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第一章：初识 Docker

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1. Docker 简介

Docker 的历史与发展

Docker 是由 Solomon Hykes 于 2013 年在 Python 语言会议 PyCon 上首次推出的。它从此改变了软件开发和部署的方式，推动了容器化技术的发展。最初，Docker 是 dotCloud 公司（现称为 Docker Inc.）的一个内部项目，但由于其强大和便捷，迅速在全球开发者社区中获得了广泛关注和使用。

Docker 的核心理念是“Build, Ship, Run”（构建、传输、运行）。它通过容器化技术，使得应用程序可以在任何环境中运行，无论是开发者的本地计算机、测试服务器，还是生产环境的云服务器。

Docker 的应用场景

Docker 在以下几个场景中被广泛应用：

  • 开发和测试环境：开发者可以快速构建和部署应用，确保开发环境与生产环境的一致性。
  • 持续集成和持续部署（CI/CD）：借助 Docker，可以实现自动化构建、测试和部署，提高软件交付效率。
  • 微服务架构：通过将应用拆分为多个独立的微服务，每个微服务运行在独立的容器中，简化了应用的开发、测试和运维。
  • 混合云和多云策略：Docker 容器可以在任何支持 Docker 的平台上运行，使得应用可以轻松迁移到不同的云服务提供商。

为什么选择 Docker

Docker 提供了许多优点，使其成为现代软件开发和部署的首选工具：

  • 轻量级：相比于虚拟机，Docker 容器更轻量，不需要完整的操作系统，从而节省了系统资源。
  • 可移植性：Docker 容器可以在任何支持 Docker 的平台上运行，确保应用环境的一致性。
  • 隔离性：每个 Docker 容器相互独立，互不干扰，从而增强了系统的安全性。
  • 快速启动：Docker 容器启动速度快，可以在几秒钟内启动，从而提高了开发和运维效率。

2. 安装与设置

安装 Docker（Windows、macOS、Linux）

在开始使用 Docker 之前，我们需要先安装它。以下是针对不同操作系统的安装步骤：

Windows
  1. 从 Docker 官网 下载 Docker Desktop for Windows。
  2. 双击下载的安装包，按照提示完成安装。
  3. 安装完成后，打开 Docker Desktop 应用，确保 Docker 已启动。
macOS
  1. 从 Docker 官网 下载 Docker Desktop for Mac。
  2. 双击下载的安装包，将 Docker 图标拖到 Applications 文件夹中。
  3. 打开 Applications 文件夹中的 Docker 应用，确保 Docker 已启动。
Linux

在 Linux 系统上安装 Docker，最常见的是在基于 Debian 的系统（如 Ubuntu）或基于 Red Hat 的系统（如 CentOS）上进行。

Ubuntu

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker.io
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

CentOS

sudo yum update
sudo yum install -y docker
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

配置 Docker 环境

安装完成后，我们还需要对 Docker 进行一些基本配置，以确保其正常运行。

  1. 配置 Docker 镜像加速器：由于网络原因，直接从 Docker Hub 拉取镜像可能会比较慢。可以通过配置国内镜像加速器来提高拉取速度。

在 Docker Desktop 中：

  • 打开 Docker Desktop。
  • 点击设置按钮，选择“Daemon”选项。
  • 在“Registry mirrors”中添加国内镜像地址，如 https://registry.docker-cn.com。

在 Linux 中： 编辑 Docker 配置文件 /etc/docker/daemon.json，添加镜像加速器地址：

{
  "registry-mirrors": ["https://registry.docker-cn.com"]
}

然后重启 Docker 服务：

sudo systemctl restart docker
  1. 添加非 root 用户到 Docker 组：默认情况下，只有 root 用户或具有 sudo 权限的用户才能运行 Docker 命令。可以通过将当前用户添加到 Docker 组来解决此问题。
sudo usermod -aG docker $USER

然后重新登录以使更改生效。

验证 Docker 安装

安装和配置完成后，我们需要验证 Docker 是否安装成功。打开终端，运行以下命令：

docker --version

输出类似于以下内容，表示安装成功：

Docker version 20.10.7, build f0df350

接下来，运行一个简单的容器：

docker run hello-world

如果看到以下输出，说明 Docker 运行正常：

Hello from Docker!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
...

3. 第一个 Docker 容器

编写 Hello, World 程序

为了更好地理解 Docker 的使用，我们将编写并运行一个简单的 Hello, World 程序。

首先，创建一个名为 hello-world 的目录，并在其中创建一个名为 Dockerfile 的文件，内容如下：

# 使用官方的 Ubuntu 基础镜像
FROM ubuntu:latest

# 安装基础软件包
RUN apt-get update && apt-get install -y \
    software-properties-common \
    && apt-get clean

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 创建一个 Hello, World 脚本
RUN echo 'echo "Hello, World!"' > hello.sh

# 赋予执行权限
RUN chmod +x hello.sh

# 设置容器启动时执行的命令
CMD ["./hello.sh"]

运行 Docker 容器

在终端中进入 hello-world 目录，构建 Docker 镜像：

docker build -t hello-world .

构建完成后，运行容器：

docker run hello-world

如果看到以下输出，表示容器运行成功：

Hello, World!

基本的 Docker 命令

在使用 Docker 的过程中，我们会频繁地使用一些基本命令。以下是一些常用的 Docker 命令：

  • **docker build**：用于构建镜像。例如 docker build -t my-image .。
  • **docker run**：用于运行容器。例如 docker run my-image。
  • **docker ps**：查看正在运行的容器。例如 docker ps。
  • **docker stop**：停止正在运行的容器。例如 docker stop container-id。
  • **docker rm**：删除已停止的容器。例如 docker rm container-id。
  • **docker rmi**：删除镜像。例如 docker rmi image-id。

通过这些基本命令，我们可以开始使用 Docker 创建和管理容器，为后续的学习和应用打下坚实的基础。

在本章中，我们介绍了 Docker 的历史、应用场景以及为什么选择 Docker，并详细讲解了 Docker 的安装与配置过程。通过编写和运行第一个 Docker 容器，我们了解了 Docker 的基本使用方法和常用命令。

在接下来的章节中，我们将深入探讨 Docker 的基础概念、命令详解以及更多高级应用，帮助你更好地掌握 Docker 容器化技术。

互动练习

  1. 在你的系统上安装 Docker 并配置镜像加速器。
  2. 编写并运行一个简单的 Docker 容器，输出 "Hello, World!"。
  3. 尝试使用一些基本的 Docker 命令，查看容器状态、停止和删除容器。

如果在操作过程中遇到任何问题，请在评论区留言讨论或指正错误，我们会及时回复并帮助你解决。

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