【學習筆記】Docker基礎實戰教程一：入門

Docker是一套以容器技術爲核心的思想和一套標準化的體系，是IT領域的“集裝箱”

Hello Docker！

鏡像

• 鏡像可以理解爲一個打包了運行環境的特殊文件系統，它包含了容器啓動運行所需的所有信息，包括運行程序和配置數據等。

• 鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建之後也不會改變。

• 例如，一個官方的Ubuntu14.04鏡像，就包含了一套完整的Ubuntu14.04最小系統的root文件系統。

容器

• 鏡像和容器的關係，類似於面向對象程序設計中的類和實例一樣，鏡像是靜態的定義，而容器是鏡像運行時的實體，可以看成是一個具備某個運行環境的非常輕量的虛擬機。

• 容器可以被創建、啓動、停止和刪除等。

• 在創建容器時，需要顯示地爲容器指定鏡像。指定鏡像之後，容器就具備了鏡像中保存的運行環境了。

• 例如，可以爲容器指定Ubuntu14.04的鏡像，然後該容器就具備Ubuntu14.04的運行環境了。

Docker Registry

倉庫（Repository）是集中存放鏡像的地方。另外一個非常相似的單詞Registry是註冊服務器（例如Docker Hub就是一個官方的Registry）。註冊服務器是管理倉庫的具體服務器，每個服務器上可以有多個倉庫，而每個倉庫下面有多個鏡像。

從這方面來說，倉庫可以被認爲是一個具體的項目或目錄。例如對於倉庫地址dl.dockerpool.com/ubuntu來說，dl.dockerpool.com 是註冊服務器地址，ubuntu 是倉庫名。（一般而言，一個倉庫會存放同一種類型的鏡像，例如ubuntu的倉庫。）

一個 Docker Registry 中可以包含多個倉庫（Repository）；每個倉庫可以包含多個標籤（Tag）；每個標籤對應一個鏡像。通常，一個倉庫會包含同一個軟件不同版本的鏡像會，而標籤就常用於對應該軟件的各個版本。我們可以通過 <倉庫名>:<標籤> 的格式來指定具體是這個軟件哪個版本的鏡像。如果不給出標籤，將以 latest 作爲默認標籤。

以 Ubuntu 鏡像爲例， ubuntu是倉庫的名字，其內包含有不同的版本標籤，比如，14.04 , 16.04 。我們可以通過 ubuntu:14.04 ，或者 ubuntu:16.04來具體指定所需哪個版本的鏡像。如果忽略了標籤，比如ubuntu ，那將視爲ubuntu:latest 。

倉庫名經常以兩段式路徑形式出現，比如training/webapp，前者往往意味着 Docker Registry 多用戶環境下的用戶名，後者則往往是對應的軟件名。

Docker使用的基本過程

1. 獲取一個鏡像；
   在安裝完Docker服務之後，本地是沒有任何鏡像的，所以首先需要獲取所需要的鏡像。

2. 基於該鏡像創建並啓動一個容器；
   在創建容器時也可以設置容器的啓動命令，該命令會在容器啓動時執行

3. 進入該容器，執行“程序”。

   • 在容器成功創建並啓動之後，該容器就具備了ubuntu的運行環境。我們可以進入該容器內部，並在其內部執行任何在ubuntu系統上的程序了。
   • 這裏的“程序”可以是“Linux命令”、“shell腳本”、“C++程序”等。

示例

docker pull busybox:latest
docker run --name zgh busybox:latest echo "Hello Docker"

• 第一條命令：獲取一個名爲busybox:latest的鏡像。這條命令會從Docker Hub官方鏡像倉庫獲取一個名爲busybox:latest的鏡像(busybox的最新版)，並把它下載到宿主機。其中busybox是最小的Linux系統。

• 第二條命令： 創建並啓動一個容器，並執行相應命令。首先，–name設置容器的名字爲zgh，然後爲容器指定了busybox:latest作爲啓動鏡像，最後設置了該容器的啓動命令爲echo “Hello Docker”。容器啓動並輸出 “Hello Docker”後，將其停止。

• 其實我們也可以去掉第一條命令，直接使用第二條命令即可完成同樣的功能。後臺在執行命令時，發現本地沒有busybox:latest鏡像，會首先自動執行docker pull busybox:latest，將busybox:latest鏡像下載到宿主機，然後再以busybox鏡像作爲基礎，創建一個名爲first_docker_container的鏡像，並執行echo “Hello Docker”命令。

拉取鏡像

在Docker的官方鏡像倉庫Docker Hub中保存了各種各樣的鏡像，這些鏡像中保存了各種各樣的運行環境。

例如包含Linux運行環境的“ubuntu”鏡像、“centos”鏡像、“busybox”鏡像等，提供數據庫服務的“mysql”鏡像、“o\fracle”鏡像、“redis”鏡像等。提供程序運行環境的“java”鏡像、“python”鏡像、“c++”鏡像等等。

基本上我們日常工作所需要的運行環境在Docker Hub中都會有對應的鏡像（Docker Hub官網：https://hub.docker.com/ ）

（這些鏡像不是憑空出現的，這是鏡像構建者們辛勤的勞動成果。每一個Docker的使用者都應該感謝這些鏡像構建者們！!）

但是在安裝完Docker之後，本地是沒有任何鏡像的。下面介紹如何從Docker Hub中拉取鏡像（或者說下載鏡像）。

命令

docker pull [OPTIONS] <倉庫名>：<標籤>

• 默認情況下，使用docker pull命令，會從官方的Docker Hub庫中將鏡像拉取到本地。
• docker pull：Docker拉取鏡像的命令關鍵詞；
• [OPTIONS]：命令選項；
• 倉庫名：倉庫名的格式一般爲<用戶名>/<軟件名>。對於Docker Hub，如果不指定用戶名，則默認爲library，即官方鏡像；
• 標籤：標籤是區分鏡像不同版本的一個重要參數，<倉庫名>:<標籤>會唯一確定一個鏡像。默認爲latest

（在Docker Hub中有很多個鏡像倉庫，一般情況下會將同一類型的鏡像放在同一個倉庫中，例如在一個ubuntu倉庫中由很多個ubuntu鏡像組成，包括ubuntu:14.04、ubuntu:16.04、ubuntu:latest等等鏡像）。

設置鏡像加速器

#以root用戶執行以下操作
mkdir -p /etc/docker
tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{#下面的URL可以替換爲你自己的阿里雲加速地址
"registry-mirrors": ["https://jxus37ad.mirror.aliyuncs.com "]
}
EOF
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

由於“偉大的牆”的原因，在國內從Docker Hub中拉取鏡像的速度可能會比較慢，國內很多雲服務商都提供了鏡像加速器服務，例如阿里、網易等等。
以Linux系統配置阿里雲加速器爲例，只需要將下面的命令複製到Linux的終端，以root用戶的身份執行之後，就成功的配置了阿里雲加速器了！

啓動一個容器

啓動容器有兩種方式，

• 一種是基於鏡像新建一個容器並啓動，
• 另外一個是將在終止狀態（stopped）的容器重新啓動。

第一種方式：新建並啓動

docker run [OPTIONS] 鏡像名 [COMMAND] [ARG]

• docker run命令會基於指定的鏡像創建一個容器並且啓動它
• OPTIIONS: 命令選項，最常用的包括-d後臺運行容器並返回容器ID，-i以交互模式運行容器，-t爲容器分配一個僞輸入終端，--name指定啓動容器的名稱。更多選項請參考Docker幫助文檔；
• 鏡像名： 以<倉庫名>:<標籤>的方式來指定；
• COMMAND: 設置啓動命令，該命令在容器啓動後執行；
• ARG: 其他一些參數。

docker run背後的工作:

1. 檢查本地是否存在指定的鏡像，不存在就從公有倉庫下載啓動；
2. 利用鏡像創建並啓動一個容器；
3. 分配一個文件系統，並在只讀的鏡像層外面掛載一層可讀寫層；
4. 從宿主主機配置的網橋接口中橋接一個虛擬接口到容器中去；
5. 從地址池配置一個ip地址給容器；
6. 執行用戶指定的啓動命令；
7. 執行完畢後容器被終止。

第二種方式：啓動一個已經終止的容器

雖然Docker容器是非常輕量的，這意味着一般情況下，我們在啓動完容器並完成操作之後都會將容器刪除掉。但是有些時候我們會進入之前創建的容器，而docker run每次都會創建一個新容器，顯然不符合我們的需求。這種時候，可以使用docker start命令，使用容器名或者容器id啓動一個已經終止的容器。

docker start [OPTIONS] 容器 [容器2...]

• docker start: Docker啓動容器的命令關鍵詞；
• OPTIIONS: 命令選項；
• 容器： 需要啓動的容器，該容器用“容器ID”或“容器名”表示，如果指定了多個容器，那麼就將這些容器都啓動。

查看容器信息

docker ps

• 可以查看容器的信息，包括容器ID，基礎鏡像，啓動命令，創建時間，當前狀態，端口號，容器名字。
• 如果不加任何參數，只執行docker ps，將會顯示所有運行中的容器。

docker ps –a

• 可以查看Docker環境中所有的容器，包括已經停止的容器。

停止一個容器

docker stop [OPTIONS] Container [Container ...]

• docker stop： Docker停止容器的命令關鍵詞；
• OPTIONS：命令選項，其中-t指定等待多少秒後如果容器還沒終止，就強行停止，默認等待10秒；
• Container：需要啓動的容器，該容器用“容器ID”或“容器名”表示，如果指定了多個容器，那麼就將這些容器都啓動。

實際工作中，執行docker stop可能並不會立即終止容器，而是需要等待一段時間。
前面我們說過，容器實際上是一個進程。而執行docker stop之後，首先會向容器的主進程發送一個SIGTERM信號，讓主進程釋放資源保存狀態，嘗試自己終止。
但當等待時間超過了-t設置的時間後，會向容器的主進程發送一個SIGKILL信號，使容器立即終止。

在什麼情況下容器啓動後會立即終止？

實際情況中，除了使用docker stop命令來強制地終止一個容器以外，當容器的啓動命令終結時，容器也自動會終止。

之前我們介紹過Docker容器是一個進程，實際上它以sh作爲主進程。如果主進程停止了，那麼容器也就停止了。
而如果容器的“啓動命令”執行完之後，由於主進程沒有命令繼續執行，所以主進程會停止，容器也就因此而停止了

如何才能使容器啓動後不立即終止？

如果容器的sh主進程不停止，是不是以爲這容器就不會停止？答案是肯定的。因此，如果使啓動命令不能執行完畢，或者在執行完啓動命令後，容器的sh主進程不停止，那麼容器在啓動後就不會立即終止了！

將啓動命令設置爲“啓動一直運行的子進程

docker run --name zgh -it ubuntu /bin/bash

執行完這條命令後，創建並啓動容器之後，執行/bin/bash，會啓動一個子進程，此時父進程（也就是容器的主進程sh）會進入sleep狀態，由於sleep狀態不是終止狀態，所以容器會繼續運行。

爲什麼在容器中輸入exit或者執行ctrl D後，容器將會終止呢，這是因爲exit會退出（結束）當前進程，也就是/bin/bash，由於子進程結束，sh主進程恢復到運行態，然而由於沒有命令需要繼續執行，所以sh主進程結，因此容器終止。

進入一個容器

有些時候，需要讓容器在後臺運行而不是直接把“啓動命令”的結果輸出在當前宿主機下。此時，可以通過添加-d參數來實現。

舉個例子，假如不使用-d參數執行下面這條命令：

docker run ubuntu /bin/sh -c "while true; do echo hello world; sleep 1; done"

那麼會一直在控制檯輸出hello world，如下圖所示：

docker run ubuntu /bin/sh -c "while true; do echo hello world; sleep 1; done"
hello world
hello world
hello world
...

但是如果使用了-d參數，此時容器會在後臺運行並且不會將輸出結果輸出到控制檯。如下圖所示：

docker run -d ubuntu /bin/sh -c "while true; do echo hello world; sleep 1; done"
ccd644424bffed71747e2a36977d70745cc211e7dac71006437ca52914c1b743

返回了容器ID，

一般情況下，前4位就能唯一標識一個容器了

如上，ccd6就是代表容器ID以ccd6開頭的容器

進入一個docker容器的幾種方法

1. 使用ssh登陸進容器；
2. 使用nsenter、nsinit等第三方工具；
3. 使用docker本身提供的工具。

Docker目前主要提供了docker attach和docker exec兩個命令。

docker attach containerId|containerName

• 一般情況下，輸入容器ID的前4位即可
• 使用docker attach進入了該容器內部，實際上就是進入容器“啓動命令”的終端

docker exec [options] containerName|containerId command [arg]

• docker exec命令可以在一個運行的容器內部執行一條命令，
• 例如執行docker exec aec0 mkdir dir1後，就在容器中創建了一個dir1的文件夾。
• 補充：aeco代表容器ID
• 除此以外，還可以在容器中啓動一個新的bash，例如執行了docker exec -it aec0 /bin/bash，在容器內部啓動了一個新的bash終端，並使用-it爲其分配一個僞終端綁定到標準輸出上。

attach與exec的主要區別

• attach直接進入容器“啓動命令”的終端，不會啓動新的進程；
• exec則是在容器中打開新的終端，並且可以啓動新的進程；
• 如果想直接在終端中查看容器“啓動命令”的輸出，用attach；其他情況使用exec。

刪除容器

隨着我們創建的容器越來越多，容器的管理越來越難。而且一般情況下，容器都是在使用完成後立即就刪除掉，這時候就需要用到“刪除容器”了。

刪除一個處於終止狀態的容器

docker rm containName|containId

• 請留意，在不加任何參數的情況下，docker rm只能刪除處於終止狀態的容器。

刪除一個正在運行的容器

有兩種方式：

• 第一種，先執行docker stop停止該容器，然後使用docker rm刪除掉；
• 第二種，執行docker rm –f命令，強制刪除。

刪除所有處於終止狀態的容器

docker rm $(docker ps -a -q)

我們知道docker ps –a命令可以查看所有容器的信息。而docker ps –a –q只查看所有容器的containerId。

在Linux中，將命令放在$()中，會執行命令並返回命令的執行結果。因此$( docker ps -a -q)會返回所有容器的container id，

而docker rm只能幹掉終止的容器，而如果用docker rm刪除正在運行的容器時，將不能刪除掉。

所以可以使用docker rm $(docker ps -a -q)來刪除所有處於終止狀態的容器。