Docker学习笔记：基础知识

本文是自己的学习笔记

1、什么是Docker

Docker是基于Go语言实现的云开源项目。它的角色是作为应用和环境的中间层，对应用屏蔽环境的变化，使应用的部署步骤，变量等不会随着环境的变化而变化。让App做到build anywhere and anytime。

所以Docker类似于Java虚拟机，让开发者不用操心操作系统的细节，只需要生产.class文件交给虚拟机就可以在任何操作系统上运行Java。

不过Docker比虚拟机更方便和轻巧。

虚拟机本质上是虚拟出一套硬件，然后在其之上运行一个完整的操作系统，并在系统上再运行所需应用进程。

而Docker则不虚拟硬件，直接使用操作系统的内核，不需要花时间虚拟硬件和要求操作系统划出运行空间。那不同的应用只需要持有App本身的代码和相关的依赖，然后放入Docker容器中。多个应用就对应着多个Docker容器，这些容器共享OS的内核。整个过程更轻便占用更少的资源。

比如下图就是四个App放到四个Docker容器中，共同运行在一个机器上。他们共享内核资源但是又各自拥有自己的文件系统，所以容器之间互不打扰。

2、Docker的架构设计

从上图可以看出，Docker主要分成三个部分，客户端，服务器和注册中心。

在Host中有容器（Container），和镜像（Images）。

2.1、镜像（Image）

镜像是一个非常核心的概念。它可以看成是一个打包好的软件应用模具，我们可以利用它快速创建多个应用实例运行到容器中，如同模具一般一按即成型。

它包含着一个应用启动所需要的一起，比如应用程序代码，所需要的依赖，环境变量和配置等。

镜像就是Docker移植性高的关键。它被设计成平台无关，这意味着我们可以在任何安装了Docker的机器上通过同一个镜像快速启动多个应用实例，而不用担心在我机器上能运行在你机器上就不能的问题。

需要注意镜像是只读类型的文件，一旦创建就不可修改。必须修改就只能创建一个新的镜像。

2.2、容器（Container）

容器容的是应用实例。每个容器只能运行一个应用实例。

它可以被启动，开始，停止等。每个容器都相互隔离。

容器都是由镜像创建的，一个镜像可以创建多个容器。

2.3、仓库（Repository)

仓库是集中存放镜像文件的场所。

仓库和仓库注册服务器（Registry）是有区别的。仓库注册服务骑上存放着多个仓库，而每个仓库有包含了多个镜像，每个镜像有不同的标签做区分。通常标签就是版本号。

仓库也分为公开查看和私有仓库。

最大的公开库是Docker Hub，存放了数量庞大的镜像供用户下载。国内的公开仓库包括阿里云，网易云等。

公司或者团队内部可以创建一个内部公开的Docker仓库。然后先创建一个基础镜像（例如，一个包含特定操作系统、运行时和常用工具的基础镜像），并将其推送到公有仓库。其他团队成员可以基于这个基础镜像进一步构建自己的应用镜像，从而确保开发、测试和生产环境的一致性。

2.4、Docker使用场景案例

1. 开发人员 A 编写应用程序代码，并创建一个 Dockerfile 来定义如何构建该应用程序的 Docker 镜像。
2. 开发人员 A 使用 docker build 命令构建镜像，并通过 docker tag 命令给镜像打上版本标签（例如 myorg/myapp:1.0.0）。
3. 开发人员 A 使用 docker push 命令将镜像推送到团队的公有 Docker 仓库（私有仓库）。
4. CI/CD 系统 检测到代码更新，自动触发镜像的构建和推送流程，确保仓库中的镜像始终是最新且符合规范的。
5. 开发人员 B 需要在本地运行或测试应用程序，他只需使用 docker pull myorg/myapp:1.0.0 命令从仓库中拉取镜像。
6. 测试人员 可以拉取特定版本的镜像，并在测试环境中进行验证。
7. 运维人员 可以从仓库中拉取通过测试的稳定版镜像，并将其部署到生产服务器上。
8. 如果应用程序需要更新，开发人员会重复上述过程，将新版本的镜像推送到仓库，并更新版本标签。

通过这种方式，公有 Docker 仓库成为了团队协作的枢纽，极大地提高了开发、测试和部署的效率和一致性。