什么是Docker

Docker官方:

An open source project to package, ship and run any application as lightweight container.一个开源的可以满足任何应用程序以一种轻量级的容器进行打包、发布、运行的项目.

Node.js给Docker的定义:

Allow to package an application with all of its dependencies into a standardized unit.允许将应用和其所有依赖以一种标准的单元进行打包.

简单类比:

一个轻量级的虚拟机.

Docker和虚拟机的区别是:虚拟机通过Hypervisor层在宿主上虚拟出来计算机的硬件(CPU、内存、网卡等),然后在上面运行完整的操作系统,在操作系统上在运行相关的中间件依赖和Application.而Docker就要轻量级的多,直接在宿主的上通过Docker Engine层直接就可以运行依赖和Application本身.

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Docker架构

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如图,介绍架构中的概念:

DOCKER_HOST:宿主机器,也就是我们的服务器、台式机或者笔记本的系统.
Docker daemon:守护进程,也就是Docker的主进程.提供给客户端进行命令执行,然后与镜像、容器和镜像仓库进行交互.
Client:客户端,也就是我们的命令行工具,执行容器的相关命令.
Images:镜像,我们可以把镜像比喻为未启动的程序的源代码,所以镜像的体积并不大,只会占用少量的磁盘空间.
Containers:容器,容器就好比是源代码执行后产生的实体类,也就是运行中的程序,同一个镜像可以产生多个容器,就好比是一个实体类被实例话了多次.当然每个产生的容器可以根据启动时的配置不同而不同,比如端口、数据库连接等.多个同一镜像产生的容器可能会存在相关的共享只读资源,这样可以减少很大的内存开销,就类似于程序代码中的静态类可以被每个实例使用.
Registry: 镜像仓库,我们Docker本山是没有任何镜像的,可通过客户端执行命令在镜像仓库中查找我们需要的镜像,比如mysql数据库、nginx等,然后将仓库中的镜像pull到本地的Docker中,同样我们也可以将我们制作的镜像发不到远程仓库供我们以后使用或者分享给他人使用.

Docker基础命令

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Dockerfile(镜像定义配置)

Dockerfile 是一个包含创建镜像所有命令的文本文件，通过docker build命令可以根据 Dockerfile 的内容构建镜像.基本命令如下:

FROM
MAINTAINER
RUN
CMD
EXPOSE
ENV
ADD
COPY
ENTRYPOINT
VOLUME
USER
WORKDIR
ONBUILD

Volume(数据持久化卷宗配置)

提供独立于容器之外的持久化存储,在容器中的相关修改和操作是不会被存储的,当容器销毁之后所有的数据不会被保存.

Docker的镜像是由一系列的只读层组合而来，当启动一个容器的时候，Docker加载镜像的所有只读层，并在最上层加入一个读写层。这个设计使得Docker可以提高镜像构建、存储和分发的效率，节省了时间和存储空间，然而也存在如下问题。

容器中的文件在宿主机上存在形式复杂，不能在宿主机上很方便的对容器中的文件进行访问
多个容器之间的数据无法共享
当删除容器时，容器产生的数据将丢失
为了解决这些问题，Docker引入了数据卷（volume）机制。volume是存在一个或多个容器中的特定文件或文件夹，这个目录能够独立于联合文件系统的形式在宿主机中存在，并为数据的共享与持久提供一下便利。
volume在容器创建时就初始化，在容器运行时就可以使用其中的文件
volume能在不同的容器之间共享和重用
对volume中的数据的操作会马上生效
对volume中数据操作不会影响到镜像本身
volume的生存周期独立于容器的生存周期，即使删除容器，volume仍然会存在，没有任何容器使用的volume也不会被Docker删除

Docker Compose(运行时容器启动配置)

假设我们有一个比较复杂的应用程序,在Docker中运行,会需要用到mysql、Redis、nginx等等多个容器,而且每个容器之间又存在访问交互,这个时候就需要一个配置将他们运行时连接起来.

Docker Compose是一个用来定义和运行复杂应用的Docker工具。一个使用Docker容器的应用，通常由多个容器组成。使用Docker Compose不再需要使用shell脚本来启动容器。
Compose 通过一个配置文件来管理多个Docker容器，在配置文件中，所有的容器通过services来定义，然后使用docker-compose脚本来启动，停止和重启应用，和应用中的服务以及所有依赖服务的容器，非常适合组合使用多个容器进行开发的场景。

为什么要使用 Docker？

Docker 跟传统的虚拟化方式相比具有以下优势:

更高效的利用系统资源

由于容器不需要进行硬件虚拟以及运行完整操作系统等额外开销，Docker 对系统资源的利用率更高。无论是应用执行速度、内存损耗或者文件存储速度，都要比传统虚拟机技术更高效。因此，相比虚拟机技术，一个相同配置的主机，往往可以运行更多数量的应用。

更快速的启动时间

传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟，而 Docker 容器应用，由于直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间。

一致的运行环境

开发过程中一个常见的问题是环境一致性问题。由于开发环境、测试环境、生产环境不一致，导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。而 Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现 “这段代码在我机器上没问题啊” 这类问题。

持续交付和部署

对开发和运维人员来说，最希望的就是一次创建或配置，可以在任意地方正常运行。

使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。开发人员可以通过 Dockerfile 来进行镜像构建，并结合持续集成系统进行集成测试，而运维人员则可以直接在生产环境中快速部署该镜像，甚至结合持续部署系统进行自动部署。

而且使用 Dockerfile 使镜像构建透明化，不仅仅开发团队可以理解应用运行环境，也方便运维团队理解应用运行所需条件，帮助更好的生产环境中部署该镜像。

更轻松的迁移

由于 Docker 确保了执行环境的一致性，使得应用的迁移更加容易。Docker 可以在很多平台上运行，无论是物理机、虚拟机、公有云、私有云，甚至是笔记本，其运行结果是一致的。因此用户可以很轻易的将在一个平台上运行的应用，迁移到另一个平台上，而不用担心运行环境的变化导致应用无法正常运行的情况。

更轻松的维护和扩展

Docker 使用的分层存储以及镜像的技术，使得应用重复部分的复用更为容易，也使得应用的维护更新更加简单，基于基础镜像进一步扩展镜像也变得非常简单。此外，Docker 团队同各个开源项目团队一起维护了一大批高质量的官方镜像，既可以直接在生产环境使用，又可以作为基础进一步定制，大大的降低了应用服务的镜像制作成本。

对比传统虚拟机总结

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作者：面皮大师
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