1. Docker基础概念

Docker概述

Docker是一种成熟高效的软件部署技术，利用容器化技术为应用程序封装独立的运行环境。每个运行环境即为一个容器，承载容器运行的计算机称为宿主机。

技术原理

Docker 的技术原理主要是基于 Linux 内核的 Namespace（命名空间） 实现资源隔离、Control Groups（控制组/cgroups） 实现资源限制，以及 UnionFS（联合文件系统） 实现分层存储，从而在宿主机操作系统之上构建出一个轻量级、相互独立且高度可移植的虚拟化运行环境。

核心技术拆解

  • Namespace：负责“隔离”，确保容器内的进程看不见其他容器或宿主机的网络、用户和文件系统。
  • cgroups：负责“分配”，规定一个容器能使用多少 CPU、内存等物理资源。
  • UnionFS：负责“存储”，将多层增量内容合并为一个完整的文件系统，这也是 Docker 镜像占用空间小的原因。

容器本质上还是一个进程，但是容器内部可以看做一个独立的系统

容器与虚拟机的区别:

Docker容器: 多个容器共享同一个系统内核。

虚拟机: 每个虚拟机包含一个操作系统的完整内核。

优势: Docker容器比虚拟机更轻量、占用空间更小、启动速度更快。

镜像 (Image):

定义: 镜像是容器的模板，可类比为软件安装包。

类比: 类似于制作糕点的模具，可用于创建多个糕点（容器），并可分享给他人。

容器 (Container):

定义: 容器是基于镜像运行的应用程序实例，可类比为安装好的软件。

类比: 类似于模具制作出的糕点。

Docker仓库 (Registry):

定义: 用于存放和分享Docker镜像的场所。

Docker Hub: Docker的官方公共仓库，存储了大量用户分享的Docker镜像。

2. Docker安装

运行环境: Docker通常基于Linux容器化技术。在Windows和Mac电脑上，Docker通过虚拟化一个Linux子系统来运行。

推荐环境: Linux系统宿主机是最佳的Docker实战环境。

Linux系统安装:

  1. 访问getdocker.com获取安装脚本。

  2. 执行安装脚本（例如，通过curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh下载脚本，然后执行sudo sh get-docker.sh）。

  3. 安装完成后，若非root用户，需在所有docker命令前添加sudo以获取管理员权限。

Windows系统安装:

  1. 启用Windows功能: 勾选“Virtual Machine Platform”（虚拟机平台）和“适用于Linux的Windows子系统”（WSL）。

  2. 重启电脑: 根据提示完成重启。

  3. 安装WSL:

    以管理员身份打开命令提示符（CMD）。

    执行wsl --set-default-version 2将WSL默认版本设为2。

    执行wsl --update安装WSL（国内网络建议添加--web-download参数减少下载失败）。

  4. 下载并安装Docker Desktop: 从官方网站下载对应CPU架构的安装包（Windows通常为AMD64），按提示完成安装。

  5. 启动Docker Desktop: 需保持Docker Desktop软件运行。

    1. 验证安装: 在Windows终端输入docker --version，若能打印版本号则表示安装成功。

3. Docker镜像管理命令

类别 核心指令 / 概念 功能与定义 详细说明与示例
下载镜像 docker pull 从 Docker 仓库下载镜像到本地环境。 示例： 1. docker pull nginx (下载官方最新版) 2. docker pull n8n/n8n (下载指定用户/组织镜像)
镜像构成 镜像完整名称 格式：[registry]/[namespace]/name:[tag] 组成部分： 1. Registry: 注册表地址 (默认为 docker.io，即官方 Hub) 2. Namespace: 命名空间 (默认为 library，即官方镜像) 3. Name: 镜像名称 (如 nginx) 4. Tag: 版本标签 (默认为 latest，可省略)
仓库概念 Registry vs Repository 用于区分“整个仓库服务”与“具体镜像库”。 Registry (注册表): 整个存放镜像的场所 (如整个 Docker Hub 网站)。 Repository (镜像库): 存储某一个特定镜像（包含不同版本）的地方 (如 Nginx 的页面)。
网络配置 镜像加速配置 解决国内网络连接 Docker Hub 慢的问题。 Linux: 修改 /etc/docker/daemon.json，添加 "registry-mirrors": ["地址"]，并重启服务。 Win/Mac: 在 Docker Desktop 设置 -> Docker Engine 中添加 registry-mirrors 字段。
查看镜像 docker images 列出所有已下载到本地的 Docker 镜像。 显示内容包括：仓库名 (Repository)、标签 (Tag)、镜像ID (Image ID)、创建时间及大小。
删除镜像 docker rmi 删除本地不再需要的镜像。 参数：可以使用 镜像名称 或 镜像ID 进行删除。 注意：如果镜像正在被容器使用，需先删除容器。
硬件适配 CPU 架构 (—platform) 适配不同的 CPU 指令集 (如 AMD64 vs ARM64)。 默认行为: docker pull 会自动识别当前宿主机的 CPU 架构并下载对应的镜像版本，无需手动干预。

实际操作

直接在可视化界面docker.desktop（前提是已经配置好wsl）上进行pull一个镜像

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查看新pull下来的镜像

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创建并运行容器，如果我们没有指定名字，系统会随机分配一个名字给他

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当然也可以直接手动启动

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查看已经运行的容器

4. Docker容器管理命令

一、 容器生命周期管理 (Run, Stop, PS)

这是最常用的基础命令，用于控制容器的开关、创建和状态查看。

命令分类 命令示例 关键参数说明 功能描述
创建并运行 docker run [镜像] --name: 指定容器名 -d: 后台运行 --rm: 停止后自动删除 --restart: 重启策略(always/unless-stopped) 最核心命令。如果本地无镜像会自动拉取。
状态查看 docker ps -a: 查看所有容器（含已停止） 查看容器 ID、镜像、运行状态及名称。
启动/停止 docker stop/start [ID/名] 无 停止或重启容器。注意：start 会保留初次 run 时的所有配置。
仅创建 docker create [镜像] 同 run 只创建容器对象，不立即启动。

二、 端口、存储与环境配置

这些参数通常配合 docker run 使用，用于打通容器与宿主机的联系。

配置类型 关键参数/命令 语法示例 核心要点
端口映射 -p -p 8080:80 左宿主机 : 右容器。把宿主机的8080端口转发到容器内的80端口，让外部网络能访问容器服务。

三、 容器调试、内部操作与原理

操作类型 命令示例 关键参数 使用场景
查看日志 docker logs [ID/名] -f: 实时刷新日志 当程序无法启动或报错时，第一时间查看此日志。
执行命令 docker exec [ID/名] -it: 开启交互式终端 在运行中的容器内执行命令，如 ls, ps 等。
交互进入 docker exec -it [ID/名] /bin/bash /bin/bash 或 /bin/sh 进入容器内部“摸摸看”，进行深度调试。
详细信息 docker inspect [ID/名] 无 以 JSON 格式查看容器的 IP、配置、挂载点等底层细节。

-d:传参

—name:指定唯一容器名字

5. Dockerfile - 构建镜像的蓝图（重要）

可以把 Dockerfile 理解为一套自动化的安装脚本。它的核心逻辑就是：基于一个已经存在的环境（基础镜像），把你的代码、依赖、配置“封存”进去，最终打包成一个开箱即用的“精装修房”。

定义: Dockerfile是一个文本文件，详细列出了如何制作Docker镜像的步骤和指令，可类比为制作模具的图纸。

一个简单的实例，用Docker+fastapi部署一个服务

Dockerfile中的内容：

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# 1. 指定基础镜像：使用官方 Python 3.13 瘦身版。
# slim 版本去除了不必要的标准库，体积更小，安全性更高。
FROM python:3.13-slim

# 2. 设置工作目录：后续的指令（COPY, RUN, CMD 等）都会在此目录下执行。
# 如果目录不存在，Docker 会自动创建。
WORKDIR /app

# 3. 拷贝文件：将宿主机当前目录下的所有文件拷贝到镜像内的 /app 目录。
# 注意：生产环境建议先只拷贝 requirements.txt 以利用镜像层缓存。
COPY . .

# 4. 执行安装命令：
# --no-cache-dir：不在镜像中存储 pip 缓存，可以显著减小镜像体积。
# -i：如果在国内环境，建议添加清华或阿里源加速下载。
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

# 5. 声明端口：告诉 Docker 容器在运行时监听 8000 端口。
# 这仅作为文档说明，实际映射还需在 docker run 时通过 -p 指定。
EXPOSE 8000

# 6. 设置启动命令：容器启动后默认执行的程序。
# 使用 ["executable", "param"] 格式（Exec 格式）是官方推荐的最佳实践。
CMD ["python", "main.py"]

执行docker build -t docker_test .

执行它时，Docker 会根据当前目录下的 Dockerfile 创建一个名为 docker_test 的镜像。

参数 含义 作用
docker build 构建指令 告诉 Docker 引擎开始从 Dockerfile 创建镜像。
-t Tag (标签) 为生成的镜像起一个名字（和可选的标签）。格式为 名字:版本。
docker_test 镜像名称 你指定的镜像名字。如果不加冒号，默认标签为 latest。
. 构建上下文 极其重要！ 指点 Docker 在当前目录寻找 Dockerfile 和相关代码文件。

docker run -d -p 8000:8000 docker_test

运行后，访问8000端口可以看到定义的服务

基本结构与指令:

指令/命令 语法示例 核心功能 注意事项
FROM FROM node:18 指定基础镜像。构建的第一行，决定了镜像的“底座”。 建议选择官方、精简版（如 alpine）。
WORKDIR WORKDIR /app 设定工作目录。后续的 RUN, COPY, CMD 都会在此目录下执行。 若目录不存在，Docker 会自动创建。
COPY COPY . . 拷贝文件。将宿主机的文件复制到镜像内。 第一个点是宿主机路径，第二个点是镜像内路径。
RUN RUN npm install 执行构建命令。在镜像层创建过程中安装软件、依赖。 每一条 RUN 都会增加镜像的层数（Layer）。
EXPOSE EXPOSE 8080 声明端口。告诉使用者镜像服务运行在哪个端口。 仅是文档属性，不会自动开启宿主机端口映射。
CMD CMD ["node", "app.js"] 容器启动命令。容器启动时默认执行的程序。 一个 Dockerfile 只能有一个有效的 CMD。
ENTRYPOINT ENTRYPOINT ["top", "-b"] 入口点。与 CMD 类似但更强，不容易被 docker run 后面的参数覆盖。 适合将容器作为“可执行程序”使用时。
docker build docker build -t name . 构建镜像命令。-t 设置镜像名，. 代表当前目录。 结尾的 . 非常重要，代表构建上下文路径。

镜像推送至Docker Hub:

  1. 登录Docker Hub: docker login。

  2. 重新标记镜像: docker tag <本地镜像名称> <你的用户名>/<镜像名称>[:<版本号>]。推送时镜像名称必须包含用户名作为命名空间。

  3. 推送镜像: docker push <你的用户名>/<镜像名称>[:<版本号>]。

  4. 验证: 在Docker Hub网站上可搜索到已推送的镜像，其他用户即可通过docker pull下载使用。

6. Docker Compose - 多容器编排，手动挡多条run变自动挡一个yaml

背景

当一个完整的应用由多个模块（如前端、后端、数据库）组成时，若将所有模块打包成一个巨大容器，会导致故障蔓延、伸缩性差。若每个模块独立容器化，则管理多个容器（创建、网络配置）会增加复杂性。

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解决方案: Docker Compose是一种轻量级的容器编排技术，用于管理多个容器的创建和协同工作。

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Docker Compose 的核心逻辑是通过一个 YAML 文件（通常命名为 docker-compose.yml）来定义和运行多个容器应用。你可以将它理解为“将多个 docker run 命令文档化、自动化”。

1. YAML 文件结构详解

YAML 文件将原本散落在命令行中的参数，结构化地组织在 services 顶级元素下：

YAML 字段 对应 docker run 参数 说明
services: (无) 顶级元素，下属每个子项代表一个独立的容器。
mongodb: --name mongodb 服务名称，既是容器名的一部分，也是内网访问的域名。
image: 镜像名 指定启动容器所需的镜像。
environment: -e 设置环境变量（如数据库密码）。
volumes: -v 挂载宿主机目录或卷，实现数据持久化。
ports: -p 端口映射（宿主机端口:容器端口）。
depends_on: (无) 启动顺序：确保依赖的服务（如数据库）先于应用启动。

2. 核心网络特性：服务发现

Docker Compose 会为该文件自动创建一个默认虚拟子网：

  • 自动加入：文件中定义的所有容器都会自动加入此网络。
  • 相互访问：容器间无需知道 IP，直接通过服务名称（如 http://mongodb:27017）即可通信。

3. 常用管理命令

Compose 命令通常在 docker-compose.yml 文件所在目录下执行：

  • docker compose up -d：一键启动所有服务并在后台运行（自动创建网络和容器）。
  • docker compose down：彻底清理，停止并删除容器、网络和镜像缓存。
  • docker compose stop / start：仅停止/启动现有容器，不进行删除操作。
  • docker compose -f <filename>.yml up：指定特定的配置文件进行部署。

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4. 场景定位：Compose

特性 Docker Compose
定位 轻量级单机编排
适用场景 个人开发、本地测试、小规模单机应用。
复杂度 极低，学习成本小。

可以直接把你的 docker run 命令丢给 AI，让它帮你自动转化为 docker-compose.yml 文件。

上面的docker run -d -p 8000:8000 docker_test命令转为docker-compose.yml文件如下

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services:
  web_app:              # 服务名称（对应之前 docker_test 的逻辑含义）
    image: docker_test  # 对应指令中的镜像名
    ports:
      - "8000:8000"     # 对应 -p 8000:8000 (宿主机端口:容器端口)
    restart: always     # 额外建议：容器崩溃或重启后自动拉起

多容器转docker-compose.yml：