Docker 是一種“輕量級(jí)”容器技術(shù)，它幾乎動(dòng)搖了傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)的地位，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有越來(lái)越多的公司開(kāi)始逐步使用 Docker 來(lái)替換現(xiàn)有的虛擬化平臺(tái)了。作為一名 Java 程序員，我們是時(shí)候一起把 Docker 學(xué)起來(lái)了！

本文會(huì)對(duì)虛擬化技術(shù)與 Docker 容器技術(shù)做一個(gè)對(duì)比，然后引出一些 Docker 的名詞術(shù)語(yǔ)，比如：容器、鏡像等，隨后將使用 Docker 搭建一個(gè) Java Web 運(yùn)行環(huán)境，最后將對(duì)本文做一個(gè)總結(jié)。

我們先來(lái)回顧一下傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)的體系架構(gòu)：

可見(jiàn)，我們?cè)谒拗鳈C(jī)的操作系統(tǒng)上，可安裝了多個(gè)虛擬機(jī)，而在每個(gè)虛擬機(jī)中，通過(guò)虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)虛擬操作系統(tǒng)，隨后，就可以在該虛擬操作系統(tǒng)上，安裝自己所需的應(yīng)用程序了。這一切看似非常簡(jiǎn)單，但其中的技術(shù)細(xì)節(jié)是相當(dāng)高深莫測(cè)的，大神級(jí)人物都不一定說(shuō)得清楚。

凡是使用過(guò)虛擬機(jī)的同學(xué)，應(yīng)該都知道，啟動(dòng)虛擬機(jī)就像啟動(dòng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)，初始化過(guò)程是相當(dāng)慢的，我們需要等很久，才能看到登錄界面。一旦虛擬機(jī)啟動(dòng)以后，就可以與宿主機(jī)建立網(wǎng)絡(luò)連接，確保虛擬機(jī)與宿主機(jī)之間是互聯(lián)互通的。不同的虛擬機(jī)之間卻是相互隔離的，也就是說(shuō)，彼此并不知道對(duì)方的存在，但每個(gè)虛擬機(jī)占用的都是宿主機(jī)的硬件與網(wǎng)絡(luò)資源。

我們?cè)賮?lái)對(duì)比一下 Docker 技術(shù)的體系架構(gòu)吧：

可見(jiàn)，在宿主機(jī)的操作系統(tǒng)上，有一個(gè) Docker 服務(wù)在運(yùn)行（或者稱為“Docker 引擎”），在此服務(wù)上，我們可開(kāi)啟多個(gè) Docker 容器，而每個(gè) Docker 容器中可運(yùn)行自己所需的應(yīng)用程序，Docker 容器之間也是相互隔離的，同樣地，都是占用的宿主機(jī)的硬件與網(wǎng)絡(luò)資源。

Docker 容器相對(duì)于虛擬機(jī)而言，除了在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上完全不一樣以外，啟動(dòng)速度較虛擬機(jī)而言有本質(zhì)的飛躍，啟動(dòng)一個(gè)容器只在眨眼瞬間。不管是虛擬機(jī)還是 Docker 容器，它們都是為了隔離應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境，節(jié)省我們的硬件資源，為我們開(kāi)發(fā)人員提供福利。

需要強(qiáng)調(diào)的是，筆者并非否定虛擬化技術(shù)，而是想通過(guò)本文讓更多的讀者了解如何使用 Docker 技術(shù)，讓大家知道除了虛擬化技術(shù)以外，還有另一種替代技術(shù)，也能讓?xiě)?yīng)用程序隔離起來(lái)。

下面，我們將結(jié)合一個(gè) Java Web 應(yīng)用的部署過(guò)程，來(lái)描述如何“烹飪”Docker 這份美味佳肴。您準(zhǔn)備好了嗎？我們現(xiàn)在就開(kāi)始！

原料

前提條件

首先，您要準(zhǔn)備一個(gè) CentOS 的操作系統(tǒng)，虛擬機(jī)也行?？傊?，可以通過(guò) Linux 客戶端工具訪問(wèn)到 CentOS 操作系統(tǒng)就行。

需要說(shuō)明的是，Ubuntu 或其它 Linux 操作系統(tǒng)也能玩 Docker，只不過(guò)本文選擇了以 CentOS 為例，僅此而已。

CentOS 具體要求如下：

• 必須是 64 位操作系統(tǒng)
• 建議內(nèi)核在 3.8 以上
  

通過(guò)以下命令查看您的 CentOS 內(nèi)核：

uname -r

如果執(zhí)行以上命令后，輸出的內(nèi)核版本號(hào)低于 3.8，請(qǐng)參考下面的方法來(lái)來(lái)升級(jí)您的 Linux 內(nèi)核。

對(duì)于 CentOS 6.5 而言，內(nèi)核版本默認(rèn)是 2.6。首先，可通過(guò)以下命令安裝最新內(nèi)核：

rpm --import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org
rpm -ivh http://www.elrepo.org/elrepo-release-6-5.el6.elrepo.noarch.rpm
yum -y --enablerepo=elrepo-kernel install kernel-lt

隨后，編輯以下配置文件：

vi /etc/grub.conf

將default=1修改為default=0。

最后，通過(guò)reboot命令重啟操作系統(tǒng)。

重啟后如果不出意外的話，再次查看內(nèi)核，您的 CentOS 內(nèi)核將會(huì)顯示為 3.10。

如果到這里，您和我們所期望的結(jié)果是一致的。恭喜您！下面我們就一起來(lái)安裝 Docker 了。

安裝 Docker

只需通過(guò)以下命令即可安裝 Docker 軟件：

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

可使用以下命令，查看 Docker 是否安裝成功：

docker version

若輸出了 Docker 的版本號(hào)，則說(shuō)明安裝成功，我們下面就可以開(kāi)始使用 Docker 了。

可通過(guò)以下命令啟動(dòng) Docker 服務(wù)：

service docker start

做法

就像曾經(jīng)安裝軟件一樣，我們首先需要有一張刻錄了該軟件的光盤，如果您使用的是虛擬光驅(qū)，那么就需要運(yùn)行一種名為“鏡像”的文件，通過(guò)它來(lái)安裝軟件。在 Docker 的世界里，也有一個(gè)名為“鏡像”的東西，已經(jīng)安裝我們所需的操作系統(tǒng)，我們一般成為“Docker 鏡像”，本文簡(jiǎn)稱“鏡像”。

那么問(wèn)題來(lái)了，我們從哪里下載鏡像呢？

Docker官網(wǎng) 確實(shí)已經(jīng)提供了所有的鏡像下載地址，可惜在國(guó)內(nèi)卻是無(wú)法訪問(wèn)的。幸好國(guó)內(nèi)好心人提供了一個(gè) Docker 中文網(wǎng)，在該網(wǎng)站上可以下載我們所需的 Docker 鏡像。

下載鏡像

我們不妨還是以 CentOS 為例，通過(guò)以下步驟，下載一個(gè) CentOS 的鏡像。

首先，訪問(wèn) Docker 中文網(wǎng)，在首頁(yè)中搜索名為“centos”的鏡像，在搜索的結(jié)果中，有一個(gè)“官方鏡像”，它就是我們所需的。

然后，進(jìn)入 CentOS 官方鏡像頁(yè)面，在“Pull this repository”輸入框中，有一段命令，把它復(fù)制下來(lái)，在自己的命令行上運(yùn)行該命令，隨后將立即下載該鏡像。

最后，使用以下命令查看本地所有的鏡像：

docker images

當(dāng)下載完成后，您應(yīng)該會(huì)看到：

REPOSITORY                TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
docker.cn/docker/centos   centos6             25c5298b1a36        7 weeks ago         215.8 MB

如果看到以上輸出，說(shuō)明您可以使用“docker.cn/docker/centos”這個(gè)鏡像了，或?qū)⑵浞Q為倉(cāng)庫(kù)（Repository），該鏡像有一個(gè)名為“centos6”的標(biāo)簽（Tag），此外還有一個(gè)名為“25c5298b1a36 ”的鏡像 ID（可能您所看到的鏡像 ID 與此處的不一致，那是正?，F(xiàn)象，因?yàn)檫@個(gè)數(shù)字是隨機(jī)生成的）。此外，我們可以看到該鏡像只有 215.8 MB，非常小巧，而不像虛擬機(jī)的鏡像文件那樣龐大。

現(xiàn)在鏡像已經(jīng)有了，我們下面就需要使用該鏡像，來(lái)啟動(dòng)容器。

啟動(dòng)容器

容器是在鏡像的基礎(chǔ)上來(lái)運(yùn)行的，一旦容器啟動(dòng)了，我們就可以登錄到容器中，安裝自己所需的軟件或應(yīng)用程序。既然鏡像已經(jīng)下載到本地，那么如何才能啟動(dòng)容器呢？

只需使用以下命令即可啟動(dòng)容器：

docker run -i -t -v /root/software/:/mnt/software/ 25c5298b1a36 /bin/bash

這條命令比較長(zhǎng)，我們稍微分解一下，其實(shí)包含以下三個(gè)部分：

docker run <相關(guān)參數(shù)> <鏡像 ID> <初始命令>

其中，相關(guān)參數(shù)包括：

• -i：表示以“交互模式”運(yùn)行容器
• -t：表示容器啟動(dòng)后會(huì)進(jìn)入其命令行
• -v：表示需要將本地哪個(gè)目錄掛載到容器中，格式：-v <宿主機(jī)目錄>:<容器目錄>

假設(shè)我們的所有安裝程序都放在了宿主機(jī)的/root/software/目錄下，現(xiàn)在需要將其掛載到容器的/mnt/software/目錄下。

需要說(shuō)明的是，不一定要使用“鏡像 ID”，也可以使用“倉(cāng)庫(kù)名:標(biāo)簽名”，例如：docker.cn/docker/centos:centos6。

初始命令表示一旦容器啟動(dòng)，需要運(yùn)行的命令，此時(shí)使用“/bin/bash”，表示什么也不做，只需進(jìn)入命令行即可。

安裝相關(guān)軟件

為了搭建 Java Web 運(yùn)行環(huán)境，我們需要安裝 JDK 與 Tomcat，下面的過(guò)程均在容器內(nèi)部進(jìn)行。我們不妨選擇/opt/目錄作為安裝目錄，首先需要通過(guò)cd /opt/命令進(jìn)入該目錄。

安裝 JDK（下載地址）

首先，解壓 JDK 程序包：

tar -zxf /mnt/software/jdk-7u67-linux-x64.tar.gz -C .

然后，重命名 JDK 目錄：

mv jdk1.7.0_67/ jdk/

安裝 Tomcat

首先，解壓 Tomcat 程序包：

tar -zxf /mnt/software/apache-tomcat-7.0.55.tar.gz -C .

然后，重命名 Tomcat 目錄：

mv apache-tomcat-7.0.55/ tomcat/

設(shè)置環(huán)境變量

首先，編輯.bashrc文件

vi ~/.bashrc

然后，在該文件末尾添加如下配置：

export JAVA_HOME=/opt/jdk
export PATH=$PATH:$JAVA_HOME

最后，需要使用source命令，讓環(huán)境變量生效：

source ~/.bashrc

編寫(xiě)運(yùn)行腳本

我們需要編寫(xiě)一個(gè)運(yùn)行腳本，當(dāng)啟動(dòng)容器時(shí)，運(yùn)行該腳本，啟動(dòng) Tomcat，具體過(guò)程如下：

首先，創(chuàng)建運(yùn)行腳本：

vi /root/run.sh

然后，編輯腳本內(nèi)容如下：

#!/bin/bash
source ~/.bashrc
sh /opt/tomcat/bin/catalina.sh run

注意：這里必須先加載環(huán)境變量，然后使用 Tomcat 的運(yùn)行腳本來(lái)啟動(dòng) Tomcat 服務(wù)。

最后，為運(yùn)行腳本添加執(zhí)行權(quán)限：

chmod u+x /root/run.sh

退出容器

當(dāng)以上步驟全部完成后，可使用exit命令，退出容器。

隨后，可使用如下命令查看正在運(yùn)行的容器：

docker ps

此時(shí)，您應(yīng)該看不到任何正在運(yùn)行的程序，因?yàn)閯偛乓呀?jīng)使用exit命令退出的容器，此時(shí)容器處于停止?fàn)顟B(tài)，可使用如下命令查看所有容器：

docker ps -a

輸出如下內(nèi)容：

CONTAINER ID    IMAGE      COMMAND             CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES
57c312bbaad1  docker.cn/docker/centos:centos6   "/bin/bash"  27 minutes ago  Exited (0) 19 seconds ago   naughty_goldstine

記住以上CONTAINER ID（容器 ID），隨后我們將通過(guò)該容器，創(chuàng)建一個(gè)可運(yùn)行 Java Web 的鏡像。

創(chuàng)建 Java Web 鏡像

使用以下命令，根據(jù)某個(gè)“容器 ID”來(lái)創(chuàng)建一個(gè)新的“鏡像”：

docker commit 57c312bbaad1 huangyong/javaweb:0.1

該容器的 ID 是“57c312bbaad1”，所創(chuàng)建的鏡像名是“huangyong/javaweb:0.1”，隨后可使用鏡像來(lái)啟動(dòng) Java Web 容器。

啟動(dòng) Java Web 容器

有必要首先使用docker images命令，查看當(dāng)前所有的鏡像：

REPOSITORY                TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
huangyong/javaweb         0.1                 fc826a4706af        38 seconds ago      562.8 MB
docker.cn/docker/centos   centos6             25c5298b1a36        7 weeks ago         215.8 MB

可見(jiàn)，此時(shí)已經(jīng)看到了最新創(chuàng)建的鏡像“huangyong/javaweb:0.1”，其鏡像 ID 是“fc826a4706af”。正如上面所描述的那樣，我們可以通過(guò)“鏡像名”或“鏡像 ID”來(lái)啟動(dòng)容器，與上次啟動(dòng)容器不同的是，我們現(xiàn)在不再進(jìn)入容器的命令行，而是直接啟動(dòng)容器內(nèi)部的 Tomcat 服務(wù)。此時(shí)，需要使用以下命令：

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

稍作解釋：

• -d：表示以“守護(hù)模式”執(zhí)行/root/run.sh腳本，此時(shí) Tomcat 控制臺(tái)不會(huì)出現(xiàn)在輸出終端上。
• -p：表示宿主機(jī)與容器的端口映射，此時(shí)將容器內(nèi)部的 8080 端口映射為宿主機(jī)的 58080 端口，這樣就向外界暴露了 58080 端口，可通過(guò) Docker 網(wǎng)橋來(lái)訪問(wèn)容器內(nèi)部的 8080 端口了。
• --name：表示容器名稱，用一個(gè)有意義的名稱命名即可。

關(guān)于 Docker 網(wǎng)橋的內(nèi)容，需要補(bǔ)充說(shuō)明一下。實(shí)際上 Docker 在宿主機(jī)與容器之間，搭建了一座網(wǎng)絡(luò)通信的橋梁，我們可通過(guò)宿主機(jī) IP 地址與端口號(hào)來(lái)映射容器內(nèi)部的 IP 地址與端口號(hào)，

在一系列參數(shù)后面的是“鏡像名”或“鏡像 ID”，怎么方便就怎么來(lái)。最后是“初始命令”，它是上面編寫(xiě)的運(yùn)行腳本，里面封裝了加載環(huán)境變量并啟動(dòng) Tomcat 服務(wù)的命令。

當(dāng)運(yùn)行以上命令后，會(huì)立即輸出一長(zhǎng)串“容器 ID”，我們可通過(guò)docker ps命令來(lái)查看當(dāng)前正在運(yùn)行的容器。

CONTAINER ID        IMAGE                   COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES
82f47923f926  huangyong/javaweb:0.1   "/root/run.sh"  4 seconds ago     Up 3 seconds      0.0.0.0:58080->8080/tcp   javaweb

品嘗

在瀏覽器中，輸入以下地址，即可訪問(wèn) Tomcat 首頁(yè)：

http://192.168.65.132:58080/

注意：這里使用的是宿主機(jī)的 IP 地址，與對(duì)外暴露的端口號(hào) 58080，它映射容器內(nèi)部的端口號(hào) 8080。

總結(jié)

通過(guò)本文，我們了解了 Docker 是什么？它與虛擬機(jī)的差別在哪里？以及如何安裝 Docker？如何下載 Docker 鏡像？如何運(yùn)行 Docker 容器？如何在容器內(nèi)安裝應(yīng)用程序？如何在容器上創(chuàng)建鏡像？如何以服務(wù)的方式啟動(dòng)容器？這一切看似簡(jiǎn)單，但操作也是相當(dāng)繁瑣的，不過(guò)熟能生巧，需要我們不斷地操練。

除了這種手工生成 Docker 鏡像的方式以外，還有一種更像是寫(xiě)代碼一樣，可以自動(dòng)地創(chuàng)建 Docker 鏡像的方式。只需要我們編寫(xiě)一個(gè) Dockerfile 文件，隨后使用docker build命令即可完成以上所有的手工操作。

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