看這裏 https://github.com/vishnubob/wait-for-it,

wait-for-it.sh host:port [-s] [-t timeout] [-- command args]
-h HOST | --host=HOST       Host or IP under test
-p PORT | --port=PORT       TCP port under test
                            Alternatively, you specify the host and port as host:port
-s | --strict               Only execute subcommand if the test succeeds
-q | --quiet                Don't output any status messages
-t TIMEOUT | --timeout=TIMEOUT
                            Timeout in seconds, zero for no timeout
-- COMMAND ARGS             Execute command with args after the test finishes

一般也可以在製作鏡像的時候指定等待一定時間，在下面的例子中，在運行test.jar之前，會一直等到elasticsearch初始化完成。

FROM openjdk:8
ADD ["target/test-1.0.0.jar", "test.jar"]
ADD ["wait-for-it.sh", "wait-for-it.sh"]
RUN ["chmod", "+x", "wait-for-it.sh"]
EXPOSE 1234
ENTRYPOINT ["./wait-for-it.sh", "elastic:9200", "--", "java", "-jar", "/test.jar"]

關於更多docker-compose文件的詳細介紹，可以參考官方的文檔 https://docs.docker.com/compose/gettingstarted/。

docker-compose的啓動/停止

docker-compose的啓動與停止非常簡單，直接使用docker-compose up啓動，docker-compose down關閉工程，同時會刪除所有容器。

Docker的網絡通信

docker的網絡方面是相對較弱的，新手如果不清楚，經常會出現爲什麼容器A訪問不到容器B的問題。

容器間的通信

有個很常見的場景，我們需要在本機同時調試前端和後端程序，通常我們會在localhost某個端口啓動前端，比如8080；同時在local的另一端口比如1234啓動後端。如果不用容器，前端直接在代碼裏訪問localhost:1234的所有接口都是可以的，沒有任何問題。

但是如果前端和後端都封裝在不同的容器中，這個時候前端直接訪問localhost:1234，會報錯，無法訪問。原因就是兩個容器之間是獨立的，無法直接localhost訪問。

官方推薦的解決辦法就是，先新建一個網絡，然後啓動前後端容器的時候，分別指定在該網絡中運行。

docker network create mynet
docker run --network mynet --name frontend ...
docker run --network mynet --name backend ...

現在前端就可以通過 http://backend:1234 訪問後端的接口了。

注意：有些博客指出，可以通過docker inspect [container_name]來獲取後端容器的ip，然後直接訪問ip加端口就可以了。這個在Linux上也許可行，但是mac下由於容器的實現原理不同，無法直接通過ip訪問。

docker-compose下的網絡環境

默認情況下，當你利用docker-compose啓動多個容器時，docker-compose會自動幫你創建一個網絡，並將多個service在這個網絡中運行。因此不同容器之間，直接利用容器名+端口就可以訪問了。

Docker-compose實現負載均衡

實際生產環境中，肯定會啓動多個後端service，同時進行負載均衡以保證服務質量。利用docker-compose我們可以方便的實現這種功能。

下面是一個很簡單的docker-compose文件，啓動之後可以在本地打開localhost:5000，來訪問後端的service;在front容器內部，我們也可以通過backend:5000來訪問backend service。

version: "3"

services:
  front:
    image: front:latest
  backend:
    image: "backend:latest"
    ports:
      - "5000:5000"

爲了啓動多個後端程序以實現負載均衡，docker-compose已經爲我們提供--scale參數，利用這個參數可以輕鬆實現同時啓動多個service。
下面是該參數的使用說明。

--scale SERVICE=NUM        Scale SERVICE to NUM instances. Overrides the
                           `scale` setting in the Compose file if present.

在這裏，我們直接在啓動的時候，指定生成3個後端的service，

docker-compose up --scale backend=3

但是這樣會報錯，因爲本機上的5000端口，只能分配給一個service，如果你想同時在本機上調試，可以將上面的ports改爲5000，修改後的docker-compose文件如下：

version: "3"

services:
  front:
    image: front:latest
  backend:
    image: "backend:latest"
    ports:
      - "5000"

這樣按照上面同樣的指令啓動之後，你你可以看到如下的輸出結果，有3個不同的本機端口綁定到容器的5000端口，

      Name                      Command                  State                Ports
--------------------------------------------------------------------------------------------
example_backend_1   /usr/bin/dumb-init -- /sbi ...   Up (healthy)   0.0.0.0:32776->5000/tcp
example_backend_2   /usr/bin/dumb-init -- /sbi ...   Up (healthy)   0.0.0.0:32775->5000/tcp
example_backend_3   /usr/bin/dumb-init -- /sbi ...   Up (healthy)   0.0.0.0:32777->5000/tcp

當然，如果你只想從容器內部訪問後端的5000端口，你可以去掉port配置，改成如下的配置：

version: "3"

services:
  front:
    image: front:latest
  backend:
    image: "backend:latest"

這樣docker-compose up --scale backend=3啓動後，我們就只能在容器內部訪問http:\\backend:5000來訪問後端service，因爲我們啓動了三個，前端的請求會隨機的分配到後端的三個service上，保證了整體的服務質量。

參考鏈接：

• https://stackoverflow.com/questions/48062134/connection-refused-with-two-microservices-in-docker
• https://pspdfkit.com/blog/2018/how-to-use-docker-compose-to-run-multiple-instances-of-a-service-in-development/

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本文由『後端精進之路』原創，首發於博客 http://teckee.github.io/ ， 轉載請註明出處

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