Docker是什么-通过部署一个SpringBoot项目到Docker来快速理解它

Docker是什么

Docker是一个开源的容器化技术，它可以使开发人员将自己的程序打包成一个完整的镜像，这个镜像包含了程序以及它依赖的运行环境，可以任意系统的机器上部署，只要其安装了Docker。下面介绍下Docker和核心的概念

容器化（container）

服务程序部署可以分为三个阶段

1. 物理机器部署，多个服务部署在物理机器，共享机器的cpu、内存，这种部署方式最简单直接，但是一但某一个服务出现问题，占用cpu资源和内存过高，会影响其他服务的稳定运行。服务所以依赖的各种环境和配置都需要在机器配置好才能部署，如果多个机器，工作量翻倍且重复。
2. 虚拟机部署，为了解决资源共享的问题，在物理机器上部署多个虚拟机，每个虚拟机上有独立的操作系统，并且有单独的cpu资源和内存资源，然后在虚拟机上部署服务。但是虚拟机上有独立的操作系统，本身就比较占用资源。并且部署方式和物理部署一样繁琐
3. 容器化部署，它的和虚拟机很像，能做到资源隔离，但是它占用的资源很小，它可以将程序所依赖的环境配置打包成一个镜像，每个容器都可以用这个镜像启动服务，无需额外的配置。

镜像（image）

刚才提到可以将程序所依赖的环境和配置打包成一个镜像，那么环境中最重要的就是操作系统的，操作系统可以分为内核空间和用户空间，如果将操作系统全都打包进去，那就和虚拟机没什么区别，因此docker仅仅将用户空间、依赖库、文件系统打包成一个基础镜像（basic image）。这个基础镜像是服务运行的基础。

除了基础镜像还不够，服务还有各种依赖项和配置，可以将这些配置和依赖写在dockerfile的yaml格式的文件里，docker通过dockerfile和基础镜像，将我们的服务程序打包成（docker build命令）一个完整的镜像。容器只要有这个镜像就可以完整的运行整个服务，无需进行额外的配置

仓库（registry）

我们打包好了镜像，如果再一个个上传到每个容器中再部署，这样依然很繁琐，于是可以将打包好的镜像推送到（**<font style="color:#74B602;">docker push</font>**）仓库中，由容器自己拉取（docker pull）并部署。这一个模式和git很类似。官方的镜像仓库Docker hub是共享的，所有人都可以推送和拉取，也可以自己搭建私有的仓库。

Docker Compose

刚才我们知道了将一个服务镜像部署到一个容器中，如果有一个博客系统，包含了三个镜像：数据库镜像、后端服务镜像，网关服务镜像，我们不能将所有镜像都部署到一个容器中，而是要部署多个容器，并且部署顺序有要求，需要先部署数据库再部署后端服务，在部署网关

因此docker提供了 compose客户端来实现多个容器的部署，通过编写compese yaml格式的文件来确定启动哪些容器和顺序。

Docker是怎么使用的

Docker 的安装不再细说，这里将介绍如何使用Docker，并介绍一个Java SpringBoot程序打包成镜像并且部署到Docker中去

Java代码

通过spring initializr 快速创建一个springboot项目

编写服务代码和前端代码，这里写了一个简单的查询数据的接口，前端请求接口并展示

前端代码

$(document).ready(function() {
  $.ajax({
    url: '/search',
    method: 'GET',
    success: function(response) {
      $('#results').html(response);
    },
    error: function(xhr, status, error) {
      console.error("An error occurred: ", error);
    }
  });
});

打包镜像并部署

创建docker网络，确保两个容器能互相通信

docker network create demo-network

启动mysql镜像

//拉取镜像
docker pull mysql
//启动镜像
docker run --name mysql --network demo-network -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root -p 3306:3306 -d mysql:latest

注意 服务代码中jdbc连接host需要改成mysql docker容器的名称，由于我的mysql容器启动名称就叫mysql，这里就需要改成mysql，否则服务项目通过jdbc无法连接mysql。

项目添加Dockerfile文件

#基础镜像
FROM openjdk:17
#工作目录
WORKDIR "/app"
#将当前目录的jar拷贝到容器中
COPY ./target/docker-demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar app.jar
#暴露端口
EXPOSE 8080
#容器启动后 启动服务
CMD ["java","-jar","/app/app.jar"]

在项目目录下运行docker命令构建镜像

#打包
mvn clean package
#构建镜像
docker build -t docker-demo:v1 .
#查看构建的镜像
docker images

启动容器

注意需要指定网络

#运行镜像
docker run --name docker-demo --network demo-network -p 8080:8080 -d docker-demo:v1

部署成功

部署之后就可以在docker上看见我们部署的两个容器了

打开浏览器键入localhost:8080

通过docker compose部署

通过docker命令部署的方式比较繁琐，先要创建网络、再逐一部署msyql容器和服务容器，我门可以使用docker compose来部署多个容器

在项目中中间compose.yaml文件

services:
  app:
    image: docker-demo:v1
    ports:
      - 127.0.0.1:8080:8080

  mysql:
    image: mysql:latest
    volumes:
      - todo-mysql-data:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root
      MYSQL_DATABASE: root

volumes:
  todo-mysql-data:

启动容器

docker compose up -d --build

此时发现两个服务放在了docker-demo下面了

相对于刚才的部署方式已经很简洁了

Docker是怎么实现的

Docker使用Go语言实现，并且通过Linux的几个关键特性来实现相关功能，Docker通过namepace技术来创建独立的容器。

整体架构上Docker是client-server架构，client和server通过restful api进行交互，server可以是本地的也可以是远程的

Docker engine

它Docker是client-server的实现，包含了Docker实现的所有组件

• 长时间运行的守护进程（server）
• 容器和镜像管理
• docker client和docker compose客户端

client通过运行各种docker命令提交给守护进程，守护进程执行命令去构建或再registry中下载镜像、管理容器的启动销毁等。

K8s和Docker

使用了docker是解决了一个容器构建、部署、运行的问题，我们可以在物理机上部署多个容器，在生产环境中，我们的服务往往是集群多台机器的，在多个机器部署服务容器是比较繁琐的，生产部署还要涉及到自动扩缩容、服务发现、容器编排，而k8s就是为了解决这一问题而诞生的。