【Docker实战入门】从核心概念到镜像构建

Docker实战入门：从核心概念到镜像构建

Docker 作为容器化技术的代表，彻底改变了应用的部署和运行方式。它通过"一次构建，到处运行"的理念，解决了开发环境与生产环境不一致的痛点。从实战角度出发，详解 Docker 的核心概念与常用操作，快速上手 Docker 技术。

一、Docker 三大核心概念

Docker 之所以强大，源于其清晰的核心架构。理解镜像、容器和仓库的关系非常重要。

1.1 镜像（Image）：应用的"模板"

镜像是什么？
镜像可以理解为一个只读的"应用模板"，包含了运行应用所需的所有内容：代码、运行时环境、库文件、环境变量和配置文件。它就像一个打包好的软件安装包，但比安装包更轻量、更标准。

镜像的特点：

• 只读性：一旦构建完成，镜像内容不可修改
• 分层存储：由多个只读层叠加而成，相同层可共享，节省存储空间
• 可版本化：通过标签（Tag）区分不同版本（如 nginx:1.23、nginx:latest）

常用镜像操作（实战命令）：

# 查看本地所有镜像（包含标签、大小、创建时间）
docker images
# 等价命令：docker image ls# 拉取镜像（从仓库下载到本地）
docker pull nginx:alpine  # 拉取 nginx 的轻量 alpine 版本
docker pull mysql:8.0     # 拉取 mysql 8.0 版本# 导出镜像（备份或迁移）
docker save -o nginx-alpine.tar nginx:alpine  # 导出为 tar 包# 导入镜像（从备份恢复）
docker load -i nginx-alpine.tar# 删除本地镜像（注意：需先删除依赖该镜像的容器）
docker rmi nginx:alpine
# 强制删除（即使有容器依赖，谨慎使用）
docker rmi -f nginx:alpine

小贴士：选择镜像时，优先考虑官方镜像（如 nginx、mysql），安全性和维护性更有保障。小版本号越新越好（如 1.23 比 1.21 包含更多修复）。

1.2 容器（Container）：运行中的"应用实例"

容器是什么？
容器是镜像的运行实例，是一个独立的应用运行单元。如果说镜像是"模板"，那么容器就是用模板创建的"应用进程"。它包含了镜像的所有内容，并在镜像只读层之上添加了一个可写层，用于运行时的数据修改。

容器的特点：

• 独立性：拥有自己的进程空间、网络空间和文件系统，与宿主机和其他容器隔离
• 轻量性：基于宿主机内核运行，无需虚拟硬件，启动时间通常在秒级
• 可移植性：同一镜像在任何支持 Docker 的环境中，运行结果一致

常用容器操作（实战命令）：

# 查看运行中的容器
docker ps
# 查看所有容器（包括已停止的）
docker ps -a# 启动容器（后台运行，-d 表示 detached 模式）
docker run --name my-nginx -d nginx:alpine
# 启动交互式容器（-it 表示交互式终端，常用于调试）
docker run --name my-shell -it centos:7 /bin/bash  # 进入 centos 容器的命令行# 端口映射（将容器端口暴露到宿主机，格式：宿主机端口:容器端口）
docker run -d --name web-server -p 8080:80 nginx:alpine
# 此时访问宿主机的 8080 端口，等价于访问容器的 80 端口# 资源限制（限制容器使用的 CPU 和内存，避免资源耗尽）
docker run -d --name limited-app \--cpus 0.5  # 最多使用 0.5 个 CPU 核心--memory 512m  # 最多使用 512MB 内存nginx:alpine# 进入运行中的容器（在容器内部执行命令）
docker exec -it my-nginx /bin/sh  # 进入 nginx 容器的 shell# 停止容器
docker stop my-nginx
# 启动已停止的容器
docker start my-nginx
# 重启容器
docker restart my-nginx# 删除容器（需先停止容器，或用 -f 强制删除）
docker rm my-nginx
docker rm -f my-nginx  # 强制删除运行中的容器

实战技巧：docker run 是最常用的命令之一，记住几个核心参数：--name 指定名称、-d 后台运行、-p 端口映射、-v 数据挂载、-e 设置环境变量。

1.3 仓库（Registry）：镜像的"存储库"

仓库是什么？
仓库是集中存储和分发镜像的地方，类似代码仓库（如 GitHub）。它分为公开仓库（所有人可访问）和私有仓库（仅限特定用户访问）。

常见仓库：

• Docker Hub：官方公开仓库，包含大量官方镜像（https://hub.docker.com）
• 私有仓库：企业内部搭建的仓库，用于存储敏感业务镜像（如 Harbor、Docker Registry）

仓库操作实战：

# 1. 部署本地私有仓库（基于官方 registry 镜像）
docker run -d \-p 5000:5000 \  # 映射端口--restart always \  # 开机自启-v /opt/registry-data:/var/lib/registry \  # 数据持久化--name my-registry \registry:2  # 仓库镜像# 2. 标记镜像（准备推送到私有仓库，格式：仓库地址/镜像名:标签）
docker tag nginx:alpine 192.168.1.100:5000/nginx:alpine# 3. 推送镜像到私有仓库
docker push 192.168.1.100:5000/nginx:alpine# 4. 从私有仓库拉取镜像（其他机器上）
docker pull 192.168.1.100:5000/nginx:alpine

注意：默认情况下，Docker 只允许向 HTTPS 仓库推送镜像。如果使用 HTTP 私有仓库（如本地测试），需在 /etc/docker/daemon.json 中配置信任：

{ "insecure-registries": ["192.168.1.100:5000"] }

配置后重启 Docker：systemctl restart docker。

二、数据持久化：容器数据不丢失

容器默认是"临时的"——容器删除后，内部数据会随之丢失。但实际应用中（如数据库），数据需要长期保存。Docker 提供两种主要方式实现数据持久化：

2.1 绑定挂载（Bind Mounts）：直接挂载宿主机目录

将宿主机的目录或文件直接挂载到容器中，容器内的修改会实时同步到宿主机，反之亦然。

实战示例：

# 挂载宿主机的 /opt/mysql-data 到容器的 /var/lib/mysql（mysql 数据目录）
docker run -d \--name my-mysql \-v /opt/mysql-data:/var/lib/mysql \  # 绑定挂载-e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \  # 设置环境变量（数据库密码）mysql:5.7

适用场景：

• 开发环境：需要实时同步代码（如将本地代码目录挂载到容器，修改代码无需重建镜像）
• 数据备份：直接通过宿主机目录备份数据

2.2 卷（Volumes）：Docker 管理的存储

卷是由 Docker 统一管理的宿主机文件系统目录（默认路径：/var/lib/docker/volumes/），比绑定挂载更安全、更易管理。

实战示例：

# 1. 创建卷（可选，Docker 会自动创建未指定的卷）
docker volume create nginx-data# 2. 使用卷（将 nginx-data 卷挂载到容器的 /usr/share/nginx/html）
docker run -d \--name volume-nginx \-v nginx-data:/usr/share/nginx/html \  # 卷挂载-p 80:80 \nginx:alpine# 3. 查看卷详情（包括挂载路径）
docker volume inspect nginx-data

适用场景：

• 生产环境：数据由 Docker 管理，避免误删宿主机文件
• 多容器共享数据：多个容器可挂载同一个卷，实现数据共享

最佳实践：优先使用卷（Volumes）管理数据，尤其是生产环境。绑定挂载更适合开发阶段的临时需求。

三、Dockerfile：自定义镜像的"配方"

如果官方镜像不能满足需求，可以通过 Dockerfile 自定义镜像。Dockerfile 是一个包含构建指令的文本文件，通过 docker build 命令可自动构建镜像。

3.1 常用 Dockerfile 指令（附实战说明）

指令	作用说明	实战示例
FROM	指定基础镜像（必须是第一条指令）	FROM centos:7 # 基于 centos 7 构建
WORKDIR	设置后续命令的工作目录（类似 cd）	WORKDIR /app # 后续命令在 /app 目录执行
COPY/ADD	复制文件到镜像（ADD 支持解压和 URL 下载）	COPY . /app # 复制当前目录文件到镜像 /app
RUN	执行构建时命令（如安装软件）	RUN yum install -y python3 # 安装 Python3
ENV	设置环境变量（构建和运行时均有效）	ENV LANG=en_US.UTF-8 # 设置编码
EXPOSE	声明容器运行时监听的端口（仅声明作用）	EXPOSE 8080 # 声明监听 8080 端口
CMD	容器启动命令（可被 docker run 覆盖）	CMD ["python", "app.py"] # 启动 Python 应用
ENTRYPOINT	容器入口点（不可被覆盖，常与 CMD 配合）	ENTRYPOINT ["echo"] # 固定入口为 echo 命令

关键区别：RUN 是"构建时执行"（镜像打包阶段），CMD/ENTRYPOINT 是"运行时执行"（容器启动阶段）。

3.2 实战：构建一个自定义 Nginx 镜像

步骤 1：创建 Dockerfile
在项目目录下新建 Dockerfile 文件：

# 基础镜像
FROM nginx:alpine# 设置工作目录
WORKDIR /usr/share/nginx/html# 复制本地文件到镜像（替换默认首页）
COPY index.html .# 安装 curl 工具（构建时执行）
RUN apk add --no-cache curl# 声明端口
EXPOSE 80# 启动命令（默认启动 nginx，可省略，因为基础镜像已包含）
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

步骤 2：准备 index.html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head><title>My Custom Nginx</title></head>
<body><h1>Hello from Dockerfile!</h1></body>
</html>

步骤 3：构建镜像

# 格式：docker build -t 镜像名:标签 构建上下文路径
docker build -t my-nginx:v1 .
# 注意：最后的 "." 表示当前目录为构建上下文

步骤 4：运行自定义镜像

docker run -d -p 80:80 --name my-custom-nginx my-nginx:v1

访问宿主机 80 端口，即可看到自定义的首页内容，证明镜像构建成功。

总结

Docker 的核心逻辑可以概括为：用镜像打包应用，用容器运行应用，用仓库管理镜像，用挂载持久化数据。