Docker

介绍容器（Docker）的原理和常见的命令。

概念

Docker 是对于 Linux 容器的一种封装，提供了见到那的容器使用接口。Linux 容器是一种虚拟化技术，在正常的进程外面加上了一个保护层，实现了该进程与底层系统的隔离。Docker 是使用Go语言实现的。

（1）虚拟机（virtual machine）和Docker 的联系和区别

虚拟机是在一个系统中运行了另一个系统。比如在mac 电脑中装上了windows（stupid）；在windows 中装上了Ubuntu。

相同点：软件开发中环境可能存在两种问题：”程序能在我的机器上跑“ （It worked on my machine）；程序中新老版本不兼容，如python2 和python3 中一些库函数。虚拟机和docker 都是为了解决软件开发中的环境配置问题。

不同点：虚拟机是操作系统级别。虚拟机本身需要占用几百兆运行，并且启动慢。Docker 是对于进程的封装，不是模拟完整的操作系统。所以启动快，占用资源少。

联系：Docker 相比于虚拟机有了更大程度的共享，更小级别的隔离。虚拟机虚拟出的是一套硬件，而Docker 虚拟出的是一个操作系统，不同容器之间是可以共享一个操作系统的。

（2）Docker的核心概念

1). 镜像（Image）：是一个只读的模板，类似安装操作系统的iso 文件，通过镜像可以用来完成各种应用的部署。

Image 是一个特殊的文件系统。包含了运行时所需要的程序、库、资源、配置等文件。镜像不包含任何动态的数据。dockerfile 中最开始的 from 表示的就是镜像

2). 容器（Container）：镜像和容器的唯一区别是容器的最上一层是可读可写的。所以容器 =镜像+ 可读层。类似一个操作系统，可以create， start， run，stop，kill，pause和rm操作。

最后打成某个程序，就是容器。

3). 仓库：存放镜像的一个场合，仓库分为公开仓库和私有仓库

如果说Docker 是面向对象的，那么容器与镜像的关系类似于面向对象编程中的对象与类。

Docker 的优点

Docker 是一个用于开发，交付和运行应用程序的开放平台。Docker 使您能够将应用程序与基础架构分开，从而可以快速交付软件。借助 Docker，您可以与管理应用程序相同的方式来管理基础架构。通过利用 Docker 的方法来快速交付，测试和部署代码，您可以大大减少编写代码和在生产环境中运行代码之间的延迟。

快速，一致地交付您的应用程序响应式部署和扩展在同一硬件上运行更多工作负载

Docker 的缺点：对于开发者是非常友好的，但是对于运维人员，想要在已经封装好的容器上做一些调整，是很难的。

（3）在Ubuntu 18 上的安装和使用

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# 安装常规操作，读取软件列表
$ sudo apt-get update

# 添加 docker 官方 GPG key
$ curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

# 设置稳定仓库
$ sudo add-apt-repository \
   "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
   $(lsb_release -cs) \
   stable"
   
# 安装 Docker Engine
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io 

安装比较简单，这种安装的Docker不是最新版本，不过对于学习够用了，依次执行下面命令进行安装。

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sudo apt install docker.io
sudo systemctl start docker

sudo systemctl enable docker

sudo service docker start #启动守护进程

docker -v

sudo service docker stop #关闭守护进程

#【查】查看本地已有的镜像 Docker images
docker images

# 增加
docker run docker_name

测试是否安装成功

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sudo docker run hello-world

设置用户组（这样用户就不用使用 sudo 查看docker 的信息）

设置非root账号不用sudo直接执行docker命令

参考这里进行设置

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$ sudo groupadd docker          #添加docker用户组
$ sudo gpasswd -a $USER docker  #将当前用户添加至docker用户组
$ newgrp docker                 #更新docker用户组

Docker 常用命令

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#启动docker
sudo service docker start

#停止docker
sudo service docker stop

#重启docker
sudo service docker restart

#列出Docker CLI命令
docker
docker container --help

#显示Docker版本和信息
docker --version
docker version
docker info

Execute Docker image
docker run hello-world

#列出镜像列表
docker image ls

#列出docker容器 (running, all, all in quiet mode)
docker container ls
docker container ls --all
docker container ls -aq


#搜索：

docker search ubuntu

#下载镜像

docker pull ubuntu

#查看所有的镜像

docker images

#删除docker 包

sudo rm -rf /var/lib/docker

我们需要确认容器有在运行，可以通过 docker ps 来查看

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CONTAINER ID:容器ID
NAMES:自动分配的容器名称

在容器内使用docker logs命令，查看容器内的标准输出

可以使用 docker logs ID来查看log，也可以通过后面名称来查docker logs silly_poitras

停止容器 docker stop id or docker_name 这样的形式。

查看预装情况

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docker -v
docker-compose -v

docker ps # 查看目前的容器名
docker-compose ps #查看当前项目的容器状态

https://github.com/ashokc/Serving-Flask-on-Docker/blob/master/quoteserver/docker-compose.yml

从这里看，应该是定义了全局的docker 名称，包括 app_host 等一系列名称，可以在之后的debug 中看看，这些名称是否是全局可达的。

使用docker 的时候默认是sudo 权限，为了避免麻烦，这个时候可以新建一个docker 用户组，将使用的用户加入到docker 用户组中.

创建docker 用户组

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sudo groupadd docker

将某个用户加入到 docker 用户组

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sudo usermod -aG docker jeng

重启docker 服务

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sudo systemctl restart docker

重新登录该账户

Dockerfile 书写相关

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FROM nginx  # 这个是基础镜像，之后都是基于该镜像

# 镜像的作者信息，包含所有者和联系人
MAINTAINER

# shell格式 （所以是可以根据本地的shell命令构建dockerfile）
RUN <命令行命令>
# <命令行命令> 等同于，在终端操作的 shell 命令。 

# exec格式
RUN ["可执行文件", "参数1", "参数2"]
# 例如：
# RUN ["./test.php", "dev", "offline"] 等价于 RUN ./test.php dev offline

RUN <command> (shell模式)
RUN [ "executable", "param1", "param2" ] (exec模式)


# 多行执行run
RUN yum install wget
RUN wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz"
RUN tar -xvf redis.tar.gz
# 更加建议这种书写，只创建一层镜像

RUN yum install wget \
    && wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz" \
    && tar -xvf redis.tar.gz

# 是从上下文目录复制文件或者目录到指定路径
COPY home* /mydir/

ENV
# 设置环境变量，在后序的指令中，可以使用这个变量

VOLUME
# 定义数据卷，用于挂载数据，避免因重启而丢失重要数据

EXPOST <PORT>
# 声明端口，告诉应用程序容器内的程序会使用的端口，在运行时使用 -p 参数映射
# docker处于安全的目的，不会自动打开端口。

USER 
# 指定镜像使用什么用户去运行
USER nginx

WORKDIR <dirpath>
# 在 Dockerfile 文件中，WORKDIR一般是绝对路径，也可是相对路径，不过，是相对于上一个WORKDIR的路径。 

# docker 很多情况下是用来打包一个程序，如果docker 打包了这个python 程序(你可以把所有依赖工具打包进docker镜像， 然后用 ENTRYPOINT 指向python脚本本身，当然也可以使用 cmd 指向脚本。但是通常用 ENTRYPOINT 表明docker 镜像只是用来执行这个python 脚本的，不希望用于其他的操作)
ENTRYPOINT 和CMD 的组合使用： ENTRYPOINT 指定默认的运行命令，CMD指定默认的运行参数。比如

# 例子一
FROM ubuntu:trusty
ENTRYPOINT ["/bin/ping","-c","3"]
CMD ["localhost"] 

# 例子二

ENTRYPOINT [ "python" ] # 这个是命令
# Run app.py when the container launches
CMD [ "app.py","run","--host","0.0.0.0"] # 这个是参数

dockerfile常见的一些写法

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# install system dependencies
RUN apt-get update \
    && apt-get -y install gcc make \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
# 最后的rm 也是可以减少镜像的大小，是一种优化策略

# install dependencies
RUN pip install --no-cache-dir --upgrade pip

RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
# --no-cache-dir              Disable the cache.



# 如果在国内为了方便测试可以使用国内镜像
RUN pip install -r requirements.txt -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

部署

cd 到某个路径中，该路径中有 dockerfile

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# build 的命令  -> image 。最后的一个 . 表示上下文路径, 当执行 build 时候，会将该路径下的所有内容打包，所以一定要把没有必要的文件删掉
docker build .
docker build --tag  image_name .
# run 的命令 -> docker ps 中可查
docker run --name deployML -p localport:dockerport image_name
# 实现的是端口映射


docker exec -it container_name  # docker 进入容器里面

docker stop my_container

docker 替换国内镜像

请首先执行以下命令，查看是否在 docker.service 文件中配置过镜像地址。

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$ systemctl cat docker | grep '\-\-registry\-mirror'

如果该命令有输出，那么请执行 $ systemctl cat docker 查看 ExecStart= 出现的位置，修改对应的文件内容去掉 --registry-mirror 参数及其值，并按接下来的步骤进行配置。

（1）直接修改 /etc/docker/daemon.json (docker 版本 >= 1.10 时) 内容为:

阿里云的docker 镜像需要注册，这里使用的是腾讯、百度和网易的。

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{
    "runtimes": {
        "nvidia": {
            "path": "nvidia-container-runtime",
            "runtimeArgs": []
        }
    },
    "registry-mirrors": [
    "https://mirror.ccs.tencentyun.com",
    "https://mirror.baidubce.com",
    "https://hub-mirror.c.163.com"
  ]
}

修改之后重启服务

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systemctl daemon-reload
systemctl restart docker

docker-compose

Docker-Compose 是 Docker 的一种编排服务，是一个用于在 Docker 上定义并运行复杂应用的工具，可以让用户在集群中部署分布式应用。

通过 Docker-Compose 用户可以很容易地用一个配置文件定义一个多容器的应用，然后使用一条指令安装这个应用的所有依赖，完成构建。Docker-Compose 解决了容器与容器之间如何管理编排的问题。

Docker Compose 工作原理图

Compose 中有两个重要的概念

服务 (service) ：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。
项目 (project) ：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在 docker-compose.yml 文件中定义。

(1) stop all the runing containers

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 docker-compose stop

(2) restart the containders ( after using the stop command)

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 docker-compose restart

(3) Starts the containers that were started with docker-compose up:

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 docker-compose start

(4) Stop all running containers, and remove them and the network:

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 docker-compose down [--rmi all]

使用以下的命令理解更强

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docker-compose -f docker-compose.yml up -d hello-world

-d 表示在后台启动容器

hello-world 是这个名字

docker-comose 中一些术语

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version: '2.0'
services:
    notebook:
        build:
            context: ./notebook
        ports:
            - '8888:8888'
        volumes:
            - ./notebook:/home/jovyan
        links:
            - milvus
    milvus:
        image: milvusdb/milvus:0.9.1-cpu-d052920-e04ed5
        ports:
            - '19530:19530'
            - '19121:19121'
        volumes:
            - ./milvus/db:/var/lib/milvus/db
            - ./milvus/conf:/var/lib/milvus/conf
            - ./milvus/logs:/var/lib/milvus/logs
            - ./milvus/wal:/var/lib/milvus/wal

services ：多个容器的集合

build：配置构建时，Compose 会利用它自动构建镜像，该值可以是一个路径，也可以是一个对象，用于指定 Dockerfile 参数

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build: ./dir
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build:
    context: ./dir
    dockerfile: Dockerfile
    args:
        buildno: 1

ports: 对外暴露的端口定义和 exose 对应， “宿主机端口：容器暴露端口”

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ports:   # 暴露端口信息  - "宿主机端口:容器暴露端口"
- "8763:8763"
- "8763:8763"

links: 服务之间可以使用服务名称相互访问，links 允许定义一个别名，从而使用该别名访问其它服务

参考文献

阿里云的docker 的使用

Docker 学习新手笔记：从入门到放弃

制作 docker 的教程：

迈出使用Docker的第一步，学习第一个Docker容器

有背景图家具替换demo：http://47.92.49.9:9998/ 白背景家具替换demo：http://47.92.49.9:9999/

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