Docker 从安装到使用的完整指南

什么是 Docker
Docker 的核心概念
- 镜像
- 容器
- Dockerfile
- Docker Compose
Docker 的安装
- 在 Windows 上安装 Docker
- 在 macOS 上安装 Docker
- 在 Linux 上安装 Docker
Docker 的基本使用
- 启动第一个容器
- 管理容器
- 构建自定义镜像
- 使用 Docker Compose
高级主题
- Docker 网络
- Docker 数据卷
- 多阶段构建
结论

什么是 Docker

Docker 是一个开源的平台，用于开发、运输和运行应用程序。Docker 通过将应用程序及其依赖项打包到一个称为容器的标准化单元中来实现这一目标。容器可以在任何环境中运行，无论是在开发人员的本地计算机上，还是在生产环境中的服务器集群中。

Docker 提供了一种一致的环境，从而消除了“在我机器上可以工作”的问题。通过容器化，开发人员可以确保他们的应用程序在任何地方都能以相同的方式运行。

Docker 的核心概念

在深入了解 Docker 的安装和使用之前，首先需要了解一些核心概念。

镜像

Docker 镜像是一个只读模板，包含了运行应用程序所需的所有内容，包括代码、运行时、库和依赖项。镜像是创建 Docker 容器的基础。

容器

容器是镜像的一个运行实例。它是一个轻量级、可移植的执行环境，包含了应用程序运行所需的所有内容。多个容器可以在同一主机上运行，并且相互隔离。

Dockerfile

Dockerfile 是一个文本文件，包含了一系列指令，用于构建 Docker 镜像。通过定义 Dockerfile，可以自动化镜像的创建过程，确保环境的一致性。

Docker Compose

Docker Compose 是一个工具，用于定义和运行多容器的 Docker 应用程序。通过一个 docker-compose.yml 文件，可以定义应用程序的服务、网络和卷，从而简化了复杂应用程序的部署。

Docker 的安装

Docker 可以在 Windows、macOS 和 Linux 操作系统上运行。以下是不同操作系统上的安装步骤。

在 Windows 上安装 Docker

下载 Docker Desktop：
- 访问 Docker 官网。
- 下载适用于 Windows 的 Docker Desktop 安装包。
安装 Docker Desktop：
- 双击下载的安装包，按照安装向导的指示完成安装。
启动 Docker Desktop：
- 安装完成后，启动 Docker Desktop。首次启动时可能需要进行一些初始化配置。
验证安装：
- 打开命令提示符，输入以下命令以验证 Docker 是否安装成功：
```
docker --version
```
- 如果看到 Docker 版本信息，说明安装成功。

在 macOS 上安装 Docker

下载 Docker Desktop：
- 访问 Docker 官网。
- 下载适用于 macOS 的 Docker Desktop 安装包。
安装 Docker Desktop：
- 打开下载的 .dmg 文件，将 Docker 图标拖动到应用程序文件夹中。
启动 Docker Desktop：
- 安装完成后，启动 Docker Desktop。首次启动时可能需要进行一些初始化配置。
验证安装：
- 打开终端，输入以下命令以验证 Docker 是否安装成功：
```
docker --version
```
- 如果看到 Docker 版本信息，说明安装成功。

在 Linux 上安装 Docker

更新软件包索引：
```
sudo apt-get update
```

安装必要的软件包：

sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

添加 Docker 的 GPG 密钥：

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

添加 Docker 仓库：

sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

安装 Docker：

sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce

启动 Docker 并设置开机启动：

sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

验证安装：
- 输入以下命令以验证 Docker 是否安装成功：
```
docker --version
```
- 如果看到 Docker 版本信息，说明安装成功。

Docker 的基本使用

安装完成后，接下来了解一下 Docker 的基本使用方法。

启动第一个容器

拉取镜像：
- 使用 docker pull 命令从 Docker Hub 拉取官方的 Hello World 镜像：
```
docker pull hello-world
```
运行容器：
- 使用 docker run 命令启动一个 Hello World 容器：
```
docker run hello-world
```
- 该命令将启动一个容器并输出 “Hello from Docker!” 的消息，随后容器退出。

管理容器

查看正在运行的容器：
- 使用 docker ps 命令查看当前正在运行的容器：
```
docker ps
```
查看所有容器：
- 使用 docker ps -a 命令查看所有容器，包括已经停止的容器：
```
docker ps -a
```
停止容器：
- 使用 docker stop <容器ID> 命令停止正在运行的容器：
```
docker stop <container_id>
```
删除容器：
- 使用 docker rm <容器ID> 命令删除容器：
```
docker rm <container_id>
```

构建自定义镜像

创建 Dockerfile：

在项目目录下创建一个名为 Dockerfile 的文件，并添加以下内容：

# 使用官方的 Python 运行时镜像作为基础镜像
FROM python:3.8-slim# 设置工作目录
WORKDIR /app# 复制当前目录内容到工作目录
COPY . /app# 安装依赖
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt# 指定容器启动时运行的命令
CMD ["python", "app.py"]

构建镜像：
- 使用 docker build 命令构建自定义镜像：
```
docker build -t my-python-app .
```
运行容器：
- 使用 docker run 命令启动容器：
```
docker run -d -p 5000:5000 my-python-app
```

使用 Docker Compose

创建 docker-compose.yml 文件：
- 在项目目录下创建一个名为 docker-compose.yml 的文件，并添加以下内容：
```
version: '3'
services:web:image: my-python-appbuild: .ports:- "5000:5000"redis:image: "redis:alpine"
```
启动服务：
- 使用 docker-compose up 命令启动多容器应用：
```
docker-compose up
```
管理服务：
- 使用 docker-compose ps 查看运行中的服务：
```
docker-compose ps
```
- 使用 docker-compose down 停止并删除容器、网络、卷：
```
docker-compose down
```

高级主题

Docker 网络

Docker 提供了多种网络模式，用于管理容器之间的通信。

桥接网络：
- 默认情况下，Docker 容器连接到一个名为 bridge 的网络。可以通过 docker network create 创建自定义桥接网络：
```
docker network create my-bridge-network
```
使用自定义网络：
- 在运行容器时，可以使用 --network 选项指定自定义网络：
```
docker run -d --network my-bridge-network my-python-app
```
查看网络：
- 使用 docker network ls 查看现有网络：
```
docker network ls
```
删除网络：
- 使用 docker network rm 删除网络：
```
docker network rm my-bridge-network
```

Docker 数据卷

Docker 数据卷用于持久化和共享容器数据。

创建数据卷：
- 使用 docker volume create 创建数据卷：
```
docker volume create my-volume
```
挂载数据卷：
- 在运行容器时，使用 -v 选项挂载数据卷：
```
docker run -d -v my-volume:/app/data my-python-app
```
查看数据卷：
- 使用 docker volume ls 查看现有数据卷：
```
docker volume ls
```
删除数据卷：
- 使用 docker volume rm 删除数据卷：
```
docker volume rm my-volume
```

多阶段构建

多阶段构建可以创建更小的镜像，通过分阶段构建镜像来减少最终镜像的大小。

编写多阶段 Dockerfile：

在 Dockerfile 中定义多个构建阶段：

# 第一阶段：构建应用程序
FROM golang:1.16 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN go build -o myapp# 第二阶段：创建运行时镜像
FROM alpine:latest
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /app/myapp .
CMD ["./myapp"]