开始使用 Docker

发表于 5年以前 | 总阅读数：1755 次

一年前，我在《开始使用 Vagrant》一文中写到：使用虚拟化软件安装 Linux，有着「统一线下线上环境、不受升级宿主系统的影响、容易备份和恢复」等几大优点，非常适用于搭建 WEB 开发环境。

但 Vagrant 这种依赖 VirtualBox/VMWare/Parallels Desktop 等软件虚拟完整操作系统的方案有几个硬伤，例如占用大量系统资源、新建或启动虚拟机不够迅速等。Docker 是操作系统级虚拟化，它虚拟出来的环境一般被称为 Docker 容器，而不是虚拟机。Docker 容器直接运行在宿主系统的操作系统内核之上，启动一个新的 Docker 容器能在秒级完成。

由于 Docker 轻量、快速和高效，除了用于搭建开发环境，Docker 容器也非常适合用来部署线上服务。最近我将本博客程序改用 Docker 部署，你现在看到的页面正是由 Docker 容器提供服务。本文介绍这一过程。

安装 Docker

Docker 官方文档详尽地列出了各个系统下的 Docker 安装说明，请直接点过去看，本文不做搬运。

对于 Windows/Mac 用户而言，推荐安装 Docker for Window/Mac，而不是 Docker Toolbox。前者可以直接利用宿主系统的虚拟化机制，拥有更好的性能；后者需要借助 VirtualBox 运行的 Linux 虚拟机。

镜像和容器

Docker 基于 Docker 镜像运行容器，通常我们所需大部分镜像都可以在 hub.docker.com 找到。

在装好 Docker 的终端中，运行以下命令就可以启动容器：


docker run ubuntu uname -a

不出意外，可以看到这样的输出：


Unable to find image 'ubuntu:latest' locally

    latest: Pulling from library/ubuntu
    2f0243478e1f: Pull complete
    d8909ae88469: Pull complete
    820f09abed29: Pull complete
    01193a8f3d88: Pull complete
    Digest: sha256:8e2324f2288c26e1393b63e680ee7844202391414dbd48497e9a4fd997cd3cbf
    Status: Downloaded newer image for ubuntu:latest
    Linux 99bebffc2678 4.4.16-moby #1 SMP Tue Aug 9 17:20:17 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

docker run 命令用来从指定镜像启动容器。由于我本地没有 ubuntu 镜像，Docker 首先会从官方 Hub 下载它；然后启动容器并执行 uname -a 命令。这个命令是在 Docker 容器内执行，输出的是容器系统信息。

查看和管理 Docker 镜像及容器，主要有这些命令：

docker images：查看本地已经存在的镜像，-a 列出所有（默认不包括中间镜像）；
docker rmi IMAGE：删除指定的镜像，-f 强制删除；
docker ps：查看运行中的 Docker 容器，-a 列出所有（默认不包括未运行的容器）；
docker rm CONTAINER：删除指定的容器，-f 强制删除；

使用 Docker 的最佳实践是保持职责单一，一个容器只提供一个服务。我的博客主要有这些服务：

Nginx（80/443）；
MySQL（3306）；
Memcached（11211）；
ElasticSearch（9200）；
ThinkJS（8085）；

考虑到我经常折腾 Nginx，我选择把它留在宿主系统，剩余四个服务则改用 Docker 容器来运行。

构建镜像

我需要的 Mysql、Memcache、ElasticSearch 容器都可以使用官方镜像来运行。但我的博客系统，使用官方 Node.js 镜像存在两个问题：1）官方镜像中的 npm 是 v2，我希望换成 v3；2）官方镜像没有 libvips 库，无法安装本博客程序所依赖的 sharp npm 包。

遇到这种情况，可以在 Docker Hub 看看有无第三方 Docker 镜像能够满足需求，也可以构造自己的镜像。我选择后者。

要构建自己的 Docker 镜像，一般都会选定一个已有的镜像做为基础，再在上面增加自己的修改。我的 DockerFile 如下：


FROM marcbachmann/libvips

    MAINTAINER quguangyu@gmail.com

    RUN apt-get update

    # 修改时区
    RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai  /etc/localtime

    # 安装依赖
    RUN apt-get install -y \
      python \
      curl \
      build-essential

    # 安装 Node.js v4.x.x LTS
    RUN curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_4.x | bash -
    RUN apt-get install -y nodejs

    # 安装 npm v3 和 pm2
    RUN npm install -g npm@3 pm2

    # 解决 npm 在 docker 下经常 rename 失败的问题。详见：
    # https://forums.docker.com/t/npm-install-doesnt-complete-inside-docker-container/12640/3
    RUN cd $(npm root -g)/npm \
      && npm install fs-extra \
      && sed -i -e s/graceful-fs/fs-extra/ -e s/fs\.rename/fs.move/ ./lib/utils/rename.js

这份 DockerFile 作用是在 marcbachmann/libvips 镜像上增加了我需要的 Node.js，将 npm 升级到了 v3，还安装了 pm2。

在 DockerFile 所在目录，执行以下命令就可以构建镜像，并将其推送至 Docker Hub（这里略过注册和登录过程）：


docker build -t qgy18/node .

    docker push qgy18/node

Docker Compose

Docker Compose 是一个小工具。我们可以在一个文件里定义多个容器，使用 docker-compose 命令让它们全部运行就绪。Docker Compose 非常适合用来部署 WEB 系统这种需要多个容器配合工作的服务。

如果你使用的是 Docker for Windows/Mac，docker-compose 命令应该直接可用。对于 Linux 平台，请参考官方文档安装 Docker Compose。

当前，我的博客系统目录结构如下：


├── blog

    │   ├── app
    │   ├── node_modules
    │   ├── package.json
    │   ├── pm2.json
    │   ├── view
    │   └── www
    ├── db
    │   ├── ...
    │   ├── ququ_blog
    │   └── sys
    ├── docker-compose.yml
    ├── esroot
    │   ├── config
    │   ├── data
    │   └── plugins
    └── shell
        ├── backup_blog_database.sh
        └── install_blog_package.sh

我将所有需要持久化存储的文件都放在了宿主系统，例如代码目录（blog），数据库文件（db），ElasticSearch 配置、插件及数据文件（esroot）。这样数据更加安全，也更易于管理。

shell 目录下的 install_blog_package.sh 用来安装博客 npm 依赖，我的宿主系统没有安装 Node.js，运行 npm install 也需要借助 Docker 容器，一行命令搞定：


docker run -it --rm -v "$PWD/../blog":/app -w "/app" qgy18/node npm install
--registry=http://registry.npm.taobao.org --production

这行命令首先基于前面构建好的镜像运行了一个拥有 Node.js 和 npm3 的容器；然后将宿主系统的 blog 目录映射为容器的 /app 目录；再将容器的工作目录设置为 /app；最后执行 npm install 安装依赖。最为神奇的是，由于指定了 \--rm 参数，这个容器在完成工作之后就会被彻底销毁，不留任何痕迹。

类似的，由于宿主系统不再需要安装 MySQL，备份数据库也需要在容器内完成，这时候可以使用 docker exec 命令在已经运行的容器内执行指令。以下是 backup_blog_database.sh 文件的内容：


docker exec imququ_db mysqldump -uroot -p****** ququ_blog | gzip >
../backup/ququblog.`date +%H`.sql.gz

docker-compose.yml 文件内容如下，它定义了每个容器基于什么镜像运行，映射哪些目录，开放哪些端口：


version: '2'

    services:
      es:
        image: elasticsearch:2.3.0
        container_name: imququ_es
        volumes:
          - ./esroot/data/:/usr/share/elasticsearch/data
          - ./esroot/config/:/usr/share/elasticsearch/config
          - ./esroot/plugins/:/usr/share/elasticsearch/plugins
        restart: always
        expose:
          - "9200"

      cache:
        image: memcached:1.4.29
        container_name: imququ_cache
        restart: always
        expose:
          - "11211"

      db:
        image: mysql:5.7.14
        container_name: imququ_db
        volumes:
          - "./db:/var/lib/mysql"
        restart: always
        environment:
          MYSQL_ROOT_PASSWORD: ******
        expose:
          - "3306"
        ports:
          - "127.0.0.1:3306:3306"

      blog:
        depends_on:
          - es
          - cache
          - db
        image: qgy18/node
        container_name: imququ_blog
        volumes:
          - ./blog:/app
        restart: always
        working_dir:
          /app
        entrypoint:
          - pm2
          - start
          - pm2.json
          - --no-daemon
        links:
          - es:es
          - cache:cache
          - db:db
        ports:
          - "127.0.0.1:8085:8085"

在 blog 容器中，我通过 links 配置连接了前面几个容器。这样在代码中，就可以使用 es 做为 HOST 连接到 Elasticsearch 容器，使用 db 做为 HOST 连接到 MySQL，依此类推。

我定义了 db 容器的 ports 配置，将宿主系统的 3306 端口映射到了 db 容器内，这样我就可以在宿主系统管理 MySQL 服务。同样地，使用宿主系统的 8085 端口可以访问到 blog 容器提供的 WEB 服务。

通过 docker-compose up -d 命令就可以在后台启动所有容器。docker ps 可以用来查看各个容器的运行状态：


IMAGE                 COMMAND                  PORTS
NAMES

    qgy18/node            "pm2 start pm2.json -"   127.0.0.1:8085->8085/tcp   imququ_blog
    elasticsearch:2.3.0   "/docker-entrypoint.s"   9200/tcp, 9300/tcp         imququ_es
    mysql:5.7.14          "docker-entrypoint.sh"   127.0.0.1:3306->3306/tcp   imququ_db
    memcached:1.4.29      "docker-entrypoint.sh"   11211/tcp                  imququ_cache

本博客基于 Docker 容器运行了将近一周，非常稳定。宿主系统整体资源占用跟之前相比，也没有明显变化。前几天我把宿主系统升级到了 Ubuntu 16.04.1 LTS，博客服务没受任何影响，这种体验实在是美妙。