Docker的使用筆記

作者：騰訊技術(shù)工程 2024-04-14 18:43:18

Docker被廣泛使用，因?yàn)樗?jiǎn)化了應(yīng)用程序的部署過(guò)程，并為開(kāi)發(fā)人員提供了可移植性、一致性和效率。

作者：jakieli

一、為什么使用Docker

我們的業(yè)務(wù)需要使用公司內(nèi)部的一個(gè)平臺(tái)做報(bào)表展示，公司內(nèi)部的一個(gè)平臺(tái)支持的數(shù)據(jù)庫(kù)都是正式環(huán)境或者IDC環(huán)境，這使得我們的業(yè)務(wù)邏輯也需要部署到正式環(huán)境或者IDC環(huán)境。自從自研資源上云后，鵝廠內(nèi)部使用IDC資源時(shí)不再推薦使用方單獨(dú)申請(qǐng)IDC資源，而是推薦使用容器服務(wù)進(jìn)行資源的申請(qǐng)和使用。具體來(lái)說(shuō)，就是我們需要把我們的業(yè)務(wù)先在測(cè)試環(huán)境上使用docker做成鏡像，再把鏡像上傳到鏡像倉(cāng)庫(kù)，再?gòu)娜萜鞣?wù)中把我們的鏡像給啟動(dòng)起來(lái)。因此，我們就有了使用docker的訴求。

二、Docker是什么

Docker是一個(gè)開(kāi)源平臺(tái)，它允許用戶(hù)快速構(gòu)建、測(cè)試和部署應(yīng)用程序。Docker通過(guò)將軟件及其依賴(lài)項(xiàng)打包到輕量級(jí)、可移植的容器中來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。這些容器是獨(dú)立的、可執(zhí)行的軟件包，它們包含了運(yùn)行應(yīng)用程序所需的所有內(nèi)容，包括代碼、運(yùn)行時(shí)、庫(kù)、環(huán)境變量和系統(tǒng)工具。

Docker的一個(gè)重要特點(diǎn)是它可以屏蔽環(huán)境差異。這意味著，只要應(yīng)用程序及其依賴(lài)項(xiàng)被打包到Docker容器中，那么無(wú)論應(yīng)用程序運(yùn)行在哪個(gè)環(huán)境中，它的行為都是一致的。這消除了“在我的環(huán)境上可以運(yùn)行”的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了“build once, run everywhere”的目標(biāo)。

Docker的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是快速部署。由于容器啟動(dòng)速度非?？?，并且只要確保一個(gè)容器中的程序正確運(yùn)行，就可以確信無(wú)論在生產(chǎn)環(huán)境部署多少個(gè)容器都能正確運(yùn)行，因此Docker非常適合用于快速部署應(yīng)用程序。

Docker的關(guān)鍵組件包括Dockerfile文件、Docker映像和Docker容器。Dockerfile文件是一個(gè)包含命令的腳本，用于組裝Docker映像并定義其中的內(nèi)容。Docker映像是一個(gè)只讀的模板，用于創(chuàng)建Docker容器。Docker容器是從Docker映像啟動(dòng)的運(yùn)行實(shí)例。

Docker被廣泛使用，因?yàn)樗?jiǎn)化了應(yīng)用程序的部署過(guò)程，并為開(kāi)發(fā)人員提供了可移植性、一致性和效率。Docker的創(chuàng)新性在于它將程序的所有依賴(lài)項(xiàng)一起打包，從而簡(jiǎn)化了運(yùn)行環(huán)境管理的繁瑣步驟。

三、怎么使用Docker

1. Docker的安裝

在不同操作系統(tǒng)上，docker的安裝命令不同，我們這次以Ubuntu系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明如何安裝docker。下面的各個(gè)步驟都是來(lái)源于混元大語(yǔ)言模型的返回：

在Ubuntu系統(tǒng)上安裝Docker，你可以按照以下步驟操作：

(1) 更新軟件包索引：

sudo apt-get update

(2) 安裝依賴(lài)項(xiàng)：

sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

(3) 添加Docker官方GPG密鑰：

curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg

(4) 設(shè)置Docker穩(wěn)定版本的存儲(chǔ)庫(kù)：

echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

(5) 更新軟件包索引：

sudo apt-get update

(6) 安裝Docker：

sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

(7) 驗(yàn)證Docker是否已成功安裝：

sudo docker --version

按照混元大模型給出來(lái)的步驟執(zhí)行安裝，問(wèn)題出現(xiàn)在了第4-6步。環(huán)境中的lsb_release執(zhí)行報(bào)錯(cuò)：

Traceback (most recent call last):
  File "/usr/bin/lsb_release", line 25, in <module>
    import lsb_release
ModuleNotFoundError: No module named 'lsb_release'

這個(gè)錯(cuò)誤解決了半天也沒(méi)有搞定，最后通過(guò)繞道而搞定。按照道理，第四步的目的是指定當(dāng)前系統(tǒng)的穩(wěn)定docker版本，這里可以通過(guò)下面的命令替代：

codename=$(cat /etc/os-release | grep "VERSION_CODENAME" | cut -d "=" -f 2)

把codename的值替換到第4步中的$(lsb_release -cs)，再執(zhí)行第6步就能成功了。如果還是執(zhí)行失敗的話，可以新建個(gè)文件：/etc/apt/sources.list.d/docker.list，并且把第4步的前半部分，即：

deb [arch=amd64 signed-by=/usr/share/keyrings/docker-archive-keyring.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu bionic stable

寫(xiě)入到文件中，其中“bionic”就是前面提到的codename。注意，這個(gè)命令要寫(xiě)對(duì)，一定要以deb開(kāi)頭，在stable前一定要有codename值。

2. 生成鏡像

(1) 創(chuàng)建Dockerfile

生成鏡像的第一步是創(chuàng)建一個(gè)Dockerfile。在我這里，參考著官方文檔，使用混元平臺(tái)生成了一個(gè)大致可用的Dockerfile，我跟混元的對(duì)話如下（當(dāng)然第一次沒(méi)把需求提的這么清楚，經(jīng)過(guò)多輪對(duì)話我的要求優(yōu)化為）：

寫(xiě)一個(gè)Dockerfile，滿(mǎn)足下面的要求：
0、創(chuàng)建一個(gè)Ubuntu鏡像
1、在docker中安裝python3
2、使用requirements.txt安裝依賴(lài)
3、把a(bǔ)ccuracy_recall_for_ehp、cos_log_download_process和test_rule_checker三個(gè)文件夾拷貝到docker中
4、寫(xiě)一個(gè)start.sh，在腳本中分別使用python來(lái)啟動(dòng)accuracy_recall_for_ehp、cos_log_download_process和test_rule_checker三個(gè)文件夾中的main.py，每個(gè)python腳本的執(zhí)行記錄都寫(xiě)到日志文件中，且每個(gè)程序保持在后臺(tái)運(yùn)行
5、使用start.sh作為docker的啟動(dòng)命令

混元的返回是：

# 0. 創(chuàng)建一個(gè)Ubuntu鏡像
FROM ubuntu:latest

# 設(shè)置工作目錄
WORKDIR /app

# 1. 在docker中安裝python3
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y python3 python3-pip

# 2. 使用requirements.txt安裝依賴(lài)
COPY requirements.txt .
RUN pip3 install -r requirements.txt

# 3. 把a(bǔ)ccuracy_recall_for_ehp、cos_log_download_process和test_rule_checker三個(gè)文件夾拷貝到docker中
COPY accuracy_recall_for_ehp cos_log_download_process test_rule_checker /app/

# 4. 寫(xiě)一個(gè)start.sh，在腳本中分別使用python來(lái)啟動(dòng)accuracy_recall_for_ehp、cos_log_download_process和test_rule_checker三個(gè)文件夾中的main.py，每個(gè)python腳本的執(zhí)行記錄都寫(xiě)到日志文件中，且每個(gè)程序保持在后臺(tái)運(yùn)行
RUN echo '#!/bin/bash' > start.sh && \
    echo 'python3 /app/accuracy_recall_for_ehp/main.py > /app/accuracy_recall_for_ehp.log 2>&1 &' >> start.sh && \
    echo 'python3 /app/cos_log_download_process/main.py > /app/cos_log_download_process.log 2>&1 &' >> start.sh && \
    echo 'python3 /app/test_rule_checker/main.py > /app/test_rule_checker.log 2>&1 &' >> start.sh && \
    chmod +x start.sh

# 5. 使用start.sh作為docker的啟動(dòng)命令
CMD ["/app/start.sh"]

經(jīng)過(guò)測(cè)試，這個(gè)Dockerfile他是可用的。從一個(gè)側(cè)面也說(shuō)明了大語(yǔ)言模型對(duì)我們工作效率的提升還是比較有效的。

(2) 鏡像倉(cāng)庫(kù)

在正式創(chuàng)建Docker鏡像前，我們先來(lái)說(shuō)下鏡像倉(cāng)庫(kù)。

① 鏡像倉(cāng)庫(kù)是什么

鏡像倉(cāng)庫(kù)是一種存儲(chǔ)、分發(fā)和檢索軟件鏡像（即Docker鏡像）的集中化服務(wù)。以下是為什么需要使用鏡像倉(cāng)庫(kù)的一些原因：

便捷性：鏡像倉(cāng)庫(kù)允許用戶(hù)在不構(gòu)建本地鏡像的情況下，快速獲取并運(yùn)行預(yù)構(gòu)建的鏡像。這樣可以節(jié)省時(shí)間和資源，提高開(kāi)發(fā)效率。
版本控制：鏡像倉(cāng)庫(kù)可以幫助用戶(hù)跟蹤和回溯軟件的版本歷史，并且可以輕松地將軟件回滾到以前的版本。這對(duì)于在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行故障排查和修復(fù)問(wèn)題時(shí)非常有用。
安全性：鏡像倉(cāng)庫(kù)可以幫助用戶(hù)集中管理和控制對(duì)鏡像的訪問(wèn)權(quán)限。這可以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)和潛在的惡意攻擊。
協(xié)作：鏡像倉(cāng)庫(kù)支持多人合作開(kāi)發(fā)同一個(gè)項(xiàng)目。通過(guò)將鏡像存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)中，團(tuán)隊(duì)成員可以輕松地共享和同步軟件鏡像，從而提高團(tuán)隊(duì)協(xié)作效率。
可擴(kuò)展性：鏡像倉(cāng)庫(kù)可以輕松地支持大量用戶(hù)和鏡像。這對(duì)于大型組織和企業(yè)在全球范圍內(nèi)分發(fā)和部署軟件鏡像非常有用。

綜上所述，鏡像倉(cāng)庫(kù)可以幫助用戶(hù)更快速、安全、便捷地管理和分發(fā)軟件鏡像，從而提高開(kāi)發(fā)效率和團(tuán)隊(duì)協(xié)作水平。

② 常用的鏡像倉(cāng)庫(kù)

常用的Docker倉(cāng)庫(kù)包括以下幾種：

Docker Hub：Docker官方提供的公共倉(cāng)庫(kù)，包含了大量的官方和社區(qū)維護(hù)的鏡像，用戶(hù)可以通過(guò)docker pul命令從Docker Hub獲取鏡像。
私有倉(cāng)庫(kù)：可以在本地或私有網(wǎng)絡(luò)中搭建的私有Docker倉(cāng)庫(kù)，用于存儲(chǔ)和管理自定義的鏡像。常見(jiàn)的私有倉(cāng)庫(kù)包括Docker Registry、Harbor等。
第三方倉(cāng)庫(kù)：除了Docker Hub和私有倉(cāng)庫(kù)，還有一些第三方的Docker倉(cāng)庫(kù)，提供了特定領(lǐng)域或特定用途的鏡像。例如，Gogle Cloud Container Registry、AWS Elastic Container Registry等。
其他公共倉(cāng)庫(kù)：除了Docker Hub，還有一些其他的公共倉(cāng)庫(kù)，例如Quay.io、Azure Container Registry等，它們提供了各種不同的鏡像和服務(wù)。

這些倉(cāng)庫(kù)為用戶(hù)提供了方便、安全、高效的Docker鏡像存儲(chǔ)和分發(fā)解決方案，幫助用戶(hù)更好地管理和部署應(yīng)用程序。

(3) 使用Dockerfile創(chuàng)建鏡像

在生成了Dockerfile之后，就是使用Dockerfile來(lái)生成鏡像了。如果只是在本地測(cè)試，那么使用docker build命令就可以了：

sudo docker build -t my-image .

如果我們想要把鏡像存入到鏡像倉(cāng)庫(kù)中，我們?cè)趧?chuàng)建鏡像時(shí)，就需要使用把鏡像的名字生成的“講究”、漂亮一些。具體來(lái)說(shuō)，如果我們想把鏡像存入到鏡像倉(cāng)庫(kù)中以備后續(xù)在容器服務(wù)中使用的話，我們?yōu)殓R像起名字時(shí)要把我們后續(xù)需要使用的鏡像倉(cāng)庫(kù)地址以、個(gè)人文件夾寫(xiě)入到鏡像名字中。建議先創(chuàng)建一個(gè)個(gè)人的鏡像來(lái)做測(cè)試。在創(chuàng)建好自己的倉(cāng)庫(kù)地址后，在build鏡像時(shí)需要指定倉(cāng)庫(kù)的地址為鏡像的名稱(chēng)，即：

sudo docker build -t myusername/myimage:latest .

其中，latest為倉(cāng)庫(kù)的tag。在創(chuàng)建好鏡像后，可以通過(guò)下面的命令來(lái)查看鏡像是否創(chuàng)建成功（結(jié)果就不貼了，是否成功一目了然）：

sudo docker images

3. 啟動(dòng)鏡像

在創(chuàng)建好鏡像后，可以通過(guò)下面的命令來(lái)啟動(dòng)鏡像：

sudo docker run -d -p 80:80 --name test-container myusername/myimage

其中test-container為鏡像啟動(dòng)后的容器名稱(chēng)。在啟動(dòng)后，可以通過(guò)下面的命令來(lái)判斷當(dāng)前容器的運(yùn)行情況：

sudo docker ps -a

返回的格式如下：

建議使用ps -a而不是ps，使用ps -a能夠看到全量的包括歷史上運(yùn)行已經(jīng)停止了的容器的情況。

(1) 容器運(yùn)行狀態(tài)

上面提到了使用ps -a命令能看到容器當(dāng)前的運(yùn)行情況，其中STATUS這一列說(shuō)明了不同容器當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。STATUS可能的值包括：Up、Exited、Created、Restarting、Removing和Dead。這些值的具體含義如下：

Up: 容器正在運(yùn)行。
Exited: 容器已退出，通常表示容器內(nèi)的主進(jìn)程已完成并正常退出。
Created: 容器已創(chuàng)建，但尚未啟動(dòng)。
Restarting: 容器正在重啟。
Removing: 容器正在被刪除。
Dead: 容器已死亡，通常表示容器內(nèi)的主進(jìn)程已崩潰或被終止。

① inspect命令

上面的值可能會(huì)因?yàn)镈ocker版本和操作系統(tǒng)的不同而有所不同。要獲取更詳細(xì)的信息，你可以使用docker inspect命令查看容器的詳細(xì)信息。例如：

docker inspect 9c436ea546b9

inspect命令的返回值是個(gè)json文件，包含對(duì)象的所有屬性和配置，一些常見(jiàn)的字段包括：“Id”、“Name”、“State”、“Mounts”、“NetworkSettings”等值。這里就不展開(kāi)說(shuō)明，感興趣的小伙伴們可以自己試試。

② Exited原因解析

繼續(xù)說(shuō)回STATUS中的Exited狀態(tài)，這個(gè)狀態(tài)的不同值能反應(yīng)容器退出的原因，當(dāng)Docker ps命令的STATUS列顯示為Exited時(shí)，表示容器已經(jīng)退出。Exited后面的數(shù)字表示容器退出時(shí)的狀態(tài)碼。狀態(tài)碼0表示容器正常退出，而非0的狀態(tài)碼表示容器異常退出。

非0的狀態(tài)碼通常表示容器在執(zhí)行過(guò)程中遇到了錯(cuò)誤，以下是一些常見(jiàn)的非0狀態(tài)碼及其含義：

1：一般性未知錯(cuò)誤
2：不適用的shell或者語(yǔ)法錯(cuò)誤
126：命令不可執(zhí)行
127：未找到命令
128：無(wú)效的退出參數(shù)
128+n：通過(guò)信號(hào)n終止的程序
130：通過(guò)Ctrl+C終止的程序
255：退出狀態(tài)碼超出有效范圍

需要注意的是，這些狀態(tài)碼并不是唯一的，具體的狀態(tài)碼可能會(huì)因應(yīng)用程序的不同而有所不同。

③ logs命令

在實(shí)際使用中，建議查看容器的日志以獲取更多關(guān)于錯(cuò)誤的詳細(xì)信息。如果容器運(yùn)行起來(lái)后就處于Exited狀態(tài)，我們除了可以通過(guò)inspect命令來(lái)查看當(dāng)前退出可能的原因外，我們也可以通過(guò)docker logs命令來(lái)查看容器運(yùn)行起來(lái)時(shí)的日志，具體的命令如下：

sudo docker logs 9c436ea546b9

其中“9c436ea546b9”為Container_Id。在實(shí)際應(yīng)用中，我使用logs命令發(fā)現(xiàn)了我的進(jìn)程異常退出的原因：

ubuntu@VM-77-147-ubuntu:~$ sudo docker logs 5ade7c784050
start.sh: line 7: ture: command not found

腳本寫(xiě)錯(cuò)了，把true寫(xiě)成了ture（這是在混元返回的基礎(chǔ)上自己寫(xiě)的少量代碼之一，這也說(shuō)明了人沒(méi)那么靠譜？）。LOL。

另外，建議在啟動(dòng)腳本中，啟動(dòng)應(yīng)用時(shí)，以nohup啟動(dòng)并將程序的運(yùn)行日志重定向到文件中。如果腳本中只是啟動(dòng)一個(gè)守護(hù)進(jìn)程，可以在啟動(dòng)腳本后面增加一個(gè)循環(huán)語(yǔ)句或者wait命令，讓鏡像能持續(xù)的運(yùn)行。

4. 進(jìn)入容器

可以使用下面的命令進(jìn)入到容器中：

sudo docker exec -it “CONTAINER ID” /bin/sh

其中CONTAINER ID為上面docker ps命令返回的第一列。進(jìn)入到容器后，可以像在本地的系統(tǒng)一樣進(jìn)行調(diào)試，可以通過(guò)啟動(dòng)腳本或者其他命令來(lái)查看我們想要執(zhí)行的命令是否正確。

5. 關(guān)閉容器

一般來(lái)說(shuō)，在本地調(diào)試時(shí)，可以通過(guò)下面的命令來(lái)進(jìn)行關(guān)閉容器：

sudo docker stop “CONTAINER ID”

其中CONTAINER ID為上面docker ps命令返回的第一列。在使用stop命令后，可以再次調(diào)用ps -a命令查看當(dāng)前的docker進(jìn)程情況

6. 推送鏡像

在本地測(cè)試通過(guò)后，可以通過(guò)下面的命令將生成的鏡像推送到鏡像倉(cāng)庫(kù)中：

sudo docker push myusername/myimage:latest

這時(shí)在3.2.3中提到的-t的創(chuàng)建鏡像時(shí)指定名稱(chēng)就起作用了，在這里指定好鏡像的命令，進(jìn)行推送。推送成功后，倉(cāng)庫(kù)中就能見(jiàn)到myusername目錄下的標(biāo)簽是latest的鏡像了。

7. 更新鏡像

在測(cè)試的過(guò)程中遇到了一些環(huán)境問(wèn)題（這里舉例說(shuō)明如何更新鏡像，后來(lái)環(huán)境問(wèn)題通過(guò)其他方式解決了），比如我們需要使用Python 3.12，而現(xiàn)在Python的官網(wǎng)上并未正式的支持Python3.12，我們不能通過(guò)apt-install的方式進(jìn)行安裝，并且使用下面的命令在執(zhí)行時(shí)也失敗了：

sudo add-apt-repository ppa:deadsnakes/ppa

ppa安裝失敗?；艘恍┕Ψ驔](méi)有解決掉。這時(shí)候想到了一個(gè)可以繞道的辦法，像在本地安裝Python3.12這樣，下載Python3.12的安裝文件夾，把這個(gè)文件夾拷貝到鏡像中，使用3.4中提到的方法進(jìn)入到容器中，再進(jìn)入到Python3.12的路徑下通過(guò)./configure，mak -j和make altintall的方式進(jìn)行安裝。安裝成功后的結(jié)果：

這時(shí)退出容器，通過(guò)docker的commit方法把剛才的操作給存起來(lái)，我們從docker --help能看到docker commit的釋義：

 commit      Create a new image from a container's changes

從這個(gè)能看出來(lái)，commit的作用是把現(xiàn)在容器中的變化給存儲(chǔ)起來(lái)。具體的命令是：

sudo docker commit 10074a786927 myusername/myimage:v2

其中“10074a786927”是前面提到的“CONTAINER ID”。提交成功后，再push到鏡像倉(cāng)庫(kù)中。

8. 刪除容器

在3.3中提到了如何啟動(dòng)容器，在3.4中提到了如何進(jìn)入到容器中。除了這兩點(diǎn)外，我們還可以使用docker ps -a命令查看當(dāng)前的容器運(yùn)行情況，在命令的返回結(jié)果中我們能看到容器的名字，如果我們想要?jiǎng)h除某些容器，可以使用下面的命令來(lái)刪除：