Docker 從入門到實踐

一般說來 SPA 的項目我們只要啟一個靜態文件 Server 就可以了,但是針對傳統項目就不一樣了,一個項目會依賴很多服務端程序。之前我們的開發模式是在一臺開發機上部署開發環境,所有人都在這臺開發機上使用 Samba 連接開發。老式開發是沒什么問題的,但是前端因為引入了編譯流程,增加了 Webpack 打包構建的行為,當多人共同開發的時候經常會因為內存爆滿進程被殺導致打包失敗。痛定思痛后為了解決這個問題,我決定將 Docker 引入我們的開發環境,通過將開發環境本地化來解決這個問題,所以有了本文。

本文內容主要是我之前分享的文字版,若想看重點的話可以看之前的Slide

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Why Docker?

普通的 Web 服務一般都會依賴很多程序,例如 PHP, MySQL, Redis, Node 等等。正常情況下我們會去手動安裝這些程序來配置服務需要的環境,這樣會帶來幾個問題:

  1. 同一環境不同的服務依賴同一個軟件的不同版本,經典的例如 python2 和 python3, 本地 Mac 上是 PHP7,但是服務只能支持 PHP5.6。
  2. 同一環境不同的服務可能會修改同一份文件,例如系統的配置,Nginx 的配置等,都會造成影響。
  3. 同一服務在多臺機器上部署需要手工操作,導致大量的人力成本浪費。

這樣逐個的安裝軟件實在是太麻煩了,所以大家就想干脆就直接把整個系統打包好放到機器上得了,于是就出現了虛擬機技術。這樣做能保證系統環境的穩定以及重復的手工操作可以避免,但是也同樣會帶來一些問題:

  1. 打包后的虛擬機文件包含系統鏡像所以特別大。
  2. 打包后的虛擬機文件包含系統鏡像所以服務需要等待系統啟動成功之后才能啟動。
  3. 打包過程無法實現自動化。

針對第三點,后來出現了 Vagrant 使用 vagrantfile 的形式將鏡像構建腳本化從而實現自動化的功能,不過其它兩點沒有解決。所以后來就出來了系統之上的進程級別虛擬化技術 —— Docker。它為我們帶來了以下幾個優點:

  1. 不需要打包系統進鏡像所以體積非常小
  2. 不需要等待虛擬系統啟動所以啟動快速資源占用低
  3. 沙箱機制保證不同服務之間環境隔離
  4. Dockerfile 鏡像構建機制讓鏡像打包部署自動化
  5. Docker hub 提供鏡像平臺方便共享鏡像

以下是 VM 和 Docker 技術的具體區別,可以看到 VM 是打包了 Guest OS 進入鏡像中的,而 Docker 是直接基于宿主系統虛擬化的實例。

Docker 從入門到實踐

Docker 基礎

Docker 支持 Windows/Linux/Mac/AWS/Azure 多種平臺的安裝,其中 Windows 需要 Win10+,Mac 需要 EI Captain+。Docker 是一個 C/S 架構的服務,安裝好 docker 之后需要啟動 docker 軟件后才能使用 docker 命令。

Docker 主要有 Dockerfile, Image, Container, Repository 四個基本概念。通過 Dockerfile 我們可以生成 Docker Image(鏡像)。自己制作的鏡像可以上傳到 Docker hub 平臺,也可以從平臺上拉去我們需要的鏡像。當鏡像拉到本地之后,我們就可以實例化這個鏡像形成一個 Container(實例) 了。一個簡單的鏡像啟動的命令是:

$ docker run [組織名稱]/<鏡像名稱>:[鏡像標簽]`

其中除了鏡像名稱,其它的都是可選參數。組織名稱不填默認為library,鏡像標簽不填則默認為latest。例如經典的啟動一個 Hello World 鏡像的過程如下:

可以看到當我實例化hello-world這個鏡像的時候,docker 發現本地沒有這個鏡像會先去 Docker hub 遠端拉取鏡像,如剛才說的,默認是latest標簽。拉取后就會實例化執行入口命令了。我們除了可以使用 Docker hub 查找我們需要的鏡像之外,也可以使用docker search命令來查找。16年的一篇文章顯示,Docker hub 上的鏡像包總量已經超過40萬了,并且以每周4-5k的速度增長著。

下面我們就來看看如何運行一個 Nginx 容器實例:

$ docker run    -d   --rm   -p 8080:80    -v "$PWD/workspace":/var/www/hello.world   -v "$PWD/hello.world.conf":/etc/nginx/conf.d/hello.world.conf   nginx

使用docker run命令就能啟動一個實例了,其中-p表示將本機的 8080 端口映射到鏡像實例內的 80 端口,而-v表示將本地的$PWD/workspace文件夾映射到鏡像實例里的/var/www/hello.world文件夾,后面的同理。最后再指定一下鏡像名稱,就能完成一次 Nginx 實例的啟動了。此時訪問http://hello.world:8080即可看到效果。

注:千萬不要在容器實例中存儲內容,實例銷毀時實例內的所有內容都會被銷毀,下次啟動的時候又是全新的實例,內容不會保存下來。如果需要存儲服務需要使用掛載卷或者外部存儲服務。

Dockerfile

Dockerfile 是 Docker 比較重要的概念。它是 Docker 創建鏡像的核心,它的出現給 Docker 提供了兩大好處:

  1. 文本化的鏡像生成操作讓其方便版本管理和自動化部署
  2. 每條命令對應鏡像的一層,細化操作后保證其可增量更新,復用鏡像塊,減小鏡像體積

Dockerfile 的一些編寫規則主要如下:

  1. 使用#來注釋
  2. FROM 指令告訴 Docker 使用哪個鏡像作為基礎
  3. RUN 開頭的指令會在創建中運行,比如安裝一個軟件包
  4. COPY 指令將文件復制進鏡像中
  5. WORKDIR 指定工作目錄
  6. CMD/ENTRYPOINT 容器啟動執行命令

RUN 和 CMD/ENTRYPOINT 都是執行命令,區別在于 RUN 是在鏡像構建過程中執行的,而 CMD/ENTRYPOINT 是在鏡像生成實例的時候執行的,類似于 C/C++ 語言的頭文件的正常代碼的區別。而且后者在一個 Dockerfile 文件中只能有一個存在。CMD/ENTRYPOINT 的區別除了在寫法上有區別之外,還有在docker run命令后增加 CMD 參數的情況下有區別(CMD會被復寫)。一般建議使用 ENTRYPOINT 會更方便點。一個簡單的 Node 命令行腳本的 Dockerfile 文件如下:

FROM mhart/alpine-node:8.9.3 LABEL maintainer="lizheming <[email protected]>"    org.label-schema.name="Drone Wechat Notification"    org.label-schema.vendor="lizheming"    org.label-schema.schema-version="1.1.0"
WORKDIR /wechatCOPY package.json /wechat/package.jsonRUN npm install --production --registry=https://registry.npm.taobao.org
COPY index.js /wechat/index.jsENTRYPOINT [ "node", "/wechat/index.js" ]

這里我認為依賴是比較固定的,沒有代碼修改那么頻繁,所以將其提前了。最終保證了所以越穩定的變化的命令至于上層,保證了每層打包出來的 Layer 能夠盡可能的復用,而不會徒增鏡像的大小。最后我們使用如下命令就可以完成一個 Docker 鏡像的構建了:

$ docker build lizheming/drone-wechat:latest

參數和docker run是一樣的。構建完成之后就可以開心的 push 到 Docker hub 上啦~

Docker Compose

以上我們說了下如何啟動一個服務,但是我們都明白一個完整的項目肯定是不止依賴一個服務的,而 Docker 鏡像的 ENTRYPOINT 只能設置一個,所以難道我們要使用docker run命令手動創建 N 個容器實例嗎?為了解決這個問題,Docker Compose 就瞬時出現了。Docker Compose 是一款容器編排程序,使用 YAML 配置的形式將你需要啟動的容器管理起來,免去我們需要多次執行docker run命令的煩惱。

Docker Compose 是使用 Python 開發的,它的安裝非常的簡單,直接pip install docker-compose就好了。安裝完成之后分別使用up和stop命令可以啟動和停止服務。一個簡單的 docker-compose.yaml 配置文件大概如下:

version: "2"services:    nginx:        depends_on:          - "php"        image: "nginx:latest"        volumes:          - "$PWD/src/docker/conf:/etc/nginx/conf.d"          - "$PWD:/home/q/system/m_look_360_cn"        ports:          - "8082:80"        container_name: "m.look.#-nginx"    php:        image: "lizheming/php-fpm-yaf"        volumes:            - "$PWD:/home/q/system/m_look_360_cn"        container_name: "m.look.#-php"

Docker Compose 的另外一個好處就是能夠幫我們處理容器的依賴關系,在每個容器中會將容器的 IP 和服務的名稱使用 hosts 的方式綁定,這樣我們就能在容器中直接使用服務名稱來接入對應的容器了。例如下面這個 Nginx 配置中的php:9000就是利用了這個原理。

server {  listen 80;  server_name dev.m.look.#;  charset utf-8;
  root /home/q/system/m_look_360_cn/public;  index index.html index.htm index.php;
  error_page 500 502 503 504 /50x.html;  location = /50x.html {    root html;  }
  # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000  #  location ~ .php$ {    fastcgi_pass php:9000;    #fastcgi_pass unix:/tmp/fcgi.sock;    fastcgi_index index.php;  }}

Docker 相關

基于 Docker 容器虛擬化技術除了以上說的解決部署環境之外,還有一些其它的優點,例如:

  1. 基于 Docker 的 CI 持續集成和 CD 持續支付
  2. 基于 Kubernetes, Docker Swarm 的集群彈性擴容和縮容

CI/CD 對于現在的敏捷開發是非常重要的,自動化任務幫助我們節省很多不必要的開發時間浪費,具體可查看我之間的文章《基于Docker的CI工具》。而 k8s 和 Docker Swarm 帶來的彈性擴容和縮容讓業務不在為流量問題而頭疼。通過監控報警設置當出現峰值的時候自動擴容抗壓,當出現低谷的時候自動去除多余的容器來節省成本,同時也將多余的資源給其它服務使用。

學習資料

  • 什么是 Docker ?https://cloud.tencent.com/developer/article/1005172
  • Docker 從入門到實踐https://yeasy.gitbooks.io/docker_practice/
  • Docker compose 詳解https://www.jianshu.com/p/2217cfed29d7
  • 深入淺出Dockerhttps://www.kancloud.cn/infoq/docker/79768

文章中的鏈接

https://ppt.baomitu.com/d/025d62c6

http://cloud.live.360vcloud.net/theater/play?roomid=2321

https://medium.com/microscaling-systems/how-many-public-images-are-there-on-docker-hub-bcdd2f7d6100

https://imnerd.org/drone.html

來自:怡紅院落 ,作者:怡紅公子

鏈接:https://imnerd.org/docker-in-action.html

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