Docker新手教程：从安装到部署你的第一个容器
Docker 新手教程：从安装到部署你的第一个容器
Docker 已经成为现代软件开发和部署中不可或缺的工具。它通过容器化技术，提供了一种轻量级、可移植、自包含的环境，使得应用程序在任何地方都能以相同的方式运行。无论你是开发人员、运维工程师还是技术爱好者，学习 Docker 都将极大地提升你的工作效率和技能。
本教程将从零开始，手把手教你安装 Docker，理解 Docker 的核心概念，并最终部署你的第一个容器。让我们开始 Docker 之旅吧！
1. Docker 是什么？为什么使用 Docker？
在深入安装和使用之前，我们需要先理解 Docker 是什么，以及它为什么如此受欢迎。
1.1. 什么是 Docker？
Docker 是一个开源的应用容器引擎，它允许开发者将应用及其依赖打包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 或 Windows 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（类似 iPhone 的 app），更重要的是容器性能开销极低。
你可以将 Docker 容器想象成一个轻量级的、独立的“盒子”。这个“盒子”里包含了运行应用程序所需的一切：代码、运行时环境、系统工具、系统库、设置等。无论你将这个“盒子”放在哪里（开发者的笔记本电脑、测试服务器、生产环境的云服务器），它都能以完全相同的方式运行。
1.2. 为什么使用 Docker？
Docker 的优势在于它解决了软件开发和部署中长期存在的一些痛点：
- 环境一致性： Docker 确保了应用程序在不同环境（开发、测试、生产）中的一致性。不再有“在我机器上可以运行”的问题。
- 快速部署： Docker 容器启动速度非常快（通常在几秒钟内），远快于传统的虚拟机。
- 资源隔离： 每个 Docker 容器都有自己的文件系统、进程空间和网络接口，彼此隔离，互不干扰。
- 轻量级： Docker 容器共享宿主机的操作系统内核，因此比虚拟机更加轻量级，占用资源更少。
- 可移植性： Docker 容器可以在任何支持 Docker 的平台上运行，无需修改。
- 版本控制： Docker 镜像可以进行版本控制，方便回滚到之前的版本。
- 社区支持： Docker 拥有庞大的社区和丰富的生态系统，提供了大量的预构建镜像和工具。
2. Docker 安装
Docker 支持多种平台，包括 Linux、Windows 和 macOS。下面我们将分别介绍在这些平台上的安装方法。
2.1. Linux 平台安装 (以 Ubuntu 为例)
大多数 Linux 发行版都提供了 Docker 的软件包。这里以 Ubuntu 为例，介绍安装步骤：
-
更新软件包索引：
bash
sudo apt update -
安装依赖包：
bash
sudo apt install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common -
添加 Docker 的官方 GPG 密钥：
bash
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg -
设置 Docker 稳定版仓库：
bash
echo \
"deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu \
$(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null -
再次更新软件包索引：
bash
sudo apt update -
安装 Docker Engine：
bash
sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io -
验证安装：
bash
sudo docker run hello-world如果看到 "Hello from Docker!" 的输出，说明安装成功。
-
（可选）将当前用户添加到 docker 用户组,避免每次都输入sudo
sudo usermod -aG docker $USER
然后，注销并重新登录，或者重启系统，以使更改生效。
2.2. Windows 平台安装
在 Windows 上安装 Docker，推荐使用 Docker Desktop。Docker Desktop 是一个易于安装的应用程序，它包含了 Docker Engine、Docker CLI 客户端、Docker Compose、Docker Content Trust、Kubernetes 和 Credential Helper。
-
下载 Docker Desktop：
访问 Docker 官网 https://www.docker.com/products/docker-desktop 下载适用于 Windows 的 Docker Desktop 安装程序。 -
安装 Docker Desktop：
双击下载的安装程序，按照提示进行安装。安装过程中可能需要启用 Hyper-V 或 WSL 2（Windows Subsystem for Linux 2）。 -
启动 Docker Desktop：
安装完成后，Docker Desktop 会自动启动。你可以在系统托盘中找到 Docker 图标。 -
验证安装：
打开 PowerShell 或命令提示符，运行以下命令：bash
docker run hello-world如果看到 "Hello from Docker!" 的输出，说明安装成功。
2.3. macOS 平台安装
在 macOS 上安装 Docker，同样推荐使用 Docker Desktop。
-
下载 Docker Desktop：
访问 Docker 官网 https://www.docker.com/products/docker-desktop 下载适用于 macOS 的 Docker Desktop 安装程序。 -
安装 Docker Desktop：
双击下载的 .dmg 文件，将 Docker 图标拖动到 Applications 文件夹中。 -
启动 Docker Desktop：
在 Applications 文件夹中找到 Docker 并启动。 -
验证安装：
打开终端，运行以下命令：bash
docker run hello-world如果看到 "Hello from Docker!" 的输出，说明安装成功。
3. Docker 核心概念
在开始使用 Docker 之前，我们需要了解一些核心概念：
- 镜像 (Image)： Docker 镜像是一个只读的模板，它包含了运行应用程序所需的所有内容，例如代码、运行时、库、环境变量和配置文件。你可以将镜像看作是应用程序的“快照”。
- 容器 (Container)： Docker 容器是镜像的运行实例。每个容器都是隔离的、安全的，并且包含了运行应用程序所需的一切。你可以启动、停止、删除和移动容器。
- 仓库 (Registry)： Docker 仓库是用来存储和分享 Docker 镜像的地方。Docker Hub (https://hub.docker.com/) 是官方的公共仓库，包含了大量的预构建镜像。你也可以创建自己的私有仓库。
- Dockerfile： Dockerfile 是一个文本文件，它包含了一系列指令，用于自动化构建 Docker 镜像。通过 Dockerfile，你可以定义镜像的基础镜像、安装依赖、复制文件、设置环境变量等。
- Docker Compose： Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。通过一个 YAML 文件，你可以配置应用程序的服务、网络和卷，然后使用一个命令启动整个应用程序。
4. Docker 基本操作
安装好 Docker 并了解了核心概念后，我们可以开始学习一些基本的 Docker 操作。
4.1. 搜索镜像
可以使用 docker search 命令在 Docker Hub 上搜索镜像。例如，搜索 Nginx 镜像：
bash
docker search nginx
4.2. 拉取镜像
使用 docker pull 命令从 Docker Hub 或其他仓库拉取镜像。例如，拉取官方的 Nginx 镜像：
bash
docker pull nginx
如果不指定tag，默认是latest
4.3. 查看本地镜像
使用 docker images 命令查看本地已有的镜像：
bash
docker images
4.4. 运行容器
使用 docker run 命令从镜像创建并运行一个容器。例如，运行一个 Nginx 容器：
bash
docker run -d -p 8080:80 nginx
-d参数表示在后台运行容器。-p 8080:80参数表示将容器的 80 端口映射到主机的 8080 端口。
现在，你可以在浏览器中访问 http://localhost:8080，看到 Nginx 的默认欢迎页面。
4.5. 查看正在运行的容器
使用 docker ps 命令查看正在运行的容器：
bash
docker ps
4.6. 查看所有容器（包括已停止的）
使用 docker ps -a 命令查看所有容器，包括已停止的：
bash
docker ps -a
4.7. 停止容器
使用 docker stop 命令停止一个正在运行的容器。你需要指定容器的 ID 或名称：
bash
docker stop <container_id_or_name>
4.8. 启动容器
使用 docker start 命令启动一个已停止的容器：
bash
docker start <container_id_or_name>
4.9. 进入容器
使用 docker exec 命令进入一个正在运行的容器，通常用于调试或执行命令：
bash
docker exec -it <container_id_or_name> bash
或者
bash
docker exec -it <container_id_or_name> /bin/sh
-it参数表示以交互模式进入容器。bash或/bin/sh是要在容器中执行的命令（通常是 shell）。
4.10. 删除容器
使用 docker rm 命令删除一个已停止的容器：
bash
docker rm <container_id_or_name>
如果要删除正在运行的容器,需要先停止容器,或者使用-f参数强制删除
4.11. 删除镜像
使用 docker rmi 命令删除一个本地镜像：
bash
docker rmi <image_id_or_name>
注意,如果要删除的镜像有容器正在使用,需要先删除容器
5. 构建你自己的 Docker 镜像
虽然 Docker Hub 上有大量的预构建镜像，但在实际工作中，你通常需要构建自己的镜像，以满足特定的需求。
5.1. 编写 Dockerfile
Dockerfile 是构建 Docker 镜像的关键。它是一个文本文件，包含了一系列指令，用于描述如何构建镜像。
下面是一个简单的 Dockerfile 示例，用于构建一个基于 Python 的 Web 应用镜像：
```dockerfile
使用官方 Python 运行时作为基础镜像
FROM python:3.9-slim-buster
设置工作目录
WORKDIR /app
复制 requirements.txt 文件到容器中
COPY requirements.txt ./
安装依赖
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
复制应用程序代码到容器中
COPY . .
设置环境变量
ENV FLASK_APP=app.py
ENV FLASK_RUN_HOST=0.0.0.0
暴露端口
EXPOSE 5000
定义启动命令
CMD ["flask", "run"]
```
FROM指令指定基础镜像。WORKDIR指令设置工作目录。COPY指令复制文件到容器中。RUN指令在容器中执行命令。ENV指令设置环境变量。EXPOSE指令暴露端口。CMD指令定义容器启动时执行的命令。
5.2. 构建镜像
在 Dockerfile 所在的目录下，使用 docker build 命令构建镜像：
bash
docker build -t my-python-app .
-t参数指定镜像的名称和标签（例如my-python-app:latest）。.表示 Dockerfile 在当前目录下。
5.3. 运行自定义镜像
构建完成后，你可以像运行其他镜像一样运行你的自定义镜像：
bash
docker run -d -p 5000:5000 my-python-app
6. 部署你的第一个容器（示例：Node.js 应用）
现在，让我们来部署一个简单的 Node.js 应用作为你的第一个容器。
6.1. 准备 Node.js 应用
创建一个名为 app.js 的文件，内容如下：
```javascript
const http = require('http');
const hostname = '0.0.0.0';
const port = 3000;
const server = http.createServer((req, res) => {
res.statusCode = 200;
res.setHeader('Content-Type', 'text/plain');
res.end('Hello from Dockerized Node.js App!\n');
});
server.listen(port, hostname, () => {
console.log(Server running at http://${hostname}:${port}/);
});
```
创建一个名为 package.json 的文件，内容如下：
json
{
"name": "dockerized-nodejs-app",
"version": "1.0.0",
"description": "A simple Node.js app for Docker demo",
"main": "app.js",
"scripts": {
"start": "node app.js"
},
"dependencies": {}
}
6.2. 编写 Dockerfile
创建一个名为 Dockerfile 的文件，内容如下：
```dockerfile
使用官方 Node.js 运行时作为基础镜像
FROM node:16
设置工作目录
WORKDIR /usr/src/app
复制 package.json 和 package-lock.json 文件到容器中
COPY package*.json ./
安装依赖
RUN npm install
复制应用程序代码到容器中
COPY . .
暴露端口
EXPOSE 3000
定义启动命令
CMD [ "npm", "start" ]
```
6.3. 构建镜像
在包含 app.js、package.json 和 Dockerfile 的目录下，运行以下命令构建镜像：
bash
docker build -t my-nodejs-app .
6.4. 运行容器
bash
docker run -d -p 3000:3000 my-nodejs-app
现在，你可以在浏览器中访问 http://localhost:3000，看到 "Hello from Dockerized Node.js App!" 的输出。
恭喜你！你已经成功部署了你的第一个容器！
7. 进阶学习
本教程只是 Docker 的入门指南，还有很多高级主题值得学习，例如：
- Docker Compose： 用于定义和运行多容器应用程序。
- Docker Volumes： 用于持久化数据，即使容器被删除，数据也不会丢失。
- Docker Networking： 用于容器之间的通信和连接外部网络。
- Docker Swarm： Docker 的内置容器编排工具。
- Kubernetes (K8s)： 一个更强大的容器编排平台，与 Docker 兼容。
- CI/CD 集成： 将 Docker 集成到持续集成和持续交付流程中。
建议你继续深入学习 Docker 的官方文档、教程和最佳实践，不断提升你的 Docker 技能。
希望本教程能帮助你入门 Docker，祝你在容器化的道路上一切顺利！