刘硕的技术查阅手册

Python 全栈开发学习笔记

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docker 的镜像和容器

发表于 更新于 分类于
docker 镜像是文件和 meta data 的集合。container 可以理解为运行时的实例。镜像相当于 Python 中的类，而容器相当于对象。对象由类实例化而来，容器由镜像运行而来。一个类可以实例化多个对象，一个镜像也可以运行成为多个容器。

docker 的底层技术实现架构

docker 提供了打包运行 app 的平台，将 app 与底层基础设施隔离。

docker engine

docker engine 是核心，里面有后台进程 dockerd，提供了 REST API 接口，还提供了 CLI 接口，另外，docker 就是一种 C/S 的架构。

docker 的整体架构

底层技术支持

  • Namespaces：网络隔离

  • Control groups：资源限制

  • Union file systems：系统分层

docker image 概述

docker 镜像是文件和 meta data 的集合。

制作 baseImage

baseImage 指的是基于系统的基础镜像。

创建一个名为 Dockerfile 的文件：

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vi Dockerfile

在文件中写入如下内容：

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FROM ubuntu
CMD echo "hello docker!"

编译镜像，注意最后面有一个点，指代的是当前路径：

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[root@node01 home]# ll
总用量 8
drwxr-xr-x 3 root root  48 4月  28 01:02 dj
-rw-r--r-- 1 root root  37 4月  28 09:21 Dockerfile
drwxr-xr-x 3 root root  68 4月  28 04:52 mysite
-rw-r--r-- 1 root root 170 4月  28 01:04 requirements.txt
drwxr-xr-x 4 root root  43 4月  28 00:55 venv
[root@node01 home]# docker build -t shuoliuchn/hello-docker .

查看编译后的镜像：

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[root@node01 home]# docker image ls
REPOSITORY                TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
shuoliuchn/hello-docker   latest              d2f1cd35b46f        4 minutes ago       73.8MB
ubuntu                    latest              1d622ef86b13        4 days ago          73.8MB

除了我们创建的镜像，还出现了一个 Ubuntu 的镜像，是因为我们的镜像需要使用 Ubuntu。

运行镜像，成为一个容器：

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[root@node01 home]# docker run shuoliuchn/hello-docker
hello docker!

顺利打印出 hello docker 来。

直接拉取官方镜像

除了我们自己通过 dockerfile 制作 docker 镜像外，我们还可以拉取人家已经做好了的 docker 镜像。

比如拉取 redis 的镜像：

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docker pull redis

查看镜像：

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[root@node01 home]# docker image ls
REPOSITORY                TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
shuoliuchn/hello-docker   latest              d2f1cd35b46f        10 minutes ago      73.8MB
ubuntu                    latest              1d622ef86b13        4 days ago          73.8MB
redis                     latest              a4d3716dbb72        4 days ago          98.3MB

出现了 redis 的镜像。

container 的概念和使用

container 可以理解为运行时的实例，与 image 不同。

查看所有运行过的 container 容器，命令中 -a 的含义是运行中和未运行的容器都显示出来：

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[root@node01 home]# docker container ls -a
CONTAINER ID        IMAGE                     COMMAND                   CREATED             STATUS                     PORTS               NAMES
f39ba8f54371        shuoliuchn/hello-docker   "/bin/sh -c 'echo \"h…"   7 minutes ago       Exited (0) 7 minutes ago                       trusting_mahavira

可以交互运行容器，如果本地没有要运行的容器，默认会自动下载：

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[root@node01 home]# docker run -it centos
Unable to find image 'centos:latest' locally
latest: Pulling from library/centos
8a29a15cefae: Pull complete 
Digest: sha256:fe8d824220415eed5477b63addf40fb06c3b049404242b31982106ac204f6700
Status: Downloaded newer image for centos:latest
[root@1f691b80fbb5 /]#

主机名发生改变，是因为我们已经进入到 CentOS 容器的交互模式中。

不要退出交互模式，另起一个窗口：

此时，可以查到运行时的容器：

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[root@node01 ~]# docker container ls
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
1f691b80fbb5        centos              "/bin/bash"         2 minutes ago       Up 2 minutes                            nostalgic_johnson

指定容器 id 删除某个容器，以下两种方式都可以实现：

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[root@node01 ~]# docker container rm f39ba8f54371
f39ba8f54371
[root@node01 ~]# docker rm 1f691b80fbb5
1f691b80fbb5

还可以删除所有容器，参数 q 的含义是只显示容器 id：

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[root@node01 ~]# docker rm $(docker container ls -aq)
fd1011499d4c
Error response from daemon: You cannot remove a running container 795bda64e1b6338e15de8c9302ef5356897d4457270523be1bdd39b535fc5b41. Stop the container before attempting removal or force remove

我们看到，这种方法是无法删除运行中的容器的。

如下指令可以删除没有在运行的容器：

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[root@node01 ~]# docker rm $(docker container ls -f "status=exited" -q)
5b3382cc152f
795bda64e1b6

创建 Image 的两种方式

基于 image 创建 container 后，如果在 container 做了一些变化，例如安装了某个软件，可以将这些改变，commit 成一个新的 image，也可以简写为 docker commit。

交互运行一个 centos 实例，给里面装一个 lrzsz：

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[root@node01 home]# docker run -it centos
[root@a1ac5f329f5a /]# yum -y install lrzsz

装完之后退出 CentOS 容器：

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[root@a1ac5f329f5a /]# exit
exit
[root@node01 home]#

可以查看到修改后的容器：

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[root@node01 home]# docker container ls -a
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES
a1ac5f329f5a        centos              "/bin/bash"         6 minutes ago       Exited (0) 40 seconds ago                       friendly_shockley

将这个新的容器，打包成一个新的镜像，其中 friendly_shockley 是容器的名字，shuoliuchn/centos-lrzsz 是给提交的镜像取的别名：

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[root@node01 home]# docker commit friendly_shockley shuoliuchn/centos-lrzsz
sha256:3792a0bbf35b63e7923f1ad6d99ba73c6f321b58a3b105c70d1b6a2284e98326

查看镜像：

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[root@node01 home]# docker image ls
REPOSITORY                TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
shuoliuchn/centos-lrzsz   latest              3792a0bbf35b        26 seconds ago      270MB
shuoliuchn/hello-docker   latest              d2f1cd35b46f        About an hour ago   73.8MB
ubuntu                    latest              1d622ef86b13        4 days ago          73.8MB
redis                     latest              a4d3716dbb72        4 days ago          98.3MB
centos                    latest              470671670cac        3 months ago        237MB

还可以根据镜像 id 或镜像名，查看到镜像分层信息：

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[root@node01 home]# docker history centos
IMAGE               CREATED             CREATED BY                                      SIZE                COMMENT
470671670cac        3 months ago        /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/bash"]            0B                  
<missing>           3 months ago        /bin/sh -c #(nop)  LABEL org.label-schema.sc…   0B                  
<missing>           3 months ago        /bin/sh -c #(nop) ADD file:aa54047c80ba30064…   237MB               
[root@node01 home]# docker history shuoliuchn/centos-lrzsz
IMAGE               CREATED              CREATED BY                                      SIZE                COMMENT
3792a0bbf35b        About a minute ago   /bin/bash                                       33.1MB              
470671670cac        3 months ago         /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/bash"]            0B                  
<missing>           3 months ago         /bin/sh -c #(nop)  LABEL org.label-schema.sc…   0B                  
<missing>           3 months ago         /bin/sh -c #(nop) ADD file:aa54047c80ba30064…   237MB

除了通过容器提交生成镜像，我们还可以使用 Dockerfile，通过 build 制作 image，可以简写为 docker build。

定义 Dockerfile 文件：

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vi Dockerfile

修改其中的内容为：

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FROM centos
RUN yum -y install lrzsz

编译镜像

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docker build -t shuoliuchn/centos-lrzsz2 .

可以查看到多出个镜像：

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[root@node01 home]# docker image ls
REPOSITORY                 TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
shuoliuchn/centos-lrzsz2   latest              d97c017a0b75        20 seconds ago      270MB
shuoliuchn/centos-lrzsz    latest              3792a0bbf35b        30 hours ago        270MB
shuoliuchn/hello-docker    latest              d2f1cd35b46f        31 hours ago        73.8MB
ubuntu                     latest              1d622ef86b13        5 days ago          73.8MB
redis                      latest              a4d3716dbb72        5 days ago          98.3MB
centos                     latest              470671670cac        3 months ago        237MB

Dockerfile 详解

FROM：从哪开始，一般都是从一个系统开始

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FROM scratch    # 最小系统
FROM centos         
FROM ubuntu:14.04

LABEL：注释

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LABEL version=”1.0”
LABEL auther=”sjc”

RUN：执行命令，每 RUN 一次，会多一个系统分层，尽量少一些层。为了美观也可以使用 \ 将代码分成多行

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RUN yum -y update && install lrzsz \ 
    net-tools

WORKDIR：进入或创建目录，尽量不要用相对路径

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WORKDIR /root    # 进入 /root 目录
WORKDIR /test    # 会在根下，创建 /test 并进入
WORKDIR demo    # 创建demo，进入
RUN pwd    # /test/demo

ADD 和 COPY：将本地的文件，添加到 image 里，COPY 和 ADD区别是，ADD 会自动解压压缩包，而 COPY 不会解压

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ADD hello /    # 将当前目录下hello，添加到容器的根下
ADD tt.tar.gz /    # 压缩包扔进去，并解压

ENV，相当于变量，增加 Dockerfile 的可读性，健壮性

CMD 和 ENTRYPOINT：执行命令或运行某个脚本，接下来详细讨论。

Dockerfile 的 CMD 和 ENTRYPOINT

Shell 和 Exec 格式：

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FROM centos
# shell 格式
CMD echo "hello docker"
ENTRYPOINT echo "hello docker"
# exec 格式
CMD ["/bin/echo", "hello docker"]
ENTRYPOINT ["/bin/echo", "hello docker"]

ENTRYPOINT 与 CMD：容器启动时，运行什么命令

ENTRYPOINT 比 CMD 用得多，因为 CMD 有可能执行完前面的，把后面定义的 CMD 给忽略不执行了

分享 docker image

就像我们可以将代码提交到 GitHub 上一样，我们也可以将 docker 镜像共享到 docker 官方的 docker hub 上。当然，在分享之前，需要有 docker hub 的账号，这个和 docker 官网的账号是相同的。

使用 docker 账号登录 docker：

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[root@node01 home]# docker login
Login with your Docker ID to push and pull images from Docker Hub. If you don't have a Docker ID, head over to https://hub.docker.com to create one.
Username: shuoliuchn
Password: 
WARNING! Your password will be stored unencrypted in /root/.docker/config.json.
Configure a credential helper to remove this warning. See
https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/login/#credentials-store

Login Succeeded

上传镜像到 docker hub，要分享到 docker hub 上的 image 名字一定要以自己 docker hub 的用户名开头，镜像名后面可以用冒号指定版本号：

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docker image push shuoliuchn/centos-lrzsz2:latest

就可以在 docker hub 上面看到刚刚上传的镜像：

若想从 docker hub 删镜像，可进入到镜像页面，通过 settings 删除：

分享 Dockerfile

分享 docker image 不如直接分享 Dockerfile。因为 Dockerfile 对每一个步骤都有详细描述，更加安全。而 docker image 中，很难说会不会有什么病毒之类的东西。

搭建私有 docker registry

github 是公开的，也可以创建自己的私有仓库。同样地，docker 官方给也提供了私有仓库的镜像。

准备第二台机器，作为私有仓库，主机名设置为 node02。

第二台运行如下指令，创建 docker 仓库：

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docker run -d -p 5000:5000 --restart always --name registry registry:2

查看进程，运行没问题：

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[root@node02 ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                    NAMES
7a115707e4ab        registry:2          "/entrypoint.sh /etc…"   8 seconds ago       Up 6 seconds        0.0.0.0:5000->5000/tcp   registry

浏览器可以看到第二台机器仓库里，没东西：

测试端口，第一台可以安装个 telnet：

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yum -y install telnet

测试连接：

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[root@node01 ~]# telnet 192.168.248.140 5000
Trying 192.168.248.140...
Connected to 192.168.248.140.
Escape character is '^]'.

连接正常，输入 ^ 退出。

编写 dockerfile：

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vi Dockerfile

简单制作一个镜像：

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FROM centos
CMD ["/bin/echo", "hello docker"]

编译镜像，IP 是私有仓库（node02）的 IP：

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docker build -t 192.168.248.140:5000/centos .

接下来，将仓库的 IP 设置为可信任的仓库。

编写配置文件：

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vi /etc/docker/daemon.json

在 json 字典中加一行，这里的 IP 是私有仓库的 IP：

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"insecure-registries": ["192.168.248.140:5000"],

文件中的内容最终是这样的：

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{
"registry-mirrors": [
"https://kfwkfulq.mirror.aliyuncs.com",
"https://2lqq34jg.mirror.aliyuncs.com",
"https://pee6w651.mirror.aliyuncs.com",
"https://registry.docker-cn.com",
"http://hub-mirror.c.163.com"
],
"insecure-registries": ["192.168.248.140:5000"],
"dns": ["8.8.8.8","8.8.4.4"]
}

重启 docker，应用配置：

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[root@node01 home]# service docker restart
Redirecting to /bin/systemctl restart  docker.service

将镜像上传到私有仓库：

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docker push 192.168.248.140:5000/centos

刷新页面，私有仓库有内容了

若从私有仓库下东西，如下：

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docker pull 192.168.248.140:5000/centos

Dockerfile 案例

接下来，我们创建一个 Python 的 Web 应用，然后打包成 docker image 运行。

创建一个目录，在其中创建一个 py 文件并编辑：

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[root@node01 home]# mkdir flask-hello-world
[root@node01 home]# cd flask-hello-world/
[root@node01 flask-hello-world]# vi app.py

在 py 文件中，写入如下内容，这是一个简易的 Flask 框架服务：

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from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route('/')
def hello():
    return "hello docker"
if __name__ == '__main__':
    app.run()

在此目录下，创建 Dockerfile 并编辑：

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vi Dockerfile

在其中写入如下内容：

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FROM python:3.6
LABEL auth="shuo"
RUN pip install flask -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
COPY app.py /app/
WORKDIR /app
EXPOSE 5000
CMD ["python","app.py"]

构建镜像：

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docker build -t shuoliuchn/flask-hello-world .

运行镜像：

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docker run shuoliuchn/flask-hello-world

窗口会被 flask 占用，另起一个新窗口可以查看到进程：

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[root@node01 ~]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                          COMMAND             CREATED              STATUS              PORTS               NAMES
e4171e07088c        shuoliuchn/flask-hello-world   "python app.py"     About a minute ago   Up About a minute   5000/tcp

因为 flask 默认运行在 127.0.0.1，所以还是不能被外界访问到。

运行中对 container 操作

exec 命令用于调用并执行指令的命令

使用 -d 参数后台运行容器：

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docker run -d shuoliuchn/flask-hello-world

可以交互运行里面的机器，根据运行时的 container ID

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[root@node01 flask-hello-world]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                          COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
94525da805b4        shuoliuchn/flask-hello-world   "python app.py"     39 seconds ago      Up 38 seconds       5000/tcp            elegant_murdock
[root@node01 flask-hello-world]# docker exec -it 94525da805b4 /bin/bash
root@94525da805b4:/app#

交互运行容器里面机器的 python shell：

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[root@node01 flask-hello-world]# docker exec -it 94525da805b4 python
Python 3.6.10 (default, Apr 23 2020, 15:24:07) 
[GCC 8.3.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

后台运行一个容器，并使用 --name 参数指定容器名字：

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[root@node01 flask-hello-world]# docker run -d --name=demo shuoliuchn/flask-hello-world
f14655f91c3f26856f9358486dd28334251d831ab781bd4e0ddaf46b8a59b82a
[root@node01 flask-hello-world]# docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                          COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
f14655f91c3f        shuoliuchn/flask-hello-world   "python app.py"     8 seconds ago       Up 7 seconds        5000/tcp            demo

容器的名字就成了 demo。

根据名字停止启动容器：

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[root@node01 flask-hello-world]# docker stop demo
demo
[root@node01 flask-hello-world]# docker start demo
demo

查看运行时的容器的运行日志：

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[root@node01 flask-hello-world]# docker logs demo
 * Serving Flask app "app" (lazy loading)
 * Environment: production
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
   Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: off
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)
 * Serving Flask app "app" (lazy loading)
 * Environment: production
   WARNING: This is a development server. Do not use it in a production deployment.
   Use a production WSGI server instead.
 * Debug mode: off
 * Running on http://127.0.0.1:5000/ (Press CTRL+C to quit)

查看运行时容器详细信息：

1
docker inspect demo

对容器资源限制

像虚拟机一样，我们也可以对容器可以使用的计算机资源进行一些限制，包括：

  • 对内存的限制

  • 对 CPU 的限制

可以指定开启容器占用的内存和 CPU，具体操作，可以查看帮助：

1
docker run --help