Shymean_V0.8.0

在去年年底的时候，由于刚换电脑，需要重新安装开发环境，觉得十分繁琐，因此查询了解到 Docker，当时觉得相关概念晦涩难懂，且本地开发环境也已经搭建完毕，因此没有继续学习 Docker 相关知识。

近来在开发中遇见一个问题：多个功能工单同时进行测试时，需要在多个开发测试环境之间切换，包括项目分支切换、host 修改、nginx 配置修改等，应该探索下更方便地开发环境切换方案，加之公司的提测环境也是使用 Docker 进行搭建，于是决定重新学习 Docker 相关知识，最终目标是一劳永逸地解决本地开发环境切换的问题。

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参考

• 10 张图带你深入理解 Docker 容器和镜像，强烈推荐
• Docker 入门教程，dockone 这个网站对于学习 docker 还是很不错的
• Docker — 从入门到实践，一本 gitbook
• 用 Docker 玩转 PHP 环境配置
• Docker 入门实战
• 写给前端的 Docker 实战教程

1. Docker 的用途

刚开始学习的时候，直接啃概念，却发现一脸懵逼。所以在学习一门新技术前，先弄清楚我们为啥要学习它吧。

Docker 可以解决虚拟机能够解决的问题，同时也能够解决虚拟机由于资源要求过高而无法解决的问题

跟 Docker 的图标类似，主角是集装箱而不是船，Docker 创造的是软件程序可移植的轻量容器，让其可以运行在任何安装了 Docker 的机器上，而不用关心底层的操作系统，实现跨平台运行软件，避免重复搭建运行环境。

对于重新搭环境这个事情的麻烦程度，我深有体会。

• 最开始是租用的虚拟主机托管博客，相关开发环境是集成好的，只需要将 php 代码通过 ftp 上传到虚拟机上，这个倒是不是折腾
• 然后阿里云有活动，19 块钱租了一台半年的服务器，开始安装 lamp、nginx、node、npm 啥的，项目也算是能跑起来
• 阿里云服务器到期之后，续费的时候一看，一台服务器要 300+元/年，加上为了搭 ss，于是换成了 vultr，重复搭环境~
• 最近收到了腾讯云的活动，100 元/年，入手一台，重复搭环境~

换新工作的时候，也会面临这个问题，IDE、编辑器工具啥的就不提了，只要更换电脑，就得面临重新搭环境的问题（现在是背着自己电脑上下班...）。

在可见的未来，如果某一天需要更换服务器厂商，或是换工作了，搭环境的噩梦就会一直持续。

所以，让我们来学习 Docker 吧！

2. Docker 相关概念

Docker 的学习路线比较陡峭，背几个概念先。

2.1. 镜像

Docker 镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变

镜像构建时，会一层层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。

2.2. 容器

镜像与容器的关系就像是面向对象中的类和实例的关系。镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。

如果你要把某个 Image 跑起来，那就需要一个 Container。容器的定义并没有提及是否要运行容器，换句话说，容器分为了未运行和正在运行两种状态。

容器是以单进程运行的，被设计用来运行一个应用的，Docker 提供了用于分离应用和数据的工具，这导致容器十分轻量，可以便捷地更新代码并重启应用。

使用 Docker 时必须认识到：容器应该是短暂和一次性的。

关于镜像和容器，可以理解为

• 容器，容器特别像一个虚拟机，可以运行终端、运行服务等
• 镜像，镜像是一个文件，用来创建容器

一般的使用流程为

• 在本地项目中进行开发，并添加一个Dockerfile文件用于描述镜像的构建
• 通过docker image build xxx_floader创建镜像，成功创建的镜像可以通过docker images查看
• 通过docker container create xxx_image根据镜像创建一个容器，该指令返回容器 Id
• 通过docker container start xxx_id运行一个容器，此时容器中运行着正常的服务
• 正在运行的容器可以通过暴露端口等方式进行访问，docker container exec -it xxx_id /bin/bash ，

2.3. 卷

在某些场景下不能将整个目录打包进镜像，比如

• 开发环境在本地，但测试环境在 Docker 中，本地文件每次改动重新打包镜像运行容器的过程十分繁琐
• 出于保密的关系，我们不能将源代码打包进镜像
• Container 中所做的改动不会保存到 Image，我们想要持久化的获取容器中运行时存储的数据，如保存在 mysql 的数据（当容器删除时其内部的数据将完全被移除）

Docker 提供了Volume的概念，用于将容器内和真实系统中的某个文件夹进行关联

启动 Image 时可以挂载一个或多个 Volume，Volume 中的数据独立于 Image，重启不会丢失。我们创建一个 Volume，挂载到系统的一个目录下，然后把代码都放进去就可以了。

2.4. 链接

容器启动时将随机分配一个私有 IP，其他容器可以使用这个 IP 与该容器进行通信。这提供了容器之间的通信，且所有容器共享一个本地网络。

2.5. DockerFile

Dockerfile 是记录构建镜像步骤的配置文件，借助它可以通过docker build快速创建一个镜像。

Dockerfile 包含了一些列指令语法，用于构建镜像。下面整理了常用的指令规则

• From <Image name>，所有 DockerFile 都必须以 FROM 命令开始，用于指定镜像基于哪个基础镜像创建，就像搭积木一样。这样可以很方便地从利用已存在的镜像来搭建新的镜像，而不必每次都从头开始搭建整个运行环境，这一点非常重要！！
• MAINTAINER <author name>，表示该镜像的维护者
• RUN <command>，在 shell 或 exec 环境下执行命令
• ADD <src> <destination>，复制文件指令
• CMD，提供容器的默认执行指令，只允许使用一次 CMD 指令，多个 CMD 存在则只有最后一条会执行
• EXPOSE <port>，指定容器在运行时监听的端口号
• ENTRYPOINT，配置给容器一个可执行的命令
• WORKDIR <dirname>，指定 RUN、CMD、ENTRYPOINT 命令的工作目录
• ENV <key> <value>，设置环境变量
• USER <uid>，指定运行时的宿主机账户，默认使用 root
• VOLUME，授权访问从容器内到主机上的目录

在后面的内容中，有使用 Dockerfiler 构建镜像的例子，现在先大致了解一下对应指令的含义就行了。

3. Docker 常用指令

3.1. 查看

这里列举了几个使用频率比较高的指令

docker image ls # 查看安装的镜像
docker rmi <image-id> # 删除对应id的镜像

docker container ls # 查看运行中的容器
docker container ls -a # 查看所有容器
docker container stop <container-id> # 终止一个运行中的容器
docker container start <container-id> # 其中一个被终止的容器

docker rm <container-id> # 删除一个被终止的容器

3.2. 运行容器

docker run <image-id>

docker run 命令先是利用镜像创建了一个容器，然后运行这个容器

docker run = docker create + docker start

docker run 可以携带多个扩展参数，可以使用docker run --help命令查看，下面先整理一些常用的扩展参数

• --namer container-name，为容器设置别名，后续exec、diff等对容器的操作指令都可以通过该别名进行
• -p base-port:container-port，映射端口号，在本地通过base-port就可以访问到容器中开放的端口号container-port，可以连续使用-p参数映射多个参数
• -d，使容器以守护状态在后台运行，而不是直接把执行命令的结果输出在当前宿主机
• -i，让容器的标准输入保持打开。
• -t，让 Docker 分配一个伪终端（pseudo-tty）并绑定到容器的标准输入上
• -v base-floder:container-floder，映射本地文件目录到容器的文件系统目录上，这样就可以在容器中访问本地的目录文件了

一般启动容器都会携带-d参数，后续如果要进入容器进行操作，可以使用docker exec -it <container-id>指令进行

3.3. 构建镜像

docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

docker build指令通过 Dockerfile 创建镜像。具体使用可参考文档，常用的参数有下面几种

• -f <Dockerfile pathname>，用于指定 dockerfile，默认当前目录下的Dockerfile文件
• -t <tag name>，用于指定镜像的名字和标签

有了镜像，我们就可以创建容器，启动应用了~

3.4. docker-compose

每次手动更新镜像、创建容器、启动容器、重启重启的步骤十分繁琐，docker-compose可以帮助我们节省手动输出这些命令的时间 。

首先需要在当前目录下编写一个docker-compose.yml配置文件

version: "3.7" # 指定
services:
    info:
        container_name: hello
        image: docker-hello
        ports:
            - "2333:80"
        volumes:
            - ./:/usr/share/nginx/html/

然后更新镜像并重新运行一个容器，只需要下面几个步骤

docker-compose pull info
docker-compose stop info
docker-compose rm info
docker-compose up -d info

4. 几个练习 Demo

刚开始的时候了解了很多概念，但都不太明白 docker 到底有什么用，下面用几个例子来理解 docker 的用法和作用。

4.1. 把容器当做虚拟机处理

docker 最底层镜像一般为 linux 系统，如 ubuntu、centos 等，因此我们可以把容器当做是虚拟机进行处理。因此使用 docker 需要我们具备基本的 linux 虚拟机使用经验。

首先以交互模式启动容器

docker run -it ubuntu:16.04

此时会启动一个终端，我们就可以通过创建的终端来输入命令，这跟我们“通过 ssh 远程连接了一台 ubuntu 云服务器然后执行操作”的过程没有啥区别。

下面就可以随便玩玩了。附几个 linux 教程地址

• 150 个常用的 linux 指令
• Linux 中国
• 鸟哥的 linux 私房菜

需要注意的是，Docker 是基于应用的，而不是基于系统的。

4.2. 启动 nginx 服务

在这个例子中，会在 docker 中运行一个 nginx 容器，并关联本地端口号到容器，同时将本地机器上的目录映射到容器中的 nginx 服务器跟目录。

首先，启动一个默认的 nginx 镜像

docker run --name webserver -d -p 9999:80 nginx

然后，在本地访问localhost:9999就可以看见默认的 nginx 欢迎界面，第一步算是完成了，然后删除这个容器

docker container ls
docker rm bb3d35fa6984 # 这里的container-id是上面ls查到的

nginx 默认根目录位于/usr/share/nginx/html/下，默认文件为index.html，既然要修改 nginx 默认的欢迎界面，即修改对应的根目录即可。

接下来启动一个关联本地目录到 nginx 容器的服务器根目录

docker run -d -v /Users/Txm/Desktop/test:/usr/share/nginx/html -p 9999:80 --name web2 nginx

此时在本地访问localhost:9999，看见的就是本地test目录下的 index.html 文件，这样就达到了我们的目的。

4.3. 使用 dockerfile 管理一个简单的 nodejs 服务器

在上面的例子中进行了基本的 docker 使用练习，而 docker 的最大作用在于”一次编写，处处运行“，为了实现这个目标，需要借助 dockerfile 文件。下面这个例子是使用 docker 来管理一个 express 服务器。

参考：Docker 中运行 Node.js web 应用。

首先编写基本的 express 服务

mkdir docker-node-hello
cd docker-node-hello

npm init -y
npm i express
touch index.js

然后使用编辑器编写逻辑代码

var express = require("express");
var PORT = 8080;
var app = express();
app.get("/", function(req, res) {
    res.send("Hello world\n");
});
app.listen(PORT);
console.log("Running on http://localhost:" + PORT);

然后就可以启动 express 服务器了

node index.js

正常情况下，通过 git 将代码推送到远程仓库，我们的日常工作一般就到此为止了。如果需要再另外一台机器上运行这个项目，则需要拉取远程仓库的代码，然后执行npm i、node index.js等操作，如果是在一台新的机器上运行这个项目，还需要安装 node、npm 等前置步骤，想想都头大。docker 就是用来解决这个问题的！

继续我们的步骤，在docker-node-hello 目录下新建Dockerfile文件，开始编写打包镜像的步骤

# 指定基础镜像，运行在centos系统镜像上
FROM centos:6
# 安装nodejs
RUN     rpm -Uvh http://download.fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm
# 安装npm
RUN     yum install -y npm
# 关联当前目录docker-node-hello，到容器的/src目录下
ADD . /src
# 进入容器的/src目录，安装node项目依赖
RUN cd /src; npm install
# 容器对外暴露端口号
EXPOSE  8080
# 定义运行时的node服务和应用入口路径
CMD ["node", "/src/index.js"]

dockerfile 包含了构建镜像的相关步骤。接下来执行

docker build -t shymean/docker-node-hello .

然后耐心等待镜像构建完毕（建议在此之前配置好 docker 的镜像，否则下载会比较缓慢），构建完毕后就可以查看到对应的镜像了

docker images
docker run -p 49160:8080 -d shymean/docker-hello

然后我们在浏览器中输入localhost:49160就可以访问到刚才编写的 express 应用了。

dockerfile 一般会随 git 版本库进行提交，现在回到前面那个”在新机器上运行这个 express 项目“的问题，此时，我们只需要保证新机器上安装了 docker，然后通过 git 拉取代码，然后构建镜像，最后根据镜像启动容器就可以了，相关的环境依赖完全由 docker 解决了。

刚开始对于该流程还存在疑问：上面安装依赖的步骤，貌似通过 shell 脚本也可以完成，为什么要学习 Docker 呢？理由就在于：Docker 保证了底层运行环境的一致性，如果使用 shell，不同的系统，可能需要编写不同的脚本，使用 Docker，则完全解决了这个问题。

只要项目能在我们的本地笔记本上运行，就一定能在任何一台安装了 docker 的机器上运行

当然，这种方式的构建镜像方式还存在一个比较关键的问题：打包后的镜像体积太大了

REPOSITORY             TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
shymean/docker-hello   latest              94b8e342a74d        3 hours ago         445MB

至于如何定制精简高效的镜像，这将是后面要学习的东西

5. 从一次环境 bug 中理解 Docker

前两天处理了一个超紧急需求时，导致了我从业以来，第一次加班到晚上 12 点。可气的不是需求本身，而是安装thrift@0.9.2版本的环境问题阻塞打包造成的。

回想起来，这种问题不应该浪费我们宝贵的生命，应该彻底解决类似的问题。转念之间，突然发现我好像理解Docker的作用了，于是回过头来整理了相关笔记。

5.1. 问题还原

由于历史缘故，我们的 thrift 文件并不是在部署阶段编译，而是在开发阶段编译并入代码库。之前我本机安装的是thrift@0.11.0，在接手的项目中和平相处，安然无恙。

来的这个紧急需求需要修改一个之前未处理的 Node 项目，按照我们常规的开发流程，后台在 thrift 服务中新增了一个接口，我在 node 服务中更新thrift描述文件，重新编译生成 node 接口文件即可。整个流程看起来没啥问题，但在在调试时发现请求报错，

TypeError: Thrift.copyList is not a function

最后定位到是 thrift 编译版本的问题：之前该项目的 thrift 文件一直是使用0.9.2版本编译，且package.json中安装的也是该版本的库文件。由于本地使用0.11.0，因此编译出来的接口文件无法兼容0.9.0版本的模块文件导致的。

于是，首先想到的解决办法是：重新安装一个 0.9.2 的 thrift 然后进行编译，谁知道这就是噩梦的开始，期间遇见了各种花式报错，什么重新安装boost、什么修改openssl、什么修改头文件啥的。

5.2. 使用 Docker 解决问题

首先从docker hub上下载thrift:0.9.2的镜像

# 安装0.9.2的官方镜像
docker pull thrift:0.9.2

然后运行容器，编译本地的thrift文件

docker run -v "$PWD:/data" ee69d44c485a thrift -o /data --gen js:node /data/idls/auth.thrif

大功告成。

卧槽！！你没有看错，只有这两步！！就是只有这两步！！Docker 万岁~

6. 小结

这篇博客断断续续，写了大概两三周的时间，刚开始整理各种资料，对于 docker 本身，却有一种无从下手的感觉。

后来尝试了从简单的练习 demo 入手，学习 docker 的基本使用方式，理解 docker 的作用，终于完成了这篇博客~

从最初的虚拟机，到现在已经更换了几家云服务器厂商，每次迁移都需要重新安装开发环境，这实在是让人恼火，现在可以尝试在自己的服务器上使用 docker 了。

想想我最开始学习 docker 是要干嘛来着？对了，解决本地开发环境切换的问题。那么接下来，继续学习 docker 如何应用在测试环境中吧。