课前资料

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微服务虽然具备各种各样的优势，但服务的拆分通用给部署带来了很大的麻烦。

大型项目组件较多，运行环境也较为复杂，部署时会碰到一些问题：

依赖关系复杂，容易出现兼容性问题

开发、测试、生产环境有差异

例如一个项目中，部署时需要依赖于node.js、Redis、RabbitMQ、MySQL等，这些服务部署时所需要的函数库、依赖项各不相同，甚至会有冲突。给部署带来了极大的困难。

而Docker确巧妙的解决了这些问题，Docker是如何实现的呢？

Docker为了解决依赖的兼容问题的，采用了两个手段：

将应用的Libs（函数库）、Deps（依赖）、配置与应用一起打包

将每个应用放到一个隔离容器去运行，避免互相干扰

这样打包好的应用包中，既包含应用本身，也保护应用所需要的Libs、Deps，无需再操作系统上安装这些，自然就不存在不同应用之间的兼容问题了。

虽然解决了不同应用的兼容问题，但是开发、测试等环境会存在差异，操作系统版本也会有差异，怎么解决这些问题呢？

解决不同操作系统环境差异问题，先了解操作系统结构。以Ubuntu操作系统为例，结构如下：

结构包括：

应用于计算机交互的流程如下：

1）应用调用操作系统应用（函数库），实现各种功能

2）系统函数库是对内核指令集的封装，会调用内核指令

3）内核指令操作计算机硬件

Ubuntu和CentOSpringBoot都是基于Linux内核，无非是系统应用不同，提供的函数库有差异：

此时，如果将一个Ubuntu版本的MySQL应用安装到CentOS系统，MySQL在调用Ubuntu函数库时，会发现找不到或者不匹配，就会报错了：

Docker如何解决不同系统环境的问题？

如图：

Docker如何解决大型项目依赖关系复杂，不同组件依赖的兼容性问题？

Docker如何解决开发、测试、生产环境有差异的问题？

Docker是一个快速交付应用、运行应用的技术，具备下列优势：

Docker可以让一个应用在任何操作系统中非常方便的运行。而以前我们接触的虚拟机，也能在一个操作系统中，运行另外一个操作系统，保护系统中的任何应用。

两者有什么差异呢？

虚拟机（virtual machine）是在操作系统中模拟硬件设备，然后运行另一个操作系统，比如在 Windows 系统里面运行 Ubuntu 系统，这样就可以运行任意的Ubuntu应用了。

Docker仅仅是封装函数库，并没有模拟完整的操作系统，如图：

对比来看：

小结：

Docker和虚拟机的差异：

docker是一个系统进程；虚拟机是在操作系统中的操作系统

docker体积小、启动速度快、性能好；虚拟机体积大、启动速度慢、性能一般

Docker中有几个重要的概念：

镜像（Image）：Docker将应用程序及其所需的依赖、函数库、环境、配置等打包在一起，称为镜像。

容器（Container）：镜像中的应用程序运行后形成的进程就是容器，只是Docker会给容器进程做隔离，对外不可见。

一切应用最终都是代码组成，都是硬盘中的一个个的字节形成的文件。只有运行时，才会加载到内存，形成进程。

而镜像，就是把一个应用在硬盘上的文件、及其运行环境、部分系统函数库文件一起打包形成的文件包。这个文件包是只读的。

容器呢，就是将这些文件中编写的程序、函数加载到内存中允许，形成进程，只不过要隔离起来。因此一个镜像可以启动多次，形成多个容器进程。

例如你下载了一个QQ，如果我们将QQ在磁盘上的运行文件及其运行的操作系统依赖打包，形成QQ镜像。然后你可以启动多次，双开、甚至三开QQ，跟多个妹子聊天。

开源应用程序非常多，打包这些应用往往是重复的劳动。为了避免这些重复劳动，人们就会将自己打包的应用镜像，例如Redis、MySQL镜像放到网络上，共享使用，就像GitHub的代码共享一样。

DockerHub：DockerHub是一个官方的Docker镜像的托管平台。这样的平台称为Docker Registry。

国内也有类似于DockerHub 的公开服务，比如 网易云镜像服务、阿里云镜像库等。

我们一方面可以将自己的镜像共享到DockerHub，另一方面也可以从DockerHub拉取镜像：

我们要使用Docker来操作镜像、容器，就必须要安装Docker。

Docker是一个CS架构的程序，由两部分组成：

服务端(server)：Docker守护进程，负责处理Docker指令，管理镜像、容器等

客户端(client)：通过命令或RestAPI向Docker服务端发送指令。可以在本地或远程发送指令

如图：

镜像：

容器：

Docker结构：

服务端：接收命令或远程请求，操作镜像或容器

客户端：发送命令或者请求到Docker服务端

DockerHub：

Docker 分为 CE 和 EE 两大版本。CE 即社区版（免费，支持周期 7 个月），EE 即企业版，强调安全，付费使用，支持周期 24 个月。

Docker CE 分为 stable test 和 nightly 三个更新频道。

官方网站上有各种环境下的 安装指南，这里主要介绍 Docker CE 在 CentOS上的安装。

Docker CE 支持 64 位版本 CentOS 7，并且要求内核版本不低于 3.10， CentOS 7 满足最低内核的要求，所以我们在CentOS 7安装Docker。

如果之前安装过旧版本的Docker，可以使用下面命令卸载：

首先需要联网，安装yum工具：

然后更新本地镜像源：

然后输入命令：

docker-ce为社区免费版本。稍等片刻，docker即可安装成功。

Docker应用需要用到各种端口，逐一去修改防火墙设置非常麻烦，建议直接关闭防火墙！

启动docker前，一定要关闭防火墙后！！

通过命令启动docker：

然后输入命令，可以查看docker版本：

如图：

docker官方镜像仓库网速较差，我们需要设置国内镜像服务：

参考阿里云的镜像加速文档：https://cr.console.aliyun.com/cn-hangzhou/instances/mirrors

首先来看下镜像的名称组成：

如图：

这里的mysql就是repository，5.7就是tag，合一起就是镜像名称，代表5.7版本的MySQL镜像。

常见的镜像操作命令如图：

搜索镜像：docker search

需求：从DockerHub中拉取一个nginx镜像并查看

1）首先去镜像仓库搜索nginx镜像，比如DockerHub:

2）根据查看到的镜像名称，拉取自己需要的镜像，通过命令：docker pull nginx

3）通过命令：docker images 查看拉取到的镜像

需求：利用docker save将nginx镜像导出磁盘，然后再通过load加载回来

1）利用docker xx --help命令查看docker save和docker load的语法

例如，查看save命令用法，可以输入命令：

结果：

命令格式：

2）使用docker save导出镜像到磁盘

运行命令：

结果如图：

3）使用docker load加载镜像

先删除本地的nginx镜像：

然后运行命令，加载本地文件：

结果：

需求：去DockerHub搜索并拉取一个Redis镜像

目标：

1）去DockerHub搜索Redis镜像

2）查看Redis镜像的名称和版本

3）利用docker pull命令拉取镜像

4）利用docker save命令将 redis:latest打包为一个redis.tar包

5）利用docker rmi 删除本地的redis:latest

6）利用docker load 重新加载 redis.tar文件

容器操作的命令如图：

容器保护三个状态：

其中：

docker run：创建并运行一个容器，处于运行状态

docker pause：让一个运行的容器暂停

docker unpause：让一个容器从暂停状态恢复运行

docker stop：停止一个运行的容器

docker start：让一个停止的容器再次运行

docker rm：删除一个容器

创建并运行nginx容器的命令：

命令解读：

这里的-p参数，是将容器端口映射到宿主机端口。

默认情况下，容器是隔离环境，我们直接访问宿主机的80端口，肯定访问不到容器中的nginx。

现在，将容器的80与宿主机的80关联起来，当我们访问宿主机的80端口时，就会被映射到容器的80，这样就能访问到nginx了：

需求：进入Nginx容器，修改HTML文件内容，添加“传智教育欢迎您”

提示：进入容器要用到docker exec命令。

步骤：

1）进入容器。进入我们刚刚创建的nginx容器的命令为：

命令解读：

docker exec ：进入容器内部，执行一个命令

-it : 给当前进入的容器创建一个标准输入、输出终端，允许我们与容器交互

mn ：要进入的容器的名称

bash：进入容器后执行的命令，bash是一个linux终端交互命令

2）进入nginx的HTML所在目录 /usr/share/nginx/html

容器内部会模拟一个独立的Linux文件系统，看起来如同一个linux服务器一样：

nginx的环境、配置、运行文件全部都在这个文件系统中，包括我们要修改的html文件。

查看DockerHub网站中的nginx页面，可以知道nginx的html目录位置在/usr/share/nginx/html

执行命令，进入该目录：

查看目录下文件：

3）修改index.html的内容

容器内没有vi命令，无法直接修改，我们用下面的命令来修改：

在浏览器访问自己的虚拟机地址，例如我的是：http://192.168.150.101，即可看到结果：

docker run命令的常见参数有哪些？

查看容器日志的命令：

查看容器状态：

在之前的nginx案例中，修改nginx的html页面需要进入nginx内部，没有编辑器修改文件也很麻烦。

这就是因为容器与数据（容器内文件）耦合带来的后果。

要解决这个问题，必须将数据与容器解耦，这就要用到数据卷了。

**数据卷（volume）**是一个虚拟目录，指向宿主机文件系统中的某个目录。

一旦完成数据卷挂载，对容器的一切操作都会作用在数据卷对应的宿主机目录了。

操作宿主机的/var/lib/docker/volumes/html目录，就等于操作容器内的/usr/share/nginx/html目录

数据卷操作的基本语法如下：

docker volume命令是数据卷操作，根据命令后跟随的command来确定下一步的操作：

需求：创建一个数据卷，并查看数据卷在宿主机的目录位置

① 创建数据卷

② 查看所有数据

结果：

③ 查看数据卷详细信息卷

结果：

创建的html这个数据卷关联的宿主机目录为/var/lib/docker/volumes/html/_data目录。

小结：

数据卷的作用：

数据卷操作：

在创建容器时，可以通过 -v 参数来挂载一个数据卷到某个容器内目录，命令格式如下：

这里的-v就是挂载数据卷的命令：

需求：创建一个nginx容器，修改容器内的html目录内的index.html内容

分析：进入nginx容器内部，已经知道nginx的html目录所在位置/usr/share/nginx/html ，需要把这个目录挂载到html这个数据卷上，方便操作其中的内容。

提示：运行容器时使用 -v 参数挂载数据卷

步骤：

① 创建容器并挂载数据卷到容器内的HTML目录

② 进入html数据卷所在位置，并修改HTML内容

容器不仅仅可以挂载数据卷，也可以直接挂载到宿主机目录上。关联关系如下：

如图：

语法：

目录挂载与数据卷挂载的语法是类似的：

需求：创建并运行一个MySQL容器，将宿主机目录直接挂载到容器

实现思路如下：

1）在将课前资料中的mysql.tar文件上传到虚拟机，通过load命令加载为镜像

2）创建目录/tmp/mysql/data

3）创建目录/tmp/mysql/conf，将课前资料提供的hmy.cnf文件上传到/tmp/mysql/conf

4）去DockerHub查阅资料，创建并运行MySQL容器，要求：

① 挂载/tmp/mysql/data到mysql容器内数据存储目录

② 挂载/tmp/mysql/conf/hmy.cnf到mysql容器的配置文件

③ 设置MySQL密码

docker run的命令中通过 -v 参数挂载文件或目录到容器中：

数据卷挂载与目录直接挂载的

镜像是将应用程序及其需要的系统函数库、环境、配置、依赖打包而成。

以MySQL为例，来看看镜像的组成结构：

简单来说，镜像就是在系统函数库、运行环境基础上，添加应用程序文件、配置文件、依赖文件等组合，然后编写好启动脚本打包在一起形成的文件。

构建自定义的镜像时，并不需要一个个文件去拷贝，打包。

只需要告诉Docker，我们的镜像的组成，需要哪些BaseImage、需要拷贝什么文件、需要安装什么依赖、启动脚本是什么，Docker会帮助我们构建镜像。

而描述上述信息的文件就是Dockerfile文件。

Dockerfile就是一个文本文件，其中包含一个个的指令(Instruction)，用指令来说明要执行什么操作来构建镜像。每一个指令都会形成一层Layer。

更新详细语法说明，请参考官网文档： https://docs.docker.com/engine/reference/builder

需求：基于Ubuntu镜像构建一个新镜像，运行一个java项目

步骤1：新建一个空文件夹docker-demo

步骤2：拷贝课前资料中的docker-demo.jar文件到docker-demo这个目录

步骤3：拷贝课前资料中的jdk8.tar.gz文件到docker-demo这个目录

步骤4：拷贝课前资料提供的Dockerfile到docker-demo这个目录

其中的内容如下：

步骤5：进入docker-demo

将准备好的docker-demo上传到虚拟机任意目录，然后进入docker-demo目录下

步骤6：运行命令：

最后访问 http://192.168.150.101:8090/hello/count，其中的ip改成你的虚拟机ip

虽然可以基于Ubuntu基础镜像，添加任意自己需要的安装包，构建镜像，但是却比较麻烦。所以大多数情况下，可以在一些安装了部分软件的基础镜像上做改造。

例如，构建java项目的镜像，可以在已经准备了JDK的基础镜像基础上构建。

需求：基于java:8-alpine镜像，将一个Java项目构建为镜像

实现思路如下：

① 新建一个空的目录，然后在目录中新建一个文件，命名为Dockerfile

② 拷贝课前资料提供的docker-demo.jar到这个目录中

③ 编写Dockerfile文件：

a ）基于java:8-alpine作为基础镜像

b ）将app.jar拷贝到镜像中

c ）暴露端口

d ）编写入口ENTRYPOINT

内容如下：

④ 使用docker build命令构建镜像：docker build -t javaweb:1.0 .

⑤ 使用docker run创建容器并运行：docker run --name web -p 8090:8090 -d javaweb:1.0

最后访问 http://192.168.150.101:8090/hello/count，其中的ip改成你的虚拟机ip

小结：

Dockerfile的本质是一个文件，通过指令描述镜像的构建过程

Dockerfile的第一行必须是FROM，从一个基础镜像来构建

基础镜像可以是基本操作系统，如Ubuntu。也可以是制作好的镜像，例如：java:8-alpine

Docker Compose可以基于Compose文件快速的部署分布式应用，无需手动一个个创建和运行容器！

Compose文件是一个文本文件，通过指令定义集群中的每个容器如何运行。格式如下：

上面的Compose文件就描述一个项目，其中包含两个容器：

DockerCompose的详细语法参考官网：https://docs.docker.com/compose/compose-file/

其实DockerCompose文件可以看做是将多个docker run命令写到一个文件，只是语法稍有差异。

Linux下需要通过命令下载：

如果下载速度较慢，或者下载失败，可以使用课前资料提供的docker-compose文件：

上传到/usr/local/bin/目录也可以。

修改文件权限：

如果这里出现错误，需要修改自己的hosts文件：

需求：将之前学习的cloud-demo微服务集群利用DockerCompose部署

实现思路：

① 查看课前资料提供的cloud-demo文件夹，里面已经编写好了docker-compose文件

② 修改自己的cloud-demo项目，将数据库、nacos地址都命名为docker-compose中的服务名

③ 使用maven打包工具，将项目中的每个微服务都打包为app.jar

④ 将打包好的app.jar拷贝到cloud-demo中的每一个对应的子目录中

⑤ 将cloud-demo上传至虚拟机，利用 docker-compose up -d 来部署

查看课前资料提供的cloud-demo文件夹，里面已经编写好了docker-compose文件，而且每个微服务都准备了一个独立的目录：

内容如下：

可以看到，其中包含5个service服务：

查看mysql目录，可以看到其中已经准备好了cloud_order、cloud_user表：

查看微服务目录，可以看到都包含Dockerfile文件：

内容如下：

因为微服务将来要部署为docker容器，而容器之间互联不是通过IP地址，而是通过容器名。这里我们将order-service、user-service、gateway服务的mysql、nacos地址都修改为基于容器名的访问。

如下所示：

接下来需要将我们的每个微服务都打包。因为之前查看到Dockerfile中的jar包名称都是app.jar，因此我们的每个微服务都需要用这个名称。

可以通过修改pom.xml中的打包名称来实现，每个微服务都需要修改：

打包后：

编译打包好的app.jar文件，需要放到Dockerfile的同级目录中。注意：每个微服务的app.jar放到与服务名称对应的目录，别搞错了。

user-service：

order-service：

gateway：

最后将文件整个cloud-demo文件夹上传到虚拟机中，由DockerCompose部署。

上传到任意目录：

部署：

进入cloud-demo目录，然后运行下面的命令：

搭建镜像仓库可以基于Docker官方提供的DockerRegistry来实现。

官网地址：https://hub.docker.com/_/registry

Docker官方的Docker Registry是一个基础版本的Docker镜像仓库，具备仓库管理的完整功能，但是没有图形化界面。

搭建方式比较简单，命令如下：

命令挂载了数据卷registry-data到容器内的/var/lib/registry 目录，这是私有镜像库存放数据的目录。

访问http://YourIp:5000/v2/_catalog 可以查看当前私有镜像服务中包含的镜像

使用DockerCompose部署带有图象界面的DockerRegistry，命令如下：

私服采用的是http协议，默认不被Docker信任，所以需要做一个配置：

启动compose文件：docker-compose up -d

推送镜像到私有镜像服务必须先tag，步骤如下：

① 重新tag本地镜像，名称前缀为私有仓库的地址：192.168.150.101:8080/

② 推送镜像

③ 拉取镜像