富Web时代，应用变得越来越强大，与此同时也越来越复杂。集群部署、隔离环境、灰度发布以及动态扩容缺一不可，而容器化则成为中间的必要桥梁。
本节我们就来探索一下Docker的神秘世界，从零到一掌握Docker的基本原理与实践操作。别再守着前端那一亩三分地，是时候该开疆扩土了。
我们将会围绕下面几点展开：
讲个故事
虚拟机与容器
认识Docker
核心概念
安装Docker
快速开始
常规操作
最佳实践
一、讲个故事
为了更好的理解Docker是什么，我们先来讲个故事：
我需要盖一个房子，于是我搬石头、砍木头、画图纸、盖房子。一顿操作，终于把这个房子盖好了。
结果，住了一段时间，心血来潮想搬到海边去。这时候按以往的办法，我只能去海边，再次搬石头、砍木头、画图纸、盖房子。
烦恼之际，跑来一个魔法师教会我一种魔法。这种魔法可以把我盖好的房子复制一份，做成「镜像」，放在我的背包里。
黑魔法
等我到了海边，就用这个「镜像」，复制一套房子，拎包入住。
是不是很神奇？对应到我们的项目中来，房子就是项目本身，镜像就是项目的复制，背包就是镜像仓库。如果要动态扩容，从仓库中取出项目镜像，随便复制就可以了。Build once，Run anywhere!
不用再关注版本、兼容、部署等问题，彻底解决了「上线即崩，无休止构建」的尴尬。
二、虚拟机与容器
开始之前，我们来做一些基础知识的储备：
1.虚拟机：虚拟化硬件
虚拟机Virtual Machine指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。在实体计算机中能够完成的工作在虚拟机中都能够实现。
在计算机中创建虚拟机时，需要将实体机的部分硬盘和内存容量作为虚拟机的硬盘和内存容量。每个虚拟机都有独立的CMOS、硬盘和操作系统，可以像使用实体机一样对虚拟机进行操作。在容器技术之前，业界的网红是虚拟机。
虚拟机技术的代表，是VMWare和OpenStack。更多请参看：
https://baike.baidu.com/item/%E8%99%9A%E6%8B%9F%E6%9C%BA/104440?fr=aladdin
2.容器：将操作系统层虚拟化，是一个标准的软件单元
随处运行：容器可以将代码与配置文件和相关依赖库进行打包，从而确保在任何环境下的运行都是一致的。
高资源利用率：容器提供进程级的隔离，因此可以更加精细地设置CPU和内存的使用率，进而更好地利用服务器的计算资源。
快速扩展：每个容器都可作为单独的进程予以运行，并且可以共享底层操作系统的系统资源，这样一来可以加快容器的启动和停止效率。
3.区别与联系
虚拟机虽然可以隔离出很多「子电脑」，但占用空间更大，启动更慢。虚拟机软件可能还要花钱，例如VMWare；
容器技术不需要虚拟出整个操作系统，只需要虚拟一个小规模的环境，类似「沙箱」；
运行空间，虚拟机一般要几GB到 几十GB的空间，而容器只需要MB级甚至KB级；
我们来看一下对比数据：
与虚拟机相比，容器更轻量且速度更快，因为它利用了Linux底层操作系统在隔离的环境中运行。虚拟机的Hypervisor创建了一个非常牢固的边界，以防止应用程序突破它，而容器的边界不那么强大。
物理机部署不能充分利用资源，造成资源浪费。虚拟机方式部署，虚拟机本身会占用大量资源，导致资源浪费，另外虚拟机性能也很差。而容器化部署比较灵活，且轻量级，性能较好。
虚拟机属于虚拟化技术，而 Docker 这样的容器技术，属于轻量级的虚拟化。
三、认识 Docker
Docker
1.概念
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。
Docker技术的三大核心概念，分别是：镜像Image、容器Container、仓库Repository。
2.Docker轻量级的原因？
相信你也会有这样的疑惑：为什么Docker启动快？如何做到和宿主机共享内核？
当我们请求Docker运行容器时，Docker会在计算机上设置一个资源隔离的环境。然后将打包的应用程序和关联的文件复制到Namespace内的文件系统中，此时环境的配置就完成了。之后Docker会执行我们预先指定的命令，运行应用程序。
镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。
四、核心概念
1.Build, Ship and Run（搭建、运输、运行）；
2.Build once, Run anywhere（一次搭建，处处运行）；
3.Docker本身并不是容器，它是创建容器的工具，是应用容器引擎；
4.Docker三大核心概念，分别是：镜像Image，容器Container、仓库Repository；
5.Docker技术使用Linux内核和内核功能（例如Cgroups和namespaces）来分隔进程，以便各进程相互独立运行。
6.由于Namespace和Cgroups功能仅在Linux上可用，因此容器无法在其他操作系统上运行。那么Docker如何在macOS或Windows上运行？Docker实际上使用了一个技巧，并在非Linux操作系统上安装Linux虚拟机，然后在虚拟机内运行容器。另外，搜索公众号python人工智能技术后台回复“名著”，获取一份惊喜礼包。
7.镜像是一个可执行包，其包含运行应用程序所需的代码、运行时、库、环境变量和配置文件，容器是镜像的运行时实例。
五、安装 Docker
1.命令行安装
Homebrew的Cask已经支持Docker for Mac，因此可以很方便的使用Homebrew Cask来进行安装，执行如下命令：
brew cask install docker
更多安装方式，请查看官方文档：
https://www.docker.com/get-started
2.查看版本
docker -v
3.配置镜像加速
设置 Docker Engine 写入配置：
{
"registry-mirrors": [
"http://hub-mirror.c.163.com/",
"https://registry.docker-cn.com"
],
"insecure-registries":[],
"experimental": false,
"debug": true
}
4.安装桌面端
Docker 桌面端
桌面端操作非常简单，先去官网下载。通过Docker桌面端，我们可以方便的操作：
clone：克隆一个项目
build：打包镜像
run：运行实例
share：共享镜像
好了，准备工作就绪，下面可以大展身手了！
六、快速开始
安装完Docker之后，我们先打个实际项目的镜像，边学边用。
1.首先需要大致了解一下我们将会用到的11个命令
2.新建项目
为了快捷，我们直接使用Vue脚手架构建项目：
vue create docker-demo
尝试启动一下：
yarn serve
访问地址：http://localhost:8080/。项目就绪，我们接着为项目打包：
yarn build
这时候，项目目录下的Dist就是我们要部署的静态资源了，我们继续下一步。
需要注意：前端项目一般分两类，一类直接Nginx静态部署，一类需要启动Node服务。本节我们只考虑第一种。
3.新建Dockerfile
cd docker-demo && touch Dockerfile
此时的项目目录如下：
.
├── Dockerfile
├── README.md
├── babel.config.js
├── dist
├── node_modules
├── package.json
├── public
├── src
└── yarn.lock
可以看到我们已经在docker-demo目录下成功创建了Dockerfile文件。
4.准备Nginx镜像
运行你的Docker桌面端，就会默认启动实例，我们在控制台拉取Nginx镜像：
docker pull nginx
控制台会出现如下信息：
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/nginx
8559a31e96f4: Pull complete
8d69e59170f7: Pull complete
3f9f1ec1d262: Pull complete
d1f5ff4f210d: Pull complete
1e22bfa8652e: Pull complete
Digest: sha256:21f32f6c08406306d822a0e6e8b7dc81f53f336570e852e25fbe1e3e3d0d0133
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
docker.io/library/nginx:latest
如果你出现这样的异常，请确认Docker实例是否正常运行。
Cannot connect to the Docker daemon at unix:///var/run/docker.sock. Is the docker daemon running?
镜像准备OK，我们在根目录创建Nginx配置文件：
touch default.conf
写入：
server {
listen 80;
server_name localhost;
#charset koi8-r;
access_log /var/log/nginx/host.access.log main;
error_log /var/log/nginx/error.log error;
location / {
root /usr/share/nginx/html;
index index.html index.htm;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root /usr/share/nginx/html;
}
}
5.配置镜像
打开Dockerfile，写入如下内容：
FROM nginx
COPY dist/ /usr/share/nginx/html/
COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
我们逐行解释一下代码：
FROM nginx指定该镜像是基于nginx:latest镜像而构建的；
COPY dist/ /usr/share/nginx/html/命令的意思是将项目根目录下dist文件夹中的所有文件复制到镜像中/usr/share/nginx/html/目录下；
COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf将default.conf复制到etc/nginx/conf.d/default.conf，用本地的default.conf配置来替换Nginx镜像里的默认配置。
6.构建镜像Docker通过build命令来构建镜像：
docker build -t jartto-docker-demo .
按照惯例，我们解释一下上述代码：
-t参数给镜像命名jartto-docker-demo
.是基于当前目录的Dockerfile来构建镜像
执行成功后，将会输出：
Sending build context to Docker daemon 115.4MB
Step 1/3 : FROM nginx
---> 2622e6cca7eb
Step 2/3 : COPY dist/ /usr/share/nginx/html/
---> Using cache
---> 82b31f98dce6
Step 3/3 : COPY default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf
---> 7df6efaf9592
Successfully built 7df6efaf9592
Successfully tagged jartto-docker-demo:latest
镜像制作成功！我们来查看一下容器：
docker image ls | grep jartto-docker-demo
可以看到，我们打出了一个133MB的项目镜像：
jartto-docker-demo latest 7df6efaf9592 About a minute ago 133MB
镜像也有好坏之分，后续我们将介绍如何优化，这里可以先暂时忽略。
7.运行容器
docker run -d -p 3000:80 --name docker-vue jartto-docker-demo
这里解释一下参数：
-d设置容器在后台运行
-p表示端口映射，把本机的3000端口映射到container的80端口（这样外网就能通过本机的3000端口访问了。
--name设置容器名docker-vue
jartto-docker-demo是我们上面构建的镜像名字
补充一点：
在控制台，我们可以通过docker ps查看刚运行的Container的ID：
docker ps -a
控制台会输出：
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
ab1375befb0b jartto-docker-demo "/docker-entrypoint.…" 8 minutes ago Up 7 minutes 0.0.0.0:3000->80/tcp docker-vue
如果你使用桌面端，那么打开Docker Dashboard就可以看到容器列表了，如下图：
8.访问项目
因为我们映射了本机3000端口，所以执行：
curl -v -i localhost:3000
或者打开浏览器，访问：localhost:3000
9.发布镜像
如果你想为社区贡献力量，那么需要将镜像发布，方便其他开发者使用。
发布镜像需要如下步骤：
登陆[dockerhub](https://hub.docker.com)，注册账号；
命令行执行docker login，之后输入我们的账号密码，进行登录；
推送镜像之前，需要打一个Tag，执行docker tag / :
全流程结束，以后我们要使用，再也不需要「搬石头、砍木头、画图纸、盖房子」了，拎包入住。这也是docker独特魅力所在。
七、常规操作
到这里，恭喜你已经完成了Docker的入门项目！如果还想继续深入，不妨接着往下看看。
1.参数使用
FROM
指定基础镜像，所有构建的镜像都必须有一个基础镜像，且FROM命令必须是Dockerfile的第一个命令
FROM [AS ]指定从一个镜像构建起一个新的镜像名字
FROM [: ] [AS ]指定镜像的版本Tag
示例：FROM mysql:5.0 AS database
MAINTAINER
镜像维护人的信息
MAINTAINER
示例：MAINTAINER Jartto Jartto@qq.com
RUN
构建镜像时要执行的命令
RUN
示例：RUN ["executable", "param1", "param2"]
ADD
将本地的文件添加复制到容器中去，压缩包会解压，可以访问网络上的文件，会自动下载
ADD
示例：ADD *.js /app添加js文件到容器中的app目录下
COPY
功能和ADD一样，只是复制，不会解压或者下载文件
CMD
启动容器后执行的命令，和RUN不一样，RUN是在构建镜像是要运行的命令
当使用docker run运行容器的时候，这个可以在命令行被覆盖
示例：CMD ["executable", "param1", "param2"]
ENTRYPOINT
也是执行命令，和CMD一样，只是这个命令不会被命令行覆盖
ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
示例：ENTRYPOINT ["donnet", "myapp.dll"]
LABEL：为镜像添加元数据，key-value形式
LABEL = = ...
示例：LABEL version="1.0" description="这是一个web应用"
ENV：设置环境变量，有些容器运行时会需要某些环境变量
ENV一次设置一个环境变量
ENV = = =设置多个环境变量
示例：ENV JAVA_HOME /usr/java1.8/
EXPOSE：暴露对外的端口（容器内部程序的端口，虽然会和宿主机的一样，但是其实是两个端口）
EXPOSE
示例：EXPOSE 80
容器运行时，需要用-p映射外部端口才能访问到容器内的端口
VOLUME：指定数据持久化的目录，官方语言叫做挂载
VOLUME /var/log指定容器中需要被挂载的目录，会把这个目录映射到宿主机的一个随机目录上，实现数据的持久化和同步。
VOLUME ["/var/log","/var/test".....]指定容器中多个需要被挂载的目录，会把这些目录映射到宿主机的多个随机目录上，实现数据的持久化和同步
VOLUME /var/data var/log指定容器中的var/log目录挂载到宿主机上的/var/data目录，这种形式可以手动指定宿主机上的目录
WORKDIR：设置工作目录，设置之后 ，RUN、CMD、COPY、ADD的工作目录都会同步变更
WORKDIR
示例：WORKDIR /app/test
USER：指定运行命令时所使用的用户，为了安全和权限起见，根据要执行的命令选择不同用户
USER :[ ]
示例：USER test
ARG：设置构建镜像是要传递的参数
ARG [= ]
ARG name=sss
更多操作，请移步官方使用文档：
https://docs.docker.com/八、最佳实践
在掌握Docker常规操作之后，我们很容易就可以打出自己想要的项目镜像。然而不同的操作打出的镜像也是千差万别。
究竟是什么原因导致镜像差异，我们不妨继续探索。
以下是在应用Docker过程中整理的最佳实践，请尽量遵循如下准则：
Require明确：需要什么镜像
步骤精简：变化较少的Step优先
版本明确：镜像命名明确
说明文档：整个镜像打包步骤可以重现
推荐如下两篇文章：
https://www.docker.com/blog/intro-guide-to-dockerfile-best-practices/
https://docs.docker.com/develop/develop-images/dockerfile_best-practices/
九、总结
容器化技术必将是云时代不可或缺的技能之一，而Docker只是沧海一粟。随之而来的还有集群容器管理K8s、Service Mesh、Istio等技术。打开Docker的大门，不断抽丝剥茧，逐层深入，你将感受到容器化的无穷魅力。
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