Docker学习笔记从入门到精通2025-0706(基于opencamp训练营+CNB平台)
目录
一. Docker基础概念
1.1 Docker是什么
Docker 是一个用于开发、发布和运行应用程序的开放平台。Docker 提供了在松散隔离的环境中（称为容器）打包和运行应用程序的功能。这种隔离性和安全性可以在给定主机上同时运行多个容器。容器是轻量级的，包含运行应用程序所需的一切，因此无需依赖主机上已安装的内容。您可以在工作时共享容器，并确保与您共享的每个人都能获得相同的容器并以相同的方式工作。
详细信息可参考官方文档: dockerdocs
1.2 Docker解决了什么问题
-
环境不一致问题: 通过容器镜像封装一切依赖（代码、运行时、库、配置等），“一次构建，到处运行”。
-
应用部署复杂问题: 镜像打包即部署，部署逻辑自动化；每个容器相互隔离，解决端口冲突、库冲突等；通过版本化镜像，轻松实现升级和回滚。
-
资源利用率低的问题: 容器是轻量级的，不需要完整操作系统，启动快，占用资源少；在同一台机器上可以运行多个容器，提高资源利用率
-
持续集成/持续交付（CI/CD）困难: 容器天然适合集成在 CI/CD 流程中；自动构建镜像、运行测试容器、发布新版本；保证发布的一致性和稳定性。
-
多语言/多架构支持困难: 每个服务一个镜像，互不影响；用 Docker Compose 管理多个容器，方便构建微服务架构。
1.3 Docker架构
Docker 采用客户端-服务器架构。Docker 客户端与 Docker 守护进程通信，后者负责构建、运行和分发 Docker 容器等繁重工作。Docker 客户端和守护进程可以运行在同一系统上，或者您可以将 Docker 客户端连接到远程 Docker 守护进程。Docker 客户端和守护进程使用 REST API、UNIX 套接字或网络接口进行通信。另一个 Docker 客户端是 Docker Compose，它允许您处理由一组容器组成的应用程序。
二. 镜像 (image)
2.1 镜像是什么
镜像是一个只读的模板，包含了运行应用所需的一切内容：代码、依赖、运行时、环境变量、配置文件等。可以理解为一份“蓝图”或者“快照”。
2.2 镜像仓库 (Docker Hub)
Docker官方提供了一个专门管理、存储镜像的网站，并对外开放了镜像上传、下载的权利。Docker官方提供了一些基础镜像，然后各大软件公司又在基础镜像基础上，制作了自家软件的镜像，全部都存放在这个网站。这个网站就成了Docker镜像交流的社区：Docker Hub 官网
基本上我们常用的各种软件都能在这个网站上找到，我们甚至可以自己制作镜像上传上去。
2.3 常用镜像命令
| 命令 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
docker images |
查看本地已有的镜像列表 | docker images |
docker pull |
从远程仓库下载镜像 | docker pull nginx:latest |
docker build |
基于 Dockerfile 构建镜像 | docker build -t myapp:1.0 . |
docker rmi |
删除镜像 | docker rmi nginx |
docker save |
将镜像保存为 tar 文件 | docker save -o myapp.tar myapp:1.0 |
docker load |
从 tar 文件加载镜像 | docker load -i myapp.tar |
docker history |
查看镜像构建历史（每层信息） | docker history nginx |
docker inspect |
查看镜像详细元数据（JSON 格式） | docker inspect nginx |
docker search |
搜索镜像仓库中的镜像 | docker search redis |
docker push |
推送镜像到远程仓库（如 Docker Hub） | docker push myrepo/myapp:1.0 |
更多命令可参照官方文档: docker官网命令
三. 自定义镜像 (Dockerfile)
3.1 镜像的结构
Docker 镜像是由多层（layer）组成的，每一层都是一个文件系统变更（比如添加文件、安装软件、设置环境变量等）。
举个简单的镜像结构示意图：
┌────────────────────┐ │ Layer 4: 应用配置 │ ├────────────────────┤ │ Layer 3: 应用依赖 │ ├────────────────────┤ │ Layer 2: 操作系统包 │ ├────────────────────┤ │ Layer 1: 基础系统 │ └────────────────────┘
MySQL镜像大约的结构(以 mysql:8.0 为例）:
| 层级 | 内容说明 |
|---|---|
| Layer 1 | debian 系统基础层（MySQL 官方以 Debian 为基础） |
| Layer 2 | 添加系统工具（如 bash、coreutils） |
| Layer 3 | 安装 MySQL 依赖库与用户 |
| Layer 4 | 安装 MySQL Server 本体（.deb 包） |
| Layer 5 | 添加启动脚本、配置等 |
| Layer 6 | 设置默认环境变量、端口等 |
| Layer 7 | 设置启动命令（如 mysqld） |
3.2 Dockerfile是什么
由于制作镜像的过程中，需要逐层处理和打包，比较复杂，所以Docker就提供了自动打包镜像的功能。我们只需要将打包的过程，每一层要做的事情用固定的语法写下来，交给Docker去执行即可。而这种记录镜像结构的文件就称为Dockerfile。
其对应的语法可以参考官方文档：Dockerfile官方文档
3.3 Dockerfile常用指令
| 指令 | 用途 | 示例 |
|---|---|---|
| FROM | 指定基础镜像（必须是第一条） | FROM python:3.10 |
| RUN | 在镜像构建时执行命令（如安装依赖） | RUN apt-get update && apt-get install -y curl |
| CMD | 指定容器启动后要执行的命令（可被覆盖） | CMD ["python", "app.py"] |
| ENTRYPOINT | 指定入口命令，通常与 CMD 配合 | ENTRYPOINT ["docker-entrypoint.sh"] |
| COPY | 将主机文件复制到镜像中 | COPY . /app |
| ADD | 类似 COPY，但支持解压 tar/URL 下载 | ADD app.tar.gz /app |
| WORKDIR | 设置工作目录（之后命令以此为当前目录） | WORKDIR /app |
| EXPOSE | 声明容器要监听的端口（不会自动映射） | EXPOSE 8080 |
| ENV | 设置环境变量 | ENV PORT=8080 |
| VOLUME | 声明挂载点（持久化数据） | VOLUME ["/data"] |
| USER | 指定运行容器时的用户 | USER node |
| ARG | 构建时传参（与 ENV 不同） | ARG APP_VERSION=1.0 |
其对应的语法可以参考官方文档：Dockerfile官网指令
如对于基础练习的exercise1可编写以下的Dockerfile:
FROM ubuntu:22.04
# 更新包索引并安装 nginx 和 curl
RUN apt-get update && \
apt-get install -y nginx curl
# 创建简单的 HTML 文件
RUN echo "Hello Docker!" > /var/www/html/index.html
# 暴露 80 端口
EXPOSE 80
# 启动 nginx 服务,-g参数表示全局配置,daemon off表示不用以守护进程运行
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]四. 容器（Container）
4.1 容器是什么
容器是基于镜像运行起来的实例，是应用真正运行的环境。容器中包含镜像的内容，并加上一层读写层，允许运行时修改（但不会影响原始镜像）。
4.2 容器与镜像的对比表
| 比较项 | 镜像 (Image) | 容器 (Container) |
|---|---|---|
| 定义 | 应用和环境的静态模板 | 镜像的运行实例 |
| 状态 | 静态的、只读的 | 动态的、可读写的 |
| 创建方式 | 通过 Dockerfile 构建或 pull 获得 | 通过 docker run 从镜像生成 |
| 是否可运行 | 否 | 是，是真正运行的应用 |
| 生命周期管理 | 不需要，始终存在 | 可以启动、停止、删除、重启 |
| 类比 | 面包模具、系统镜像 | 面包、运行中的程序/虚拟机 |
4.3 常用容器命令
容器生命周期管理命令:
| 命令 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
docker run |
创建并启动一个新容器 | docker run -d -p 8080:80 nginx |
docker ps |
查看正在运行的容器 | docker ps |
docker start |
启动已停止的容器 | docker start mycontainer |
docker stop |
停止正在运行的容器 | docker stop mycontainer |
docker restart |
重启容器 | docker restart mycontainer |
docker rm |
删除容器（只能删除已停止的） | docker rm mycontainer |
docker kill |
强制终止容器 | docker kill mycontainer |
容器状态与交互命令:
| 命令 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
docker logs |
查看容器输出日志 | docker logs mycontainer |
docker exec |
在运行容器中执行命令（推荐） | docker exec -it mycontainer bash |
docker top |
查看容器内进程列表 | docker top mycontainer |
docker inspect |
查看容器详细信息（JSON） | docker inspect mycontainer |
docker stats |
实时查看容器资源占用 | docker stats |
容器创建与运行常用参数:
| 选项 | 含义 | 示例 |
|---|---|---|
-d |
后台运行容器 | docker run -d nginx |
--name |
给容器命名 | --name mynginx |
-p |
映射端口 | -p 8080:80 |
-v |
挂载数据卷 | -v /host/path:/container/path |
-e |
设置环境变量 | -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 |
--rm |
容器退出后自动删除 | --rm |
--restart |
设置重启策略 | --restart=always |
五. 多容器编排 (Docker Compose)
5.1 Docker Compose是什么
Docker Compose 是一个用来定义和运行多容器 Docker 应用的工具。通过一个名为 docker-compose.yml 的文件，描述服务（service）、网络、卷等所有内容。
5.2 基本语法
docker-compose文件中可以定义多个相互关联的应用容器，每一个应用容器被称为一个服务（service）。由于service就是在定义某个应用的运行时参数，因此与docker run参数非常相似。
举例来说，用docker run部署MySQL的命令如下：
docker run -d \
--name mysql \
-p 3306:3306 \
-e TZ=Asia/Shanghai \
-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123 \
-v ./mysql/data:/var/lib/mysql \
-v ./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d \
-v ./mysql/init:/docker-entrypoint-initdb.d \
--network hmall
mysql如果用docker-compose.yml文件来定义，就是这样：
version: "3.8"
services:
mysql:
image: mysql
container_name: mysql
ports:
- "3306:3306"
environment:
TZ: Asia/Shanghai
MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123
volumes:
- "./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d"
- "./mysql/data:/var/lib/mysql"
networks:
- new
networks:
new:
name: hmall5.3 常用命令
| 命令 | 说明 |
|---|---|
docker-compose up |
启动所有服务（需在文件目录下） |
docker-compose up -d |
后台启动所有服务 |
docker-compose down |
停止并删除容器、网络、卷 |
docker-compose ps |
查看服务状态 |
docker-compose logs |
查看所有容器日志 |
docker-compose build |
构建镜像（如果用了 build:） |
docker-compose restart |
重启所有服务 |
官方文档: Docker Compose命令
六. 数据卷（Volume）
6.1 数据卷是什么
数据卷（volume）是一个虚拟目录，是容器内目录与宿主机目录之间映射的桥梁。数据卷常用于持久化和共享数据。通过数据卷,实现了容器内目录与宿主机目录之间的双向绑定。
注意：容器与数据卷的挂载要在创建容器时配置，对于创建好的容器，是不能设置数据卷的。而且创建容器的过程中，数据卷会自动创建。
6.2 数据卷常用命令
| 命令 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
docker volume create |
创建一个数据卷 | docker volume create mydata |
docker volume ls |
查看所有数据卷 | docker volume ls |
docker volume inspect |
查看数据卷详细信息（如挂载路径） | docker volume inspect mydata |
docker volume rm |
删除一个数据卷（不能被容器使用中） | docker volume rm mydata |
注意: 一般我们在启动容器时挂载数据卷,常和docker run命令搭配使用:
# 启动容器并挂载
docker run -d -v mydata:/var/lib/mysql --name mysql-test mysql:8.06.3 命名卷与绑定挂载
| 特性 | 命名卷（Named Volume） | 绑定挂载（Bind Mount） |
|---|---|---|
| 数据存储位置 | 由 Docker 管理（/var/lib/docker/volumes/） |
宿主机的任意路径（如 ./init.sql） |
| 跨平台兼容性 | 好（Docker 自动处理路径格式） | 差（需手动适配 Windows/macOS/Linux 路径） |
| 数据持久化 | 容器删除后数据保留 | 容器删除后不影响宿主机文件 |
| 使用场景 | 应用数据持久化（如数据库、缓存） | 配置文件注入、临时数据交换 |
如对于专业练习exercise1中的docker-compose.yml文件可这样编写(既使用了命名卷又使用了绑定挂载):
version: '3.8'
services:
mysql:
# 使用官方 MySQL 镜像
image: mysql:8.0
# 设置容器名称
container_name: exercise1
# 配置环境变量
environment:
# 设置 root 用户密码
MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123456
# 配置数据卷持久化
volumes:
# 使用 named volume 持久化 MySQL 数据目录
- mysql-data:/var/lib/mysql
# 使用绑定挂载,将本地的 init.sql 绑定到容器内指定目录。MySQL 镜像启动时，会自动执行 /docker-entrypoint-initdb.d/ 目录下的 SQL 文件，用于初始化数据库。
- ./init.sql:/docker-entrypoint-initdb.d/init.sql
# 暴露端口到主机
ports:
- "3306:3306"
# 设置容器重启策略
restart: always
# 定义 named volume
volumes:
mysql-data:七. 网络（Network）
7.1 Docker网络的作用
Docker 提供了强大且灵活的网络功能，用于容器之间的通信、容器与主机通信，以及跨主机通信。
注意: 容器的网络IP其实是一个虚拟的IP，其值并不固定与某一个容器绑定，如果我们在开发时写死某个IP，而在部署时很可能MySQL容器的IP会发生变化，连接会失败。
官方文档: Docker网络
7.2 Docker中的网络类型
| 网络模式 | 作用说明 |
|---|---|
bridge（桥接） |
默认网络模式，适合单主机上多个容器通信 |
host（主机） |
容器与宿主机共用网络栈，无隔离，适合性能要求高的场景 |
none（无网络） |
容器完全没有网络接口，隔离性最强 |
container:<name> |
容器共享另一个容器的网络，适合多个进程需要共享网络时 |
| 自定义 bridge 网络 | 推荐方式，支持容器名称互通 + DNS 解析 |
7.3 网络常用命令
| 命令 | 作用 | 示例 |
|---|---|---|
docker network ls |
查看所有 Docker 网络 | docker network ls |
docker network inspect |
查看某个网络的详细信息 | docker network inspect mynet |
docker network create |
创建一个自定义网络 | docker network create mynet |
docker network rm |
删除一个自定义网络 | docker network rm mynet |
docker network connect |
将容器连接到某个网络 | docker network connect mynet mycontainer |
docker network disconnect |
将容器从网络中断开 | docker network disconnect mynet mycontainer |
docker run --network |
创建容器时指定加入某网络 | docker run --network=mynet nginx |
对于专业练习exercise2中的docker-compose.yml文件自定义桥接网络可这样编写:
version: '3.8'
# 自定义 bridge 网络
networks:
mynet:
driver: bridge # 使用 bridge 驱动，实现容器间隔离通信
services:
# Web 服务
web:
build: . # 从当前目录的 Dockerfile 构建镜像
ports:
- "5000:5000" # 主机端口映射到容器端口，外部可访问
networks:
- mynet # 加入自定义 bridge 网络
depends_on:
- redis # 依赖 redis 服务，确保启动顺序
# Redis 服务
redis:
image: redis:7.2-alpine # 轻量 Redis 镜像
networks:
- mynet # 加入自定义 bridge 网络
volumes:
- redis-data:/data # 持久化 Redis 数据
# 持久化 Volume
volumes:
redis-data:八. RAG 智能问答系统容器化实践
项目待发布...
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