Docker系列（一）Docker概述,核心概念讲解,安装部署

小灰灰 2022-11-15 11:28 551阅读 0赞

### Docker概述,核心概念讲解,安装部署 ###

*  一、 Docker概述
 *   *  1.1 Docker的优势
     *  1.2 Docker理念
     *  1.3 比较Docker和传统虚拟化方式的不同
 *  二、从容器化技术说起
 *   *  2.1 背景
     *  2.2 docker实现原理
     *  2.3 Cgroup
     *  2.4 NameSpace
     *  2.5 彻底了解docker隔离机制
 *  三、Docker的核心：镜像、容器、仓库
 *   *  3.1 Docker的基本组成
     *  3.2 镜像
     *  3.3 容器
     *  3.4 仓库
 *  四、Docker的安装方式
 *   *  4.1 方式一：yum方式安装
     *  4.2 方式二：curl
     *  4.3 离线安装
 *  五、Docker是怎么工作的
 *  六、Docker为什么比VM快
 *  七、Docker常用命令
 *   *   *  7.1 帮助命令
         *  7.2 镜像命令
         *  7.3 容器命令
         *  7.4 重要
         *  7.5 小总结（常用命令）
 *  八、Docker镜像原理
 *   *  8.1 是什么
     *   *  问题：平时我们安装进虚拟机的\`CentOS\`都是好几个G，为什么docker这里才\`200M\`？
     *  8.2 特点
     *  8.3 Docker镜像commit操作补充
 *  九、Docker容器数据卷
 *   *  9.1 是什么？（有点类似\`Redis\`中的\`rdb\`和\`aof\`文件）
     *  9.2 能干什么？（容器的持久化、容器间的继承＋共享数据）
     *  9.3 数据卷（容器内添加）
     *   *  9.3.1 直接命令添加
         *   *   *  查看数据卷是否挂载成功
                 *  容器和宿主机之间数据共享
                 *  容器停止退出后，主机修改后数据是否同步？
                 *  命令带权限
         *  9.3.2 DockerFile添加
         *   *   *  是什么
                 *  编写dockerfile
         *  9.3.3 备注
     *  9.4 数据卷容器
     *   *  9.4.1 是什么
         *  9.4.2 总体介绍
         *  9.4.3 容器间传递共享(--volumes-from)
 *  附录：Docker思维导图总结

部分内容参考链接：

*  [Docker实战总结（非常全面，建议收藏）][Docker]
 *  [Docker核心技术从入门到精通][Docker 1]

# 一、 Docker概述 #

Docker是一个开源的应用容器引擎（基于Go语言开发），让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器上，也可以实现虚拟化，容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。简言之，就是可以在Linux上镜像使用的这么一个容器。

Docker可以在容器内部快速自动化部署应用，并可以通过内核虚拟化技术（namespaces及cgroups等）来提供容器的资源隔离与安全保障等。

> Docker的思想来自于集装箱，集装箱解决了什么问题？在一艘大船上，可以把货物规整的摆放起来。并且各种各样的货物被集装箱标准化了，集装箱和集装箱之间不会互相影响。那么我就不需要专门运送水果的船和专门运送化学品的船了。只要这些货物在集装箱里封装的好好的，那我就可以用一艘大船把他们都运走。

简单的理解，docker就是一个软件集装箱化平台，就像船只、火车、卡车运输集装箱而不论其内部的货物一样，软件容器充当软件部署的标准单元，其中可以包含不同的代码和依赖项。

按照这种方式容器化软件，开发人员和 IT 专业人员只需进行极少修改或不修改，即可将其部署到不同的环境，如果出现的故障，也可以通过镜像，快速恢复服务。

## 1.1 Docker的优势 ##

![image-20210202112442718][]

## 1.2 Docker理念 ##

1.  Docker是基于GO语言实现的云开源项目
2.  Docker的主要目标是：“Build，Ship and Run Any App，Anywhere”。也就是通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理，即“一次封装，到处运行”

## 1.3 比较Docker和传统虚拟化方式的不同 ##

*  传统虚拟机技术是虚拟出一套硬件后，在其上运行一套完整的操作系统，在该系统上运行所需要的应用进程；（分钟级）
 *  而容器的应用进程之间运行于宿主的内核容器内没有自己的内核，而且也没有进行硬件虚拟。因此容器要比传统虚拟机更为轻便。（秒级）
 *  每个容器之间相互隔离，每个容器都有自己的文件系统，容器之间进程不会相互影响，能区分计算资源。

# 二、从容器化技术说起 #

## 2.1 背景 ##

在虚拟机和云计算较为成熟的时候，各家公司想在云服务器上部署应用，通常都是像部署物理机那样使用脚本或手动部署，但由于本地环境和云环境不一致，往往会出现各种小问题。

这时候有个叫Paas的项目，就是专注于解决本地环境与云端环境不一致的问题，并且提供了**应用托管**的功能。简单得说，就是在云服务器上部署Paas对应的服务端，然后本机就能一键push，将本地应用部署到云端机器。然后由于云服务器上，一个Paas服务端，会接收多个用户提交的应用，所以其底层提供了一套隔离机制，为每个提交的应用创建一个**沙盒**，每个沙盒之间彼此隔离，互不干涉。

看看，这个沙盒是不是和docker很类似呢？**实际上，容器技术并不是docker的专属，docker只是众多实现容器技术中的一个而已**。

## 2.2 docker实现原理 ##

说起docker，很多人都会将它与虚拟机进行比较，

![image-20210202111548325][]

其中左边是虚拟机的结构，右边是docker容器的结构。

在虚拟机中，通过Hypervisor对硬件资源进行虚拟化，在这部分硬件资源上安装操作系统，从而可以让上层的虚拟机和底层的宿主机相互隔离。

但docker是没有这种功能的，我们在docker容器中看到的与宿主机相互隔离的**沙盒**环境（文件系统，资源，进程环境等），**本质上是通过Linux的Namespace机制，CGroups（Control Groups）和Chroot等功能实现的。实际上Docker依旧是运行在宿主机上的一个进程（进程组）**，只是通过一些障眼法让docker以为自己是一个独立环境。

所以，容器=Cgroup+Namespace+rootfs+容器引擎（用户态工具）

*  Cgroup：资源控制。
 *  Namespace：访问隔离。
 *  rootfs：文件系统隔离。
 *  容器引擎：生命周期控制。

## 2.3 Cgroup ##

Cgroup是control group的简写，属于Linux内核提供的一个特性，用于限制和隔离一组进程对系统资源的使用，也就是做资源QoS，这些资源主要包括CPU、内存、block I/O和网络带宽。

*  devices：设备权限控制。
 *  cpuset：分配指定的CPU和内存节点。
 *  cpu：控制CPU占用率。
 *  cpuacct：统计CPU使用情况。
 *  memory：限制内存的使用上限。
 *  freezer：冻结（暂停）Cgroup中的进程。
 *  net\_cls：配合tc（traffic controller）限制网络带宽。
 *  net\_prio：设置进程的网络流量优先级。
 *  huge\_tlb：限制HugeTLB的使用。
 *  perf\_event：允许Perf工具基于Cgroup分组做性能监测。

## 2.4 NameSpace ##

Namespace又称为命名空间（也称为名字空间），它是将内核的全局资源做封装，使得每个Namespace都有一份独立的资源，因此不同的进程在各自的Namespace内对同一种资源的使用不会互相干扰。

*  IPC：隔离System V IPC和POSIX消息队列。
 *  Network：隔离网络资源。
 *  Mount：隔离文件系统挂载点。
 *  PID：隔离进程ID。
 *  UTS：隔离主机名和域名。
 *  User：隔离用户ID和组ID。

## 2.5 彻底了解docker隔离机制 ##

如果在一个docker容器里面，使用ps命令查看进程，可能只会看到如下的输出：

/ # ps
    PID  USER   TIME COMMAND
      1 root   0:00 /bin/bash
      10 root  0:00 ps

在容器中执行ps，只会看到1号进程/bin/bash和10号进程ps。前面有说到，docker容器本身只是Linux中的一个进程（组），也就是说在宿主机上，这个/bin/bash的pid可能是100或1000，那为什么在docker里面看到的这个/bin/bash进程的pid是1呢？**答案是linux提供的Namespace机制，将/bin/bash这个进程的进程空间隔离开了**。

具体的做法呢，就是在创建进程的时候添加一个可选的参数，比如下面这样：

int pid = clone(main_function, stack_size, CLONE_NEWPID | SIGCHLD, NULL);

那样后，创建的线程就会有一个新的命名空间，在这个命名空间中，它的pid就是1，当然在宿主机的真实环境中，它的pid还是原来的值。

上面的这个例子，其实只是pid Namespace（进程命名空间），除此之外，还有network Namespace（网络命名空间），mount Namespace（文件命名空间，就是将整个容器的根目录root挂载到一个新的目录中，然后在其中放入内核文件看起来就像一个新的系统了）等，用以将整个容器和实际宿主机隔离开来。而这其实也就是容器基础的基础实现了。

但是，上述各种Namespace其实还不够，还有一个比较大的问题，**那就是系统资源的隔离**，比如要控制一个容器的CPU资源使用率，内存占用等，否则一个容器就吃尽系统资源，其他容器怎么办。

**而Linux实现资源隔离的方法就是Cgroups**。Cgroups主要是提供文件接口，即通过修改 /sys/fs/cgroup/下面的文件信息，比如给出pid，CPU使用时间限制等就能限制一个容器所使用的资源。

**所以，docker本身只是linux中的一个进程，通过Namespace和cgroup将它隔离成一个个单独的沙盒**。明白这点，就会明白docker的一些特性，比如说太过依赖内核的程序在docker上可能执行会出问题，比如无法在低版本的宿主机上安装高本版的docker等，因为本质上还是执行在宿主机的内核上。

# 三、Docker的核心：镜像、容器、仓库 #

## 3.1 Docker的基本组成 ##

*  docker架构图
    
    ![image-20200925114421569][]

## 3.2 镜像 ##

镜像是一个可执行包，包含运行应用程序所需的所有内容——代码、运行时、库、环境变量和配置文件。

docker镜像就是一个只读模板。镜像可以用来创建Docker容器，一个镜像可以创建很多容器。

例子： 1. Person a=new Person() 2. Person b=new Person() 3. Person c=new Person() 4. a、b、c三个不同的实例，就是三个不同的容器。但都来自于同一个模板（类） 就是docker中的镜像。

## 3.3 容器 ##

**容器：**

*  容器是通过运行镜像启动容器，是镜像的运行时实例。镜像实际上就是一个容器的模板，通过这个模板可以创建很多相同的容器。
    
     *  容器就是一个认为只有其本身在运行状态的linux程序，只服从用户指定的命令。（容器程序有自己的IP地址；一个可访问网络的独立设备）

通过Java去类比理解Docker的一些概念：  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0V2YW5fTGV1bmc_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

*  Class文件 - 相当于Docker镜像，定义了类的一些所需要的信息
 *  对象 - 相当于容器，通过Class文件创建出来的实例
 *  JVM - 相当于Docker引擎，可以让Docker容器屏蔽底层复杂逻辑，实现跨平台操作

Docker里有容器（Container）独立运行一个或一组应用。容器是用镜像创建的运行实例。

它可以被启动、开始、停止、删除。每个容器都是相互隔离的、保证安全的平台。

可以把容器看做一个简易的Linux环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。

容器的定义和镜像几乎一模一样，也是一对层的统一视角，**唯一区别**在于容器的最上面那一层是**可读可写**。

## 3.4 仓库 ##

存放镜像的地方，和git仓库类似。

仓库（repository）是集中存放镜像文件的场所。

仓库和仓库注册服务器（registry）是有区别的。仓库注册服务器上往往存放着多个仓库，每个仓库中又包含多个镜像，每个镜像有不同的标签（Tag）。

仓库分为公开仓库和私有仓库两种形式。

最大的公开仓库是Docker Hub（[hub.docker.com/）,存放了数量庞大的镜…][hub.docker.com]

1.  Docker本身就是一个容器运行载体或者称之为管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境，这个打包好的运行环境就是image镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成Docker容器。image文件可以看作是容器模板。Docker根据image文件生成容器的实例。同一个image文件，可以生成多个溶蚀运行的容器实例。
2.  image文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为镜像文件
3.  一个容器运行一种服务，当我们需要的时候，就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例，也就是我们的容器
4.  至于仓库，就是存放了一堆镜像的地方，我们可以把镜像发布到仓库中，需要的时候从仓库中拉下来

# 四、Docker的安装方式 #

## 4.1 方式一：yum方式安装 ##

# 更新yum源
    yum update
    # 安装所需环境
    yum install -y yum-utils device-mapper-persistent-data lvm2
    # 配置yum仓库
    yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo
    # 安装Docker
    yum install docker-ce
    # 启动Docker
    systemctl start docker
    systemctl enable docker

## 4.2 方式二：curl ##

curl -sSL https://get.daocloud.io/docker | sh

## 4.3 离线安装 ##

1.  下载docker的安装文件：https://download.docker.com/linux/static/stable/x86\_64/

![image-20210201092144600][]

1.  将下载后的tgz文件传至服务器，通过FTP工具上传即可
2.  解压`tar -zxvf docker-19.03.8-ce.tgz`
3.  将解压出来的docker文件复制到 /usr/bin/ 目录下：`cp docker/* /usr/bin/`
4.  进入\*\*/etc/systemd/system/**目录,并创建**docker.service\*\*文件

[root@localhost java]# cd /etc/systemd/system/
    [root@localhost system]# touch docker.service

1.  打开**docker.service**文件,将以下内容复制

[Unit]
    Description=Docker Application Container Engine
    Documentation=https://docs.docker.com
    After=network-online.target firewalld.service
    Wants=network-online.target
    
    [Service]
    Type=notify
    # the default is not to use systemd for cgroups because the delegate issues still
    # exists and systemd currently does not support the cgroup feature set required
    # for containers run by docker
    ExecStart=/usr/bin/dockerd --selinux-enabled=false --insecure-registry=192.168.200.128
    ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
    # Having non-zero Limit*s causes performance problems due to accounting overhead
    # in the kernel. We recommend using cgroups to do container-local accounting.
    LimitNOFILE=infinity
    LimitNPROC=infinity
    LimitCORE=infinity
    # Uncomment TasksMax if your systemd version supports it.
    # Only systemd 226 and above support this version.
    #TasksMax=infinity
    TimeoutStartSec=0
    # set delegate yes so that systemd does not reset the cgroups of docker containers
    Delegate=yes
    # kill only the docker process, not all processes in the cgroup
    KillMode=process
    # restart the docker process if it exits prematurely
    Restart=on-failure
    StartLimitBurst=3
    StartLimitInterval=60s
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target

1.  给docker.service文件添加执行权限：`chmod 777 /etc/systemd/system/docker.service`
2.  重新加载配置文件：`systemctl daemon-reload`
3.  启动Docker `systemctl start docker`
4.  设置开机启动：`systemctl enable docker.service`
5.  查看Docker状态：`systemctl status docker`
    
    ![image-20210201092621496][]

如出现如图界面，则表示安装成功！

# 五、Docker是怎么工作的 #

1.  Docker是一个Client-Server的结构系统，Docker守护进程运行在主机上，然后通过Socket连接从客户端访问，守护进程从客户端接受命令并管理运行在主机上的容器。**容器，是一个运行时环境，就是我们最初说的集装箱**
    
    ![image-20201012151434264][]

# 六、Docker为什么比VM快 #

1.  docker有着比虚拟机更少的抽象层。由于Docker不需要`Hypervisor`实现硬件资源虚拟化，运行在docker容器上的程序直接使用的都是实际物理机的硬件资源。因此`cpu`、内存利用率上docker将会在效率上有明显的优势。
2.  docker利用的宿主机内核，而不需要Guest OS。因此，当建立一个容器时，docker不需要和虚拟机一样重新加载一个操作系统内核。仍而避免寻求、加载操作系统内核比较费时费资源的过程。当新建一个虚拟机时，虚拟机软件需加载Guest OS，返个新建过程是**分钟级别**的。而docker由于直接利用宿主机的操作系统，则省略了返个过程，因此**新建一个docker容器只需要几秒钟**。
    
    <table> 
     <thead> 
      <tr> 
       <th></th> 
       <th>Docker容器</th> 
       <th>虚拟机（VM）</th> 
      </tr> 
     </thead> 
     <tbody> 
      <tr> 
       <td>操作系统</td> 
       <td>与宿主机共享OS</td> 
       <td>宿主机OS上运行虚拟机OS</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>存储大小</td> 
       <td>镜像小，便于存储与传输</td> 
       <td>镜像庞大（vmdk、vdi等）</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>运行性能</td> 
       <td>几乎无额外性能损失</td> 
       <td>操作系统额外的CPU、内存消耗</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>移植性</td> 
       <td>轻便、灵活，适用于Linux</td> 
       <td>笨重，与虚拟化技术耦合度高</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>硬件亲和性</td> 
       <td>面向软件开发者</td> 
       <td>面向硬件运维者</td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td>部署速度</td> 
       <td>快速，秒级</td> 
       <td>较慢，10s以上</td> 
      </tr> 
     </tbody> 
    </table>

# 七、Docker常用命令 #

### 7.1 帮助命令 ###

*  docker version 查看docker版本信息
 *  docker info docker详细信息
 *  docker – `类似linux中的man命令 查看命令帮助`

### 7.2 镜像命令 ###

1.  docker images \[OPTIONS\] 列出本地主机上的镜像
    
        1. 各个选项说明
         * REPOSITORY：表示镜像的仓库源
         * TAG：镜像的标签
         * IMAGE ID：镜像ID
         * CREATED：镜像创建的时间
         * SIZE： 镜像大小
    
    1.  OPTIONS参数说明：
        
         *  \-a：列出本地所有的镜像（含中间映像层）
         *  \-q：显示镜像ID
         *  `-qa： 显示所有镜像的ID`
         *  –digests ： 显示镜像的摘要信息
         *  `--no-trunc：显示完整的镜像信息（不要截取）`
2.  docker search \[OPTIONS\] 某个镜像的名字
    
    1.  网站 ：[hub.docker.com][hub.docker.com 1]
    2.  命令：docker search \[OPTIONS\] 镜像的名字
        
         *  `--no --trunc : 显示完整的镜像描述`
         *  \-s :列出收藏不小于指定值的镜像（点赞数）
         *  `--autmated：只列出automated build类型的镜像`
3.  `docker pull 某个XXX镜像的名字`
    
     *  `docker pull tomcat 等价于 docker pull tomcat：latest`
4.  `docker rmi 某个镜像的名字ID`
    
     *  删除单个 `docker rmi -f 镜像ID`
     *  删除多个 `docker rmi -f 镜像名1：TAG 镜像名2：TAG`
     *  删除全部 `docker rmi -f $（docker images -qa）`

### 7.3 容器命令 ###

1.  有镜像才能创建容器，这是根本前提（下载一个`CentOS`的镜像演示 ）`docker pull centos`
2.  新建并启动容器 docker run \[OPTIONS\] IMAGE \[COMMAND\]
    
     *  OPTIONS说明(常用):有些是一个 -号 有些是-- 两个
        
        1.  –name=“容器的新名字”：为容器指定一个名称
        2.  **-d：后台运行容器，并返回容器ID，也即启动守护式容器**
        3.  **-i：已交互模式运行容器，通常与-t同时使用**
        4.  **-t：为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用**
        5.  \-P：随机端口映射
        6.  \-p：指定端口映射，有以下四种格式 \*
            
                ip：hostPort:containerPort
            
             *  `ip::containerPort`
             *  `hostPort:containerPort`
             *  `containerPort`
3.  列出当前所有**正在运行**的容器
    
     *  `docker ps[OPTIONS]`
        
        options：
        
        1.  \-l 上次运行的
            
            1.  \-a 全部状态的
            2.  \-n 3 上三次运行过得（number）
            3.  \-q 只显示容器编号
            4.  `-lq 上次运行的容器编号`
4.  退出容器
    
     *  exit 容器停止退出
     *  `ctrl+P+Q 容器不停止退出`
5.  启动容器
    
     *  docker start 容器ID或者容器名字
6.  重启容器
    
     *  docker restart 容器ID
7.  停止容器
    
     *  docker stop 容器ID
8.  强制停止容器
    
     *  docker kill 容器ID
9.  删除已停止的容器
    
     *  docker rm
     *  删除并停止 docker rm -f

10.一次性删除多个容器

*  `docker rm -f $(docker ps -a -q)`
 *  `docker ps -a -q |xargs docker rm`

### 7.4 重要 ###

1.  docker run -d 容器名 **启动守护式容器** 以后台模式启动一个容器
    
     很重要的 要说明的一点：\*\*Docker容器后台运行，就必须有一个前台进程。\*\*容器运行的命令如果不是那些
    
    一直挂起的命令（比如运行top，tail），就是会**自动退出**的。
    
     这是docker的机制问题，比如你的web容器，我们以`nginx`为例，正常情况下，我们配置启动服务只需要启动响应式service即可。例如`service nginx start`，但这样做，`nginx`为后台进程模式运行，就导致docker前台没有运行的应用，这样的容器后台启动后，会立即自杀因为他觉得他没事可做了。
    
    **所以，最佳的解决方案是，将你要运行的程序以前台进程的形式运行。**
2.  docker logs -f -t --tail 容器ID 查看容器的日志
    
     *  \-t 是加入时间戳
     *  \-f 跟随最新当然日志打印
     *  –tail 数字 显示最后多少条
3.  docker top 容器ID 查看容器内的进程
4.  docker inspect 容器ID 查看容器内部细节
    
    **docker 镜像是一层套一层 就像一个同心圆一样，整个容器以一个嵌套json串的形式来描述**
5.  **进入正在运行的容器并以命令行交互**
    
    1.  `docker exec -it 容器ID bashshell` `（linux中 exec命令执行脚本）`
        
         *  `docker exec **-it** 容器ID /bin/bash` 进入容器终端
         *  `docker exec **-t** 容器ID ls -l /tmp` 不进入容器 直接执行脚本
    2.  docker attach 容器ID 重新进入
    
    两者的区别：**1的操作不进入容器 直接返回shell脚本操作的结果**
    
     **2的操作 直接进入容器的命令终端**
6.  `docker cp` 容器ID：容器内路径 目的主机路径 从容器内拷贝文件到主机上

### 7.5 小总结（常用命令） ###

attach    Attach to a running container                 # 当前 shell 下 attach 连接指定运行镜像
    build     Build an image from a Dockerfile              # 通过 Dockerfile 定制镜像
    commit    Create a new image from a container changes   # 提交当前容器为新的镜像
    cp        Copy files/folders from the containers filesystem to the host path   #从容器中拷贝指定文件或者目录到宿主机中
    create    Create a new container                        # 创建一个新的容器，同 run，但不启动容器
    diff      Inspect changes on a container's filesystem   # 查看 docker 容器变化
    events    Get real time events from the server          # 从 docker 服务获取容器实时事件
    exec      Run a command in an existing container        # 在已存在的容器上运行命令
    export    Stream the contents of a container as a tar archive   # 导出容器的内容流作为一个 tar 归档文件[对应 import ]
    history   Show the history of an image                  # 展示一个镜像形成历史
    images    List images                                   # 列出系统当前镜像
    import    Create a new filesystem image from the contents of a tarball # 从tar包中的内容创建一个新的文件系统映像[对应export]
    info      Display system-wide information               # 显示系统相关信息
    inspect   Return low-level information on a container   # 查看容器详细信息
    kill      Kill a running container                      # kill 指定 docker 容器
    load      Load an image from a tar archive              # 从一个 tar 包中加载一个镜像[对应 save]
    login     Register or Login to the docker registry server    # 注册或者登陆一个 docker 源服务器
    logout    Log out from a Docker registry server          # 从当前 Docker registry 退出
    logs      Fetch the logs of a container                 # 输出当前容器日志信息
    port      Lookup the public-facing port which is NAT-ed to PRIVATE_PORT    # 查看映射端口对应的容器内部源端口
    pause     Pause all processes within a container        # 暂停容器
    ps        List containers                               # 列出容器列表
    pull      Pull an image or a repository from the docker registry server   # 从docker镜像源服务器拉取指定镜像或者库镜像
    push      Push an image or a repository to the docker registry server    # 推送指定镜像或者库镜像至docker源服务器
    restart   Restart a running container                   # 重启运行的容器
    rm        Remove one or more containers                 # 移除一个或者多个容器
    rmi       Remove one or more images             # 移除一个或多个镜像[无容器使用该镜像才可删除，否则需删除相关容器才可继续或 -f 强制删除]
    run       Run a command in a new container              # 创建一个新的容器并运行一个命令
    save      Save an image to a tar archive                # 保存一个镜像为一个 tar 包[对应 load]
    search    Search for an image on the Docker Hub         # 在 docker hub 中搜索镜像
    start     Start a stopped containers                    # 启动容器
    stop      Stop a running containers                     # 停止容器
    tag       Tag an image into a repository                # 给源中镜像打标签
    top       Lookup the running processes of a container   # 查看容器中运行的进程信息
    unpause   Unpause a paused container                    # 取消暂停容器
    version   Show the docker version information           # 查看 docker 版本号
    wait      Block until a container stops, then print its exit code   # 截取容器停止时的退出状态值

# 八、Docker镜像原理 #

## 8.1 是什么 ##

1.  镜像是一种轻量级，可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和机遇运行环境开发的软件，它包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
2.  `UnionFS`（联合文件系统）
    
     *  Union文件系统（`UnionFS`）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它**支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加**，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下(`unite several directories into a single virtual filesystem`)。Union 文件系统是 Docker 镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应用镜像
     *  特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录
3.  Docker镜像加载原理
    
     *  docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统`UnionFS`
        
        > `bootfs(boot file system)主要包含bootloader和kernel, bootloader主要是引导加载kernel(Linux内核), Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是bootfs。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了，此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs` 相当于Linux内核
        > 
        > `rootfs (root file system) ，在bootfs之上。包含的就是典型 Linux 系统中的 /dev, /proc, /bin, /etc 等标准目录和文件。rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu，Centos等` 相当于Linux的版本选择
    
    ### 问题：平时我们安装进虚拟机的`CentOS`都是好几个G，为什么docker这里才`200M`？ ###
    
     对于一个精简的OS，`rootfs`可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了，因为**底层直接用Host的kernel**(**宿主机的内核**)，自己只需要提供 `rootfs`就行了。由此可见对于不同的`linux`发行版, `bootfs`基本是一致的, `rootfs`会有差别, 因此不同的发行版可以公用`bootfs`
4.  分层的镜像
    
     *  以我们的pull为例，在下载的过程中我们可以看到docker的镜像好像是在一层一层的在下载
5.  为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢
    
     *  最大的一个好处就是 - **共享资源**
        
        比如：有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么宿主机只需在磁盘上保存一份base镜像， 同时内存中也只需加载一份 base 镜像，就可以为所有容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享
    
    ![image-20201012152044180][]

## 8.2 特点 ##

Docker镜像都是只读的。当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部。 这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”。

## 8.3 Docker镜像commit操作补充 ##

1.  docker commit 提交容器副本使之成为一个新的镜像
2.  docker commit -m=“提交的描述信息” -a=“作者” 容器ID 要创建的目标镜像名:\[标签名\]
3.  案例演示：
    
    1.  从hub上下载tomcat镜像到本地并成功运行
    2.  故意删除上一步镜像生产tomcat容器的文档docs
    3.  以删除后的容器为模板，commit一个没有docs的tomcat 新镜像`tomcat/日期`
    
        docker commit -a="bin.wang" -m="tomcat without docs" c005584f57c5 touchair/tomcat:1.0
    
    1.  启动我们的新镜像并和原来的对比
        
         *  启动 tomcat/日期 ，他没有docs
         *  新启动的原来的tomcat ，他有docs
4.  **注意：** 新版本Tomcat 默认`webapps`中没有主页文件 在`webapps.dist`中

![image-20200929152825261][]

# 九、Docker容器数据卷 #

## 9.1 是什么？（有点类似`Redis`中的`rdb`和`aof`文件） ##

1.  先来看看Docker的理念：
    
     *  将应用与运行环境打包形成容器运行，运行可以伴随着容器，但是我们对数据的要求希望是持久化的
     *  容器之间希望有可能共享数据
2.  Docker容器产生的数据，如果不通过docker commit 生成新的镜像，使得数据作为镜像的一部分保存下来，那么当容器删除后，数据自然也就没有了
3.  为了能保存数据在docker中 我们使用卷

## 9.2 能干什么？（容器的持久化、容器间的继承＋共享数据） ##

1.  卷就是目录或文件，存在于一个或多个容器中，由docker挂载到容器，但不属于联合文件系统，因此能够绕过`UNION File System`提供的一些用于持续存储或共享数据的特性：
    
    卷的设计目的就是数据的持久化，完全独立于容器的生存周期，因此Docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷
2.  特点：
    
     *  数据卷可在容器之间共享或重用数据
     *  卷中的更改可以直接生效
     *  数据卷中的更改不会包含在镜像更新中
     *  数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止

## 9.3 数据卷（容器内添加） ##

### 9.3.1 直接命令添加 ###

*  命令： docker run -it -v/宿主机绝对路径目录:/容器内目录 镜像名
 *      docker run -it -v /var/myDataVolume:/dataVolumeContainer centos

##### 查看数据卷是否挂载成功 #####

*  docker inspect 容器id
    
    ![image-20201009133025195][]

##### 容器和宿主机之间数据共享 #####

*  第一步：在主机的 `/var/myDataVolume` 目录下 添加 host.txt 文件
 *  第二步：进入容器，可以看到 /dataVolumeContainer/ 目录下 多出了 host.txt 文件
 *  第三步：vi host.txt 添加内容 container update
 *  第四步：主机查看 host.txt 文件 ，多了 container update
    
    ![image-20201009133600858][]

##### 容器停止退出后，主机修改后数据是否同步？ #####

*  第一步：exit 退出容器
 *  第二步：主机 vim host.txt；添加 host update；保存退出
 *  第三步：重新启动容器，查看容器内的 /dataVolume/Container/ 目录；查看 host.txt文件
 *  第四步：cat host.txt 可以看到 host update
 *  结论：**完全同步**

##### 命令带权限 #####

*      docker run -it -v /宿主机绝对路径目录：/容器内目录：ro 镜像名
 *  ro : read-only 只允许主机单方面写操作，容器只能查看 并不能增删改

### 9.3.2 DockerFile添加 ###

##### 是什么 #####

*  Docker images =====> `DockerFile` (对镜像的源码级描述)
 *  类比java中的：`JavaEE Hello.java` \----> `Hello.class`

##### 编写dockerfile #####

1.  根目录下新建`var/mydocker`文件夹并进入；
2.  可在`Dockerfile`中使用VOLUME指令来给镜像添加一个或多个数据卷
    
     *  说明：出于可移植和分享的考虑，用-v主机目录：容器目录这种方法不能够直接在`DockerFile`中实现。由于宿主机目录是依赖于特定宿主机的，并不能够保证在所有的宿主机上都存在这样的特定目录。
3.  File构建 vim DockerFile
    
        # volume test
        FROM centos
        VOLUME ["/dataVolumeContainer1","/dataVolumeContainer2"]
        CMD echo "finished,-------success1"
        CMD /bin/bash
4.  build后生成镜像，获得一个新镜像 touchair/centos
    
     *      docker build -f /var/mydocker/Dockerfile -t touchair/centos .
        
        ![image-20201009141827393][]
     *  docker images 查看生成的新镜像
        
        ![image-20201009141902476][]
5.  run容器
    
        docker run -it touchair/centos /bin/bash
    
    ![image-20201009142206678][]
6.  通过上述步骤，容器内的卷目录地址已经知道对应的主机目录地址在哪？？
    
     *  主机对应默认地址 （通过`docker inspect 容器ID` 查看）
        
        ![image-20201009142605774][]
     *  ![image-20201009142725844][]

### 9.3.3 备注 ###

*  Docker挂载主机目录，Docker访问出现cannot open directory：Permission denied
 *  解决办法：在挂载目录后多加一个 --privileged=true 参数即可

## 9.4 数据卷容器 ##

### 9.4.1 是什么 ###

*  命名的容器挂载数据卷，其它容器通过挂载这个（父容器）实现数据共享，挂载数据卷的容器，称之为数据卷容器

### 9.4.2 总体介绍 ###

*  以上一步新建的镜像 touchair/centos 为模板并运行容器 dc01/dc02/dc03
 *  她们已经具有容器卷
    
     *  /dataVolumeContainer1
     *  /dataVolumeContainer2

### 9.4.3 容器间传递共享(–volumes-from) ###

*  第一步：运行容器 dc01
    
        docker run -it --name dc01 touchair/centos
    
    在dc01容器中的 dataVolumeContainer2 目录下添加 dc01\_add.txt 文件![image-20201010101422602][]
 *  第二步：运行容器dc02 dc01作为数据卷容器
    
        docker run -it --name dc02 --volumes-from dc01 touchair/centos
    
    在dc02容器中的 dataVolumeContainer2 目录下添加 dc02\_add.txt 文件![image-20201010102007560][]
 *  第三步：运行容器 dc03 dc01作为数据容器卷
    
        docker run -it --name dc03 --volumes-from dc01 touchair/centos
    
    ![image-20201010112659621][]
 *  第四步：回到dc01可以看到02/03各自添加的都能共享了![image-20201010114107689][]
 *  第五步：删除 dc01, dc02 修改后 dc03 可否访问？ 可以！![image-20201010114712516][]
 *  第六步：删除02后，03依旧可以访问
 *  第七步：新建 dc04 继承 dc03 后再删除 dc03
    
        docker run -it --name dc04 --volumes-from dc03 touchair/centos
    
    ![image-20201010115048973][]

> **结论**：容器之间配置信息的传递，数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止

# 附录：Docker思维导图总结 #

思维导图下载链接：  
[Docker思维导图下载][Docker 2]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0FuMTA5MDIzOTc4Mg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

[Docker]: https://segmentfault.com/a/1190000024505902
[Docker 1]: https://juejin.cn/post/6850418119304413197
[image-20210202112442718]: /images/20221022/b03fc04ca16c40af9473ea08bc7c2468.png
[image-20210202111548325]: https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/75d229299cffeeac47c316c9bde64c52.png
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[hub.docker.com]: https://hub.docker.com/%EF%BC%89,%E5%AD%98%E6%94%BE%E4%BA%86%E6%95%B0%E9%87%8F%E5%BA%9E%E5%A4%A7%E7%9A%84%E9%95%9C%E5%83%8F%E4%BE%9B%E7%94%A8%E6%88%B7%E4%B8%8B%E8%BD%BD%E3%80%82%E5%9B%BD%E5%86%85%E7%9A%84%E5%85%AC%E5%BC%80%E4%BB%93%E5%BA%93%E5%8C%85%E6%8B%AC%E9%98%BF%E9%87%8C%E4%BA%91%E3%80%81%E7%BD%91%E6%98%93%E4%BA%91%E7%AD%89%E3%80%82
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[hub.docker.com 1]: https://hub.docker.com
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[Docker 2]: https://gitee.com/AiShiYuShiJiePingXing/lovebetterworld/tree/master/Docker
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