1.前言

Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口。

先来看一下传统虚拟化技术的体系架构：

可见，我们在宿主机的操作系统上，可安装了多个虚拟机，而在每个虚拟机中，通过虚拟化技术，实现了一个虚拟操作系统，随后，就可以在该虚拟操作系统上，安装自己所需的应用程序了。这一切看似非常简单，但其中的技术细节是相当高深莫测的，大神级人物都不一定说得清楚。

凡是使用过虚拟机的同学，应该都知道，启动虚拟机就像启动一台计算机，初始化过程是相当慢的，我们需要等很久，才能看到登录界面。一旦虚拟机启动以后，就可以与宿主机建立网络连接，确保虚拟机与宿主机之间是互联互通的。不同的虚拟机之间却是相互隔离的，也就是说，彼此并不知道对方的存在，但每个虚拟机占用的都是宿主机的硬件与网络资源。

我们再来对比一下 Docker 技术的体系架构：

可见，在宿主机的操作系统上，有一个 Docker 服务在运行（或者称为“Docker 引擎”），在此服务上，我们可开启多个 Docker 容器，而每个 Docker 容器中可运行自己所需的应用程序，Docker 容器之间也是相互隔离的，同样地，都是占用的宿主机的硬件与网络资源。

Docker 容器相对于虚拟机而言，除了在技术实现上完全不一样以外，启动速度较虚拟机而言有本质的飞跃，启动一个容器只在眨眼瞬间。不管是虚拟机还是 Docker 容器，它们都是为了隔离应用程序的运行环境，节省我们的硬件资源，为我们开发人员提供福利。

我们再来看看 Docker 的 Logo：

很明显，这是一只鲸鱼，它托着许多集装箱。我们可以把宿主机可当做这只鲸鱼，把相互隔离的容器可看成集装箱，每个集装箱中都包含自己的应用程序。这 Logo 简直的太形象了！

需要强调的是，笔者并非否定虚拟化技术，而是想通过本文让更多的读者了解如何使用 Docker 技术，让大家知道除了虚拟化技术以外，还有另一种替代技术，也能让应用程序隔离起来。

2.开始搭建

操作系统

Linux CentOS 7.4 ，必须是64位系统以上，其他Linux系统同理。

安装Docker

通过rpm即可安装 Docker 软件：

Docker官网在国内已可以直接打开，所有关于Docker的资料均可以前去官网查找：https://www.docker.com

rpm -Uvh http://download.fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm
yum -y install docker-io

命令行显示complete表示安装完成。

可使用以下命令，查看 Docker 是否安装成功：

docker version

若输出了 Docker 的版本号，则说明安装成功了，可通过以下命令启动 Docker 服务：

service docker start

一旦 Docker 服务启动完毕，我们下面就可以开始使用 Docker 了。

下载镜像

直接输入以下命令从官网将Docker镜像下载到本机，

如果想下载其他Linux系统的话需将参数替换为相应系统 
可前往 hub.docker.com/_/centos 在搜索栏中输入系统名称搜索对应命令行，也可通过 docker search centos 搜索所有可下载的centos镜像

docker search centos

docker pull centos

下载完成后使用以下命令查看本机Docker镜像

docker images

如果看到以上输出，说明可以使用“docker.io/centos”这个镜像了，或将其称为仓库（Repository），该镜像有一个名为“latest”的标签（Tag），此外还有一个随机生成的名为“1e1148e4cc2c”的镜像 ID。此外，我们可以看到该镜像只有 202 MB，非常小巧，而不像虚拟机的镜像文件那样庞大。

现在镜像已经有了，我们下面就需要使用该镜像，来启动容器。

启动容器

容器是在镜像的基础上来运行的，一旦容器启动了，我们就可以登录到容器中，安装自己所需的软件或应用程序。既然镜像已经下载到本地，那么如何才能启动容器呢？

只需使用以下命令即可启动容器：

docker run -i -t -v /usr/local/docker/repos/:/zjwave/repos/ 1e1148e4cc2c /bin/bash

这条命令比较长，我们稍微分解一下，其实包含以下三个部分：

docker run <相关参数> <镜像 ID> <初始命令>

其中，相关参数包括：

• -i：表示以“交互模式”运行容器
• -t：表示容器启动后会进入其命令行
• -v：表示需要将本地哪个目录挂载到容器中，格式：-v <宿主机目录>:<容器目录>

假设我们的所有安装程序都放在了宿主机的/usr/local/docker/repos/目录下，现在需要将其挂载到容器的/zjwave/repos/目录下。

需要说明的是，不一定要使用“镜像 ID”，也可以使用“仓库名:标签名”，例如：docker.io/centos:latest

初始命令表示一旦容器启动，需要运行的命令，此时使用“/bin/bash”，表示什么也不做，只需进入命令行即可。

运行完此命令后可以看到宿主机名称已经换成了镜像ID，说明此时已经处于Docker容器当中。

安装JAVA环境

执行exit先退出Docker容器

exit

查看已创建的Docker容器

docker ps -a

我这里已创建了两个Docker容器，可以通过STATUS看到两个Docker容器处于退出状态。

根据CONTAINER_ID启动Docker容器

docker start 79b9cd9b7ebf

下载jdk8和tomcat并拷贝到linux上的/tmp/java_temp文件夹下

Docker容器中文件与本机文件交互方式有两种

1.通过指定的宿主机共享文件夹方式

刚才创建容器时已为容器指定与宿主机交互文件的文件夹目录

docker run -i -t -v /usr/local/docker/repos/:/zjwave/repos/ 1e1148e4cc2c /bin/bash

为容器指定的宿主机文件夹 :  /usr/local/docker/repos/ , 此时该文件夹下所有文件都可进入Docker容器后在/zjwave/repos/目录下找到

只需将压缩包拷贝至宿主机对应文件夹即可。

cd /tmp/java_temp/
cp apache-tomcat-8.5.35.tar.gz  jdk-8u191-linux-x64.tar.gz /usr/local/docker/repos/

2.通过Docker命令直接拷贝文件到Docker容器中

拷贝/tmp/java_temp目录到Docker容器的/tmp/目录下

docker cp /tmp/java_temp/ 79b9cd9b7ebf:/tmp/

通过CONTAINER_ID再次进入正在运行中的docker容器

docker attach 79b9cd9b7ebf

本文选择第二种文件拷贝方式，下面的过程均在容器内部进行，与你本机无关。

再次进入Docker容器后cd到刚才拷贝文件的目标目录,可以看到拷贝过来的两个tar包

cd /tmp/java_temp/

解压两个压缩包并重命名，为了容器尽可能占用硬盘空间更小，再把解压过后的压缩包删除

tar -zxf apache-tomcat-8.5.35.tar.gz -C .
tar -zxf jdk-8u191-linux-x64.tar.gz -C .
mv jdk1.8.0_191/ jdk/
mv apache-tomcat-8.5.35 tomcat/
ls
rm -rf apache-tomcat-8.5.35.tar.gz
rm -rf jdk-8u191-linux-x64.tar.gz

 

将jdk和tomcat移动到/usr/local 文件夹下

mv jdk /usr/local/
mv tomcat /usr/local/
cd /usr/local/

设置环境变量

在profile文件中插入如下配置：

vi /etc/profile

# set java environment
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
 

重载profile文件，查看java是否安装成功

source /etc/profile
java -version

编写运行脚本

编写一个运行脚本，当启动容器时，运行该脚本，启动 Tomcat，具体过程如下：

首先，创建运行脚本：

vi /root/run.sh

然后，编辑脚本内容如下：

#!/bin/bash
source /etc/profile
sh /usr/local/tomcat/bin/catalina.sh run

为运行脚本添加执行权限

chmod u+x /root/run.sh

退出容器

exit

查看所有容器

docker ps -a

创建JAVA_WEB容器

使用以下命令，根据某个“CONTAINER_ID”来创建一个新的镜像：

docker commit 79b9cd9b7ebf zjwave/javaweb:0.1

该容器的 ID 是“79b9cd9b7ebf”，所创建的镜像名是“zjwave/javaweb:0.1”，随后可使用镜像来启动 Java Web 容器

使用命令查看刚才创建好的镜像

docker images

可见，此时已经看到了最新创建的镜像“zjwave/javaweb:0.1”，其镜像 ID 是“f69a68ced5c1”。正如上面所描述的那样，可以通过“镜像名”或“镜像 ID”来启动容器，与上次启动容器不同的是，现在不再进入容器的命令行，而是直接启动容器内部的 Tomcat 服务。此时，需要使用以下命令：

docker run -d -p 58080:8080 --name javaweb zjwave/javaweb:0.1 /root/run.sh

稍作解释：

• -d：表示以“守护模式”执行/root/run.sh脚本，此时 Tomcat 控制台不会出现在输出终端上。
• -p：表示宿主机与容器的端口映射，此时将容器内部的 8080 端口映射为宿主机的 58080 端口，这样就向外界暴露了 58080 端口，可通过 Docker 网桥来访问容器内部的 8080 端口了。
• --name：表示容器名称，用一个有意义的名称命名即可。

关于 Docker 网桥的内容，需要补充说明一下。实际上 Docker 在宿主机与容器之间，搭建了一座网络通信的桥梁，我们可通过宿主机 IP 地址与端口号来映射容器内部的 IP 地址与端口号，

在一系列参数后面的是“镜像名”或“镜像 ID”，怎么方便就怎么来。最后是“初始命令”，它是上面编写的运行脚本，里面封装了加载环境变量并启动 Tomcat 服务的命令。

当运行以上命令后，会立即输出一长串“容器 ID”，我们可通过docker ps命令来查看当前正在运行的容器。

3.通过浏览器访问Docker容器中的JavaWeb服务器

在浏览器中，输入以下地址，即可访问 Tomcat 首页：

http://zjwave.com:58080/

注意：这里使用的是宿主机的 IP 地址，与对外暴露的端口号 58080，它映射容器内部的端口号 8080。

若无法访问，请查看本机防火墙是否放行了58080端口，修改iptables文件，添加放行端口

vim /etc/sysconfig/iptables

将以下参数添加到iptables中

#docker container
-A INPUT -p tcp -m state --state NEW -m tcp --dport 58080:59443 -j ACCEPT

service iptables start

 

 

4.小结

通过本文，我们了解了 Docker 是什么？它与虚拟机的差别在哪里？以及如何安装 Docker？如何下载 Docker 镜像？如何运行 Docker 容器？如何在容器内安装应用程序？如何在容器上创建镜像？如何以服务的方式启动容器？这一切看似简单，但操作也是相当繁琐的，不过熟能生巧，需要不断地操练。

除了这种手工生成 Docker 镜像的方式以外，还有一种像是写代码一样，可以自动地创建 Docker 镜像的方式。只需要我们编写一个 Dockerfile 文件，随后使用docker build命令即可完成以上所有的手工操作。

作为sandbox(沙箱)大概是container(容器)的最基本想法了 - 轻量级的隔离机制, 快速重建和销毁, 占用资源少。用docker在开发者的单机环境下模拟分布式软件部署和调试，可谓又快又好。

在docker的网站上提到了docker的典型场景：

• Automating the packaging and deployment of applications（使应用的打包与部署自动化）

• Creation of lightweight, private PAAS environments（创建轻量、私密的PAAS环境）

• Automated testing and continuous integration/deployment（实现自动化测试和持续的集成/部署）

• Deploying and scaling web apps, databases and backend services（部署与扩展webapp、数据库和后台服务）

 

Docker在本质上是一个附加系统。使用文件系统的不同层构建一个应用是有可能的。每个组件被添加到之前已经创建的组件之上，可以比作为一个文件系统更明智。分层架构带来另一方面的效率提升，当你重建存在变化的Docker镜像时，不需要重建整个Docker镜像，只需要重建变化的部分。

可能更为重要的是，Docker旨在用于弹性计算。每个Docker实例的运营生命周期有限，实例数量根据需求增减。在一个管理适度的系统中，这些实例生而平等，不再需要时便各自消亡了。

针对Docker环境存在的不足，意味着在开始部署Docker前需要考虑如下几个问题。首先，Docker实例是无状态的。这意味着它们不应该承载任何交易数据，所有数据应该保存在数据库服务器中。

其次，开发Docker实例并不像创建一台虚拟机、添加应用然后克隆那样简单。为成功创建并使用Docker基础设施，管理员需要对系统管理的各个方面有一个全面的理解。