Docker 学习笔记

一、什么是Docker

从航运说起，在较为久远的时代，货船装载货物是没有包装规范的，所以会有各种形状的货物（布袋、大箱子、豪华箱、木桶...），这样就使得货船不易管理货物以及规划仓储。在现代，一个具有时代意义的产物就诞生了——集装箱，这样航运规范化，每一样货物都会被装载到集装箱内进行运输，承货人只需要关心集装箱的数量与规格，而货主则只需要考虑货物需要什么规格的集装箱，如果将货物放置到集装箱内即可。

而Docker实际上也在完成这样一件事，但场景则转换到了应用程序部署。

试想，如果在部署应用程序的时候，如果我们可以忽略应用程序的特性（java web? nodejs? python?），只是专注于我们要将应用程序部署到一个可以运行的环境，同时这样的时候可以轻松地在任意一台机器上进行，是不是很爽，顿时感觉世界都美好了。

同样地事件发生在java web容器和.war上，事实上java web容器不关心你的代码是如何书写的，因为它只会看到.war，并尝试安装约定的接口运行.war，而部署时只要按约定将.java编译打包成.war就可以完成部署。如果把这件事放大到全部的应用程序级别，就和docker所做的事情很相似了。

只需要将docker能够识别的“特殊的包”交给docker，docker就能够构建出相应的运行环境。

再回到docker官宣，在很多时候我们使用VM来解决硬件不足的问题（为成百上千的应用购置相同规格成百上千的机器，显然十分土豪），而虚拟机允许我们在同一台物理机器上创建多个隔离的运行时环境，从而隔离每一个App，但显然，每一个app需要一个虚拟机环境，也就意味着每一次部署应用程序，都需要安装一次OS。

Docker为我们带来另一种解决方案，将虚拟机创建独立运行环境交由docker engine完成，而docker则依附于宿主操作系统来完成独立环境的构建，也就是说我们并不要安装虚拟机，也不需要在虚拟机内安装多个操作系统。

综上，docker是一种引擎，能够在宿主机器上创建的独立运行环境，并且能够快速地、统一地部署应用程序。

二、Image & Container

上文也借用船运集装箱来描述了一种部署流程的概念。在Docker里，实际上是使用了Image和container这两个概念来做到这样的事情的。

回到Java，我们当前知道Class是一个定义一个模型，Object则是运行时根据Class所创建。

而Image和container的关系类似，image是一种静态的文件结构，container则是运行时。（实际上dockerfile更像class，image由docker构建，这里只是静态动态上的一种比喻）

作为前提，我们应该知道一个独立的运行环境应该包含文件结构，其次才是程序的运行。而在docker，使用了aufs来完成文件结构，而aufs能够将不同物理位置的目录合并mount到同一个目录。

可以看到image由若干的read layer组成（这些read layer基于rootfs作为base layer，rootfs是系统的根文件系统），因为aufs的关系，再最终只会看到一个完整的文件结构。

也因此我们无法修改image中的layer。而一个container则是在image的最上层增加了一个read-writer layer。这一层则用于保存container的修改。

每一层layer都是一个增量，就像git，每一个提交只是告知改变。

但一个container并不是可以运行的，它还需要隔离的进程空间，以此完成的独立运行环境

那么，可以看到在docker的世界中，container就是一个和集装箱相似的概念，在任何装有docker引擎的机器上，都可以为container创建隔离进程空间，然后运行。

1. 创建镜像 docker build

构建上图的read-layer

2. 创建容器 docker create

在image上添加read-writer layer

3. 运行容器 docker start

将文件系统装载至隔离的进程空间

PS: 2、 3步可以合并为docker run

三、dockerfile & registry

在上文中，我们可以知道Image实际上是一些增量Layer和一个base layer的集合，那么下图所示的关系也就是十分正常的一种策略了。

一个Image以另一个Image作为基础增加layer，在这种模式下，image的复用也就变得可能。

例如：一个的python image和一个tomcat image都可以是在一个git image的基础上构建的，这样python image和tomcat image就不用重复构建git相关的layer，同时application image可以共用python image或者tomcat image，而aufs也决定了image之间的复用是直线型的。

那么docker又如何知晓每一个layer的内容（又或者是docker build），dockerfile就是这样的媒介，dockerfile定义了一系列layer和base layer.

FROM ubuntu MAINTAINER Victor Vieux <[e-mail]> RUN apt-get update && apt-get install -y inotify-tools nginx apache2 openssh-ser

这是一个最简单的dockerfile, FROM声明了base layer，RUN定义了一层layer安装各种应用（实际上每一个命令都会为使得Image增加一个layer，为了控制image的size，layer的数量也是有限制的，应该竟可能地合并命令）

java / nodejs等项目拥有强大生命力，其中活跃的第三方社区必然是功不可没的，第三方可以提供优质的开源lib，让我们的代码过程更加便捷。

docker也是如此，registry使得docker image可以作为一种制品被保存在仓库之中，不同的开发人员可以下载和上传相应的image。

docker hub是一个官方最大的image库（可以类比github），同时也提供创建私有仓库的机制。

四、docker compose

对于复杂应用而言，并不能通过一个container就构建完成，可能会有多个container ，但如果我们多次docker run就会显得十分枯燥，docker提供compose来完成一个命令启动多个container的机制

common.ymlwebapp:  build:./webapp  environment:- DEBUG=false- SEND_EMAILS=false   development.ymlweb:extends:    file: common.yml    service: webapp  ports:-"8000:8000"  links:- db  environment:- DEBUG=truedb:  image: postgres

common.yml 定义了一个基础的配置文件，并定义了一个webapp服务

build命令会使用相应路径的Dockerfile文件来构建Image，

environment则配置了应用的环境变量

development.yml中的web 服务继承webapp服务，同时指定了端口和container之间的连接

db服务则使用image postgres进行构建

最后使用docker-compose命令来启动相应的服务