docker_use

Docker 使用教程

1. 什么是 Docker？

Docker 是一个开源平台，用于开发、交付和运行应用程序。它使用容器（轻量级、可移植的运行环境）来打包应用及其依赖项，确保在不同环境中一致地运行。（就是不用你操心环境问题，深度学习福音）

2. Docker 的核心概念

• 镜像（Image）: Docker 镜像是一个只读的模板，包含运行应用所需的操作系统、库和应用程序。
• 容器（Container）: 容器是从镜像创建的实例，是一个轻量级、可执行的独立软件包。
• Dockerfile: 一个文本文件，包含用于构建 Docker 镜像的所有命令。
• Docker Hub: Docker 的公共仓库，可以存储和分享 Docker 镜像（类似于Github是存储代码的）。

3. 安装 Docker

见 docker 安装 。

4. 常用 Docker 命令

4.1 查看 Docker 版本

docker --version

4.2 拉取镜像

# 拉取指定版本的镜像
docker pull <image-name>:<tag>

示例：使用 docker 拉取 nginx 最新版本镜像。

4.3 列出本地镜像

docker images

示例：列出本地所有 Docker 镜像的详细信息，包括仓库名、标签、镜像 ID、创建时间和大小。

4.4 创建并启动容器

docker run [OPTIONS] <image-name>:<tag>

OPTIONS: 可选参数，用于配置容器。

• -d: 后台运行容器。
• -p <host-port>:<container-port>: 映射主机端口到容器端口。
• --name <container-name>: 指定容器名称。
• -e <key>=<value>: 设置环境变量。
• ….

示例：以后台模式运行一个最新的 Nginx 容器，将主机的 8080 端口映射到容器的 80 端口，将容器命名为 my-nginx，并设置环境变量 NGINX_HOST 为 example.com。

接着在浏览器上即可访问映射到 8080 端口的 nginx 服务。

4.5 查看容器日志

# 查看指定容器的日志输出
docker logs <container-id>

常用参数：

• -f: 实时跟踪日志输出。

示例：

4.6 列出容器

docker ps [OPTIONS]

• -a: 列出所有容器，包括停止的容器。
• --filter <filter>: 根据条件过滤容器列表。

示例：

4.7 进入容器

# 在运行中的容器中打开一个新的 shell 会话
docker exec -it <container-id> /bin/bash

常用参数：

• -i: 让容器保持标准输入打开。
• -t: 分配一个伪终端。

示例：在指定的 Docker 容器中启动一个交互式的 Bash shell 会话。

4.8 停止容器

docker stop <container-id>

示例：

4.9 启动容器

docker start <container-id>

示例：

4.10 删除容器

docker rm <container-id>

示例：注意删除容器之前要停止 容器

4.11 删除镜像

docker rmi <image-id>

示例：

5. Dockerfile 使用

5.1 创建 Dockerfile 和必要文件

Dockerfile 是用来构建镜像的脚本：

• 创建一个目录去写我们的 Dockerfile

  mkdir my_docker_app
  cd my_docker_app

• 创建并编写 Dockerfile

  nano Dockerfile
  # 或者使用 vim 编辑器
  vim Dockerfile

  编辑以下内容：

  # 使用官方 Node.js 镜像作为基础镜像
  FROM node:14
  
  # 设置工作目录
  WORKDIR /usr/src/app
  
  # 复制 package.json 和 package-lock.json
  COPY package*.json ./
  
  # 安装依赖
  RUN npm install
  
  # 复制应用代码
  COPY . .
  
  # 暴露应用运行的端口
  EXPOSE 3000
  
  # 指定容器启动时执行的命令
  CMD [ "node", "app.js" ]

上面的 Dockerfile 里面指定了 app.js 和 package.json 文件的使用，所以我们需要在 Dockerfile 的同级目录下创建这两个文件。

• 创建 app.js （这个代码是一个简单的 Node.js 应用程序，使用 Express 框架在端口 3000 上启动一个 HTTP 服务器，并在访问根路径（/）时返回 “Hello, Docker!” 的响应。）

  const express = require('express');
  const app = express();
  const PORT = 3000;
  
  app.get('/', (req, res) => {
      res.send('Hello, Docker!');
  });
  
  app.listen(PORT, () => {
      console.log(`Server is running on http://localhost:${PORT}`);
  });

• 创建 package.json （这个 package.json 文件描述了一个简单的 Node.js 应用程序，使用 Express 框架，并定义了启动脚本 start 来运行 app.js。）

  {
    "name": "my-docker-app",
    "version": "1.0.0",
    "description": "A simple Node.js app",
    "main": "app.js",
    "scripts": {
      "start": "node app.js"
    },
    "dependencies": {
      "express": "^4.17.1"
    }
  }

至此，我们构建这个镜像所需要的文件准备完成。

5.2 构建镜像

使用 Dockerfile 构建镜像：

docker build -t <镜像名称>:<标签> .

示例：在 Dockerfile 同级目录执行 docker build -t my_docker_image .

5.3 运行 Docker 容器

构建完成后，可以使用以下命令运行容器：

docker run -d -p 3000:3000 my_docker_app

• -d 表示以后台模式运行

• -p 用于端口映射。

5.4 访问应用

在浏览器中访问 http://localhost:3000，即可查看运行的应用。

6. Docker network

Docker 网络是用于容器之间通信的机制，允许容器通过网络相互连接。Docker 提供了多种网络驱动类型，最常用的包括：

• bridge: 默认网络驱动，适用于在单台主机上运行的容器。
• host: 将容器直接连接到主机的网络。
• overlay: 用于跨多个 Docker 主机的网络通信，适合集群环境。
• macvlan: 允许容器拥有其 MAC 地址，并直接连接到物理网络。

6.1 列出网络

查看所有 Docker 网络：

docker network ls

6.2 创建网络

使用以下命令创建一个新的网络：

docker network create <network-name>

示例：列出当前的网络并创建一个新的网络 my_bridge_network。

6.3 容器连接/断开网络

# 在运行容器时指定网络
docker run --network <network-name> <image-name>
# 连接容器到网络
docker network connect <network> <container>
# 断开容器与网络的连接
docker network disconnect <network> <container>

示例：在后台运行一个使用 my_docker_image 镜像的容器，并将其连接到名为 my_bridge_network 的自定义桥接网络。

6.4 查看网络详情

获取网络的详细信息：

docker network inspect <network-name>

示例：获取我们自己创建的网络 my_bridge_network 的信息，里面会包含上一步操作中生成的容器信息。

6.5 删除网络

删除不再使用的网络：

docker network rm <network-name>

如果要删除所有未使用的网络，可以使用：

docker network prune

7. Docker 卷

Docker 卷用于持久化和共享容器数据。卷存储在主机上，与容器生命周期无关，适用于需要长期保存数据的场景。

7.1 列出卷

查看所有 Docker 卷：

docker volume ls

7.2 创建卷

创建一个新的卷：

docker volume create <volume-name>

示例：创建 my_volume 卷

7.3 使用卷

在运行容器时，使用 -v 或 --mount 参数挂载卷：

docker run -v <volume-name>:<container-path> <image-name>

示例：将 my_volume 卷挂载到容器的 /usr/src/app/data 目录下，实现共享文件或持久化存储日志等功能。

7.4 查看卷详情

获取卷的详细信息：

docker volume inspect <volume-name>

示例：查看我们自己创建的卷 my_volume 的信息。

7.5 删除卷

删除不再使用的卷：

docker volume rm <volume-name>

如果要删除所有未使用的卷，可以使用：

docker volume prune

8. 本地镜像管理

在 Docker 中，镜像是容器的基础。有效地管理本地镜像可以帮助你更好地利用存储资源，并保持环境的整洁。（上面的一些内容已经包含了镜像的一些操作，这里不再详细赘述）

8.1 列出本地镜像

# 该命令将显示镜像的 REPOSITORY、TAG、IMAGE ID、创建时间和大小等信息。
docker images

8.2 删除镜像

请确保删除前该镜像没有被任何容器使用。可以使用 -f 参数强制删除。

docker rmi [-f] <image-id>

8.3 创建镜像别名（Tag）

为本地镜像创建别名（tag），便于再在不同的环境中辨别镜像版本：

docker tag <image-id> <repository>:<tag>

示例：为本地的 my_docker_image 镜像创建一个新的标签 myrepo/my_docker_image:v1.0。

8.4 查看镜像历史

要查看指定镜像的历史层信息，包括每一层的创建时间和命令，可以使用：

docker history <image-id>

示例：输出显示了 Docker 镜像的构建历史，每一行代表镜像的一个层，包括每一层的创建时间、创建命令、大小和一些其他元数据。18 个月前的内容是基础镜像的构建历史，而 2 小时前的内容是使用我们编写的 Dockerfile 构建自己镜像时添加的新层。

8.5 保存镜像

如果你想将一个或多个 Docker 镜像保存到一个 tar 归档文件中，可以使用以下命令：

docker save -o <file-path>.tar <image-name>:<tag>

示例：将 my_docker_image:latest 的 Docker 镜像保存为一个名为 my_docker_image.tar 的 tar 文件，存储在当前目录下，方便我们以文件的形式传播该镜像。

8.6 加载镜像

要从由 docker save 命令生成的 tar 文件中加载 Docker 镜像，可以使用 docekr load ，会保留原有的镜像历史层信息和标签：

docker load -i <file-path>.tar

示例：从 my_docker_image.tar 文件中加载 Docker 镜像到本地 Docker 环境中。

8.7 导入镜像

从一个 tar 文件或 URL 导入容器快照，导入一个新的基础镜像，不保留原有镜像的历史层信息。：

docker import <file-path>.tar <new-image-name>

示例：从 my_docker_image.tar 文件中导入一个新的 Docker 镜像，并将其命名为 my_docker_image_new。

9. Docker Compose

Docker Compose 是一个用于定义和运行多个 Docker 容器的工具。使用 Compose，可以通过 YAML 文件来配置应用程序的服务，从而简化了容器的管理和部署。

这一节，我们用一个案例来做演示，我们将创建一个简单的 Node.js 应用，并使用 Docker Compose 来管理其服务。这个应用将使用 Express 框架，并与 MongoDB 数据库进行交互。

9.1 安装 Docker Compose

确保你的系统上已安装 Docker 和 Docker Compose。可以通过以下命令检查：

docker compose --version

如果没安装，使用以下命令安装：

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-compose-plugin

9.2 创建项目目录

首先，创建一个新的项目目录，并进入该目录：

mkdir my_node_app
cd my_node_app

9.3 创建 Dockerfile

在项目目录中创建 Dockerfile，并添加以下内容：

# 使用官方 Node.js 镜像作为基础镜像
FROM node:14

# 设置工作目录
WORKDIR /usr/src/app

# 复制 package.json 和 package-lock.json
COPY package*.json ./

# 设置 npm 镜像源为腾讯云镜像
RUN npm config set registry https://mirrors.cloud.tencent.com/npm/ && \
    npm install

# 复制应用代码
COPY . .

# 暴露应用运行的端口
EXPOSE 3000

# 指定容器启动时执行的命令
CMD [ "node", "app.js" ]

9.4 创建 Node.js 应用代码

在项目目录中创建 app.js 文件，并添加以下代码，这个代码是一个简单的 Node.js 应用程序，使用 Express 框架在端口 3000 上启动一个 HTTP 服务器，并连接到名为 mydatabase 的 MongoDB 数据库。当访问根路径（/）时，服务器会返回 “Hello, Docker with MongoDB!” 的响应：

const express = require('express');
const mongoose = require('mongoose');
const app = express();
const PORT = 3000;

mongoose.connect('mongodb://db:27017/mydatabase', { useNewUrlParser: true, useUnifiedTopology: true });

app.get('/', (req, res) => {
    res.send('Hello, Docker with MongoDB!');
});

app.listen(PORT, () => {
    console.log(`Server is running on http://localhost:${PORT}`);
});

9.5 创建 package.json

在项目目录中创建 package.json，并添加以下内容，这个文件定义了一个简单的 Node.js 应用程序，使用 Express 框架和 Mongoose 库来连接 MongoDB，并且包含启动脚本 start 来运行 app.js ：

{
  "name": "my-node-app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "A simple Node.js app with MongoDB",
  "main": "app.js",
  "scripts": {
    "start": "node app.js"
  },
  "dependencies": {
    "express": "^4.17.1",
    "mongoose": "^5.10.9"
  }
}

9.6 创建 docker-compose.yml

在项目目录中创建 docker-compose.yml 文件，这个文件定义了一个包含 Node.js 应用和 MongoDB 数据库的服务组合，并配置了端口映射、依赖关系、环境变量和数据持久化：

services:
  web:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "3000:3000"
    depends_on:
      - db
    environment:
      - NODE_ENV=production

  db:
    image: mongo:latest
    volumes:
      - dbdata:/data/db

volumes:
  dbdata:

9.7 启动服务

使用以下命令启动所有服务：

docker compose up -d

-d ：在后台运行

示例：

9.8 查看服务状态

使用以下命令查看正在运行的服务：

docker compose ps

示例：显示的结果表明，Docker Compose 服务已经成功启动并运行。my_node_app-web-1 容器基于 my_node_app-web 镜像，映射了主机的 3000 端口到容器的 3000 端口，并且正在运行。my_node_app-db-1 容器基于 mongo:latest 镜像，暴露了 27017 端口，并且也在运行。

同时使用 docker ps -a ，也能够看到这两个容器。

9.9 访问应用

在浏览器中访问 http://localhost:3000，你应该能看到 “Hello, Docker with MongoDB!” 的信息，表示应用正在运行并成功连接到 MongoDB。

9.10 重新构建服务

如果对代码或 Dockerfile 进行了更改，比如我们将 app.js 文件修改为：

const express = require('express');
const mongoose = require('mongoose');
const app = express();
const PORT = 3000;

mongoose.connect('mongodb://db:27017/mydatabase', { useNewUrlParser: true, useUnifiedTopology: true });

app.get('/', (req, res) => {
    res.send('Hello, this Node.js and MongoDB application is running in Docker!');
});

app.listen(PORT, () => {
    console.log(`Server is running on http://localhost:${PORT}`);
});

可以使用以下命令重新构建服务。：

docker compose up --build -d

这将重新构建服务并启动它们。

示例：

并且此时我们再次访问 localhost:3000 ，显示的内容已经修改为 Hello, this Node.js and MongoDB application is running in Docker!

9.11 使用多个 Compose 文件

假设你想为开发和生产环境使用不同的配置。你可以创建一个名为 docker-compose.override.yml 的文件，在其中定义开发环境的配置。例如：

services:
  web:
    environment:
      - NODE_ENV=development
    ports:
      - "4000:3000"  # 在开发环境中使用不同的端口

在此文件中，我们为 web 服务定义了开发环境的环境变量，并更改了端口映射。

要启动这两个 Compose 文件，可以使用以下命令：

docker-compose up -f docker-compose.yml -f docker-compose.override.yml

这样，Docker Compose 将使用两个文件中的配置，结合它们来启动服务。

9.12 停止服务

要停止运行的服务，可以使用：

docker compose stop

示例：

如果要停止并删除容器，可以使用：

docker-compose down

10. 清理 Docker

为了释放空间，可以定期清理未使用的镜像和容器：

• 删除所有停止的容器：

  docker container prune

  示例：

  

• 删除所有未使用的镜像：

  docker image prune

  示例：

  

PS：一些疑问

在 docker images 命令的输出中，出现 <none> 标签的原因通常有以下几种情况：

1. 中间镜像：在构建 Docker 镜像的过程中，Docker 会创建多个中间镜像层。这些中间镜像层通常没有标签（即 <none>），但它们会被保留在系统中，直到被清理。
2. 未标记的镜像：如果你在构建或导入镜像时没有给它指定标签，那么该镜像就会显示为 <none>。
3. 删除了标签：如果你手动删除了某个镜像的标签，但镜像本身仍然存在，那么它也会显示为 <none>。