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Docker 入门

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本文字数： 7.7k 阅读时长 ≈ 7 分钟

Understanding Docker Technology

Docker 是一个旨在帮助开发者构建、共享和运行容器化应用的平台。它处理了繁琐的环境配置工作，让你可以专注于代码。Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于 Go 编程语言构建，并在 Apache 2.0 许可证下发布。Docker 允许开发者将应用及其依赖包打包到一个轻量级、可移植的容器中，然后可以部署到任何主流的 Linux 机器上，同时也实现了虚拟化。

容器完全使用沙箱机制，彼此之间没有任何接口（类似于 iPhone 上的应用程序）。更重要的是，容器的性能开销极低。

Application Scenarios of Docker

场景 描述
微服务架构 每个服务独立容器化，便于管理和扩展
CI/CD 流水线 与 Jenkins/GitLab CI 集成，实现自动化构建和测试
开发环境统一 新成员可以一键启动全套依赖服务（如数据库、消息队列）
云原生基础 Kubernetes 等编排工具基于 Docker 管理容器集群

Core Advantages

优势 描述
跨平台一致性 解决”在我机器上能跑”的问题，确保开发、测试、生产环境的一致性
资源高效 容器直接共享宿主机内核，无需虚拟化整个操作系统，从而节省内存和 CPU 资源
快速部署 秒级启动容器，支持自动化弹性伸缩
隔离性 每个容器拥有独立的文件系统、网络和进程空间

Core Concepts

概念 描述
容器（Container） 轻量级的运行实例，包含应用代码、运行时环境和依赖库。基于镜像创建，与其他容器隔离，共享宿主机操作系统内核（比虚拟机更高效）
镜像（Image） 只读模板，定义了容器的运行时环境（如操作系统、软件配置等）。通过分层存储优化空间和构建速度
Dockerfile 文本文件，描述如何自动构建镜像（如指定基础镜像、安装软件、复制文件等）
仓库（Registry） 存储和分发镜像的平台，如 Docker Hub（官方公共仓库）或私有仓库（如 Harbor）

Docker vs Virtual Machines

特性 虚拟机 Docker 容器
隔离级别 硬件级虚拟化 操作系统级虚拟化
操作系统 每个虚拟机需要完整的操作系统 共享宿主机操作系统内核
资源消耗 重量级，消耗更多资源 轻量级，消耗较少资源
启动时间 分钟级 秒级
性能开销 较高 接近原生性能
镜像大小 GB 级别 MB 级别

架构对比：

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Traditional VMs:                    Docker Containers:
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│   App A         │                │   App A         │
│   Bin/Libs      │                │   App B         │
│   Guest OS      │                │   App C         │
├─────────────────┤                ├─────────────────┤
│   Hypervisor    │                │   Docker Engine │
├─────────────────┤                ├─────────────────┤
│   Host OS       │                │   Host OS       │
├─────────────────┤                ├─────────────────┤
│   Infrastructure│                │   Infrastructure│
└─────────────────┘                └─────────────────┘

Basic Commands

镜像命令

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# Pull an image (such as the official Nginx image)
docker pull nginx

# Pull a specific version
docker pull nginx:1.24

# View local images
docker images

# Remove an image
docker rmi nginx

# Build image from Dockerfile
docker build -t my-app:1.0 .

容器命令

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# Run a container (-d for detached, -p for port mapping)
docker run -d -p 80:80 --name my-nginx nginx

# View running containers
docker ps

# View all containers (including stopped)
docker ps -a

# Start/Stop/Restart containers
docker start my-nginx
docker stop my-nginx
docker restart my-nginx

# Remove a container
docker rm my-nginx

# Force remove a running container
docker rm -f my-nginx

# Enter a running container
docker exec -it my-nginx /bin/bash

# View container logs
docker logs my-nginx

# View container details
docker inspect my-nginx

系统命令

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# View Docker system usage
docker system df

# Clean up unused resources
docker system prune

# View Docker info
docker info

Docker Data Volumes

What is a Data Volume

数据卷（Data Volume） 是一个虚拟目录，充当容器目录与宿主机目录之间的桥梁。它解决了以下问题：

问题 解决方案
数据持久化 容器删除后数据仍然保留
配置管理 方便修改配置文件
静态资源 提供外部静态文件服务

Volume Commands

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# Create a volume
docker volume create my-volume

# List volumes
docker volume ls

# Inspect a volume
docker volume inspect my-volume

# Remove a volume
docker volume rm my-volume

# Mount volume when running container
docker run -d --name nginx -p 80:80 -v html:/usr/share/nginx/html nginx

Mounting Local Directories

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# Mount local directory (use absolute path or ./)
docker run -d \
  --name mysql \
  -p 3306:3306 \
  -e TZ=Asia/Shanghai \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
  -v ./mysql/data:/var/lib/mysql \
  -v ./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d \
  mysql:8.0

重要提示： 本地目录必须以 / 或 ./ 开头。没有这些前缀的名称会被视为数据卷名称。

Docker Networking

Default Networks

网络 描述
bridge 容器的默认网络；提供隔离
host 共享宿主机网络栈；无隔离
none 无网络连接

Custom Networks

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# Create a custom network
docker network create my-network

# List networks
docker network ls

# Connect container to network
docker network connect my-network my-container

# Run container with network
docker run -d --name app --network my-network my-image

# Inspect network
docker network inspect my-network

关键优势： 在自定义网络中，容器可以使用容器名作为主机名进行通信：

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# In 'my-network', 'mysql' container can be accessed via 'mysql' hostname
docker run -d --name web --network my-network -e DB_HOST=mysql my-app

Building Custom Images

Image Structure

Docker 镜像分层构建：

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Layer 4: Application Layer    (your jar/code)
Layer 3: Dependencies Layer   (libraries)
Layer 2: Runtime Layer        (JDK/Python/etc)
Layer 1: Base Layer           (OS environment)

Dockerfile Syntax

常用 Dockerfile 指令：

指令 描述 示例
FROM 基础镜像 FROM openjdk:11-jre
ENV 环境变量 ENV TZ=Asia/Shanghai
COPY 从宿主机复制文件 COPY app.jar /app.jar
ADD 复制并解压归档文件 ADD config.tar.gz /config
RUN 执行命令 RUN apt-get update
EXPOSE 暴露端口 EXPOSE 8080
ENTRYPOINT 容器启动命令 ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]
CMD 默认命令参数 CMD ["--server.port=8080"]

Building Images

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# Build from Dockerfile in current directory
docker build -t my-app:1.0 .

# Build with specific Dockerfile
docker build -f Dockerfile.prod -t my-app:prod .

# Build without cache
docker build --no-cache -t my-app:1.0 .

Docker Compose

Docker Compose 允许你使用 YAML 文件来定义和运行多容器应用。

Basic Syntax

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version: "3.8"

services:
  mysql:
    image: mysql:8.0
    container_name: mysql
    ports:
      - "3306:3306"
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123456
      TZ: Asia/Shanghai
    volumes:
      - ./mysql/data:/var/lib/mysql
    networks:
      - my-network

  app:
    build: .
    container_name: my-app
    ports:
      - "8080:8080"
    depends_on:
      - mysql
    networks:
      - my-network

networks:
  my-network:
    driver: bridge

volumes:
  mysql_data:

Common Commands

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# Start all services
docker compose up -d

# Stop all services
docker compose down

# View logs
docker compose logs -f

# Scale specific service
docker compose up -d --scale web=3

# Build images
docker compose build

# Pull latest images
docker compose pull

Practical Examples

Deploying MySQL

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docker run -d \
  --name mysql \
  -p 3306:3306 \
  -e TZ=Asia/Shanghai \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=YourStrongPassword \
  -v ./mysql/data:/var/lib/mysql \
  -v ./mysql/conf:/etc/mysql/conf.d \
  --restart unless-stopped \
  mysql:8.0

Deploying a Java Application

Dockerfile：

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FROM openjdk:11-jre-slim

ENV TZ=Asia/Shanghai
WORKDIR /app

COPY target/*.jar app.jar

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

构建和运行：

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# Build image
docker build -t my-java-app:1.0 .

# Run container
docker run -d \
  --name my-app \
  -p 8080:8080 \
  --network my-network \
  --restart unless-stopped \
  my-java-app:1.0

Best Practices

安全

  1. 使用特定版本的镜像：生产环境中避免使用 latest 标签；使用明确的版本号
  2. 以非 root 用户运行：在 Dockerfile 中添加 USER 指令
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    RUN adduser -D appuser
    USER appuser
  3. 扫描镜像漏洞：使用 docker scan 或集成到 CI/CD 流程中
  4. 不要嵌入密钥：使用环境变量、Docker secrets 或外部密钥管理服务

性能

  1. 利用构建缓存：按从最少变化到最频繁变化的顺序排列 Dockerfile 指令

  2. 减少镜像层数：在合理的情况下合并多个 RUN 命令

  3. 使用多阶段构建：

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    # Build stage
    FROM maven:3.8-openjdk-11 AS build
    COPY . .
    RUN mvn clean package

    # Runtime stage
    FROM openjdk:11-jre-slim
    COPY --from=build /app/target/*.jar app.jar
    ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

维护

  1. 为镜像添加标签：
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    LABEL maintainer="your-email@example.com"
    LABEL version="1.0"
    LABEL description="My Application"
  2. **使用 .dockerignore**：排除构建上下文中不必要的文件
  3. 设置资源限制：防止容器消耗所有资源
  4. 实施健康检查：
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    HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=5s --retries=3 \
      CMD curl -f http://localhost:8080/health || exit 1

生产就绪

实践 命令/配置
重启策略 docker run --restart unless-stopped
资源限制 docker run --memory=512m --cpus=1.0
日志轮转 配置 Docker daemon 日志选项
网络隔离 使用自定义网络，而非默认 bridge

FAQ

问：Dockerfile 中 COPY 和 ADD 有什么区别？

答： COPY 只是将文件从宿主机复制到容器中。ADD 有额外的功能：

  • 可以自动解压本地的 tar 归档文件
  • 可以从 URL 下载文件

建议： 大多数情况下使用 COPY；仅在需要特殊功能时才使用 ADD。

问：如何从同一网络的另一台机器访问容器？

答： 使用宿主机的 IP 地址和映射的端口。例如，宿主机 IP 为 192.168.1.100 且映射了 8080 端口：

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http://192.168.1.100:8080

问：为什么我的容器启动后立即退出？

答： 常见原因：

  1. 前台进程退出（主进程停止时容器也会停止）
  2. 命令或入口点配置错误
  3. 应用启动时出错

调试方法： 使用 docker logs <container> 查看日志，或不带 -d 参数以交互方式运行。

问：容器删除后如何持久化数据？

答： 使用命名数据卷（named volumes）或绑定挂载（bind mounts）：

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# Named volume
docker run -v mydata:/data my-image

# Bind mount
docker run -v /host/path:/container/path my-image

问：docker-compose 和 docker compose 有什么区别？

答： docker-compose（V1）是基于 Python 的旧版工具。docker compose（V2）是基于 Go 的插件，集成在 Docker CLI 中。现在推荐使用 V2。

问：如何减小 Docker 镜像大小？

答： 策略：

  1. 使用更小的基础镜像（Alpine、Distroless）
  2. 使用多阶段构建
  3. 删除不必要的依赖和缓存文件
  4. 在合理范围内减少镜像层数

问：能在 Docker 中运行 GUI 应用吗？

答： 可以，但比较复杂。你需要：

  • 与宿主机共享 X11 socket
  • 设置适当的 DISPLAY 环境变量
  • 处理权限问题

通常不建议在生产环境中使用，但开发环境中可行。

问：如何排查容器之间的网络连通性问题？

答： 步骤：

  1. 确保容器在同一网络中
  2. 验证使用容器名进行 DNS 解析
  3. 使用 docker network inspect 检查配置
  4. 使用 docker exec 从容器内部执行 ping 测试

Summary

Docker 通过容器化技术革新了应用部署方式。关键要点：

概念 要点
容器 vs 虚拟机 容器共享宿主机内核；虚拟机虚拟化硬件
镜像 vs 容器 镜像是蓝图；容器是运行中的实例
数据持久化 使用数据卷保存需要在容器重启后保留的数据
网络 自定义网络支持通过容器名进行服务发现
Docker Compose 适合多容器应用编排

Docker 让开发者能够一次构建、到处运行，解决了”在我机器上能跑”的问题，简化了从开发到生产的路径。

References

  1. Docker 官方文档
  2. Docker CLI 参考
  3. Dockerfile 参考
  4. Docker Compose 规范
  5. Docker Hub
  6. Docker 教程 - 菜鸟教程

Author: Alex

Article Link: https://bodysuperman.github.io/zh-CN/2026/04/19/Getting-Started-with-Docker-A-Practical-Guide-for-Developers/

License: This article is licensed under CC BY-NC-SA 4.0. Please credit the original author and include the source link when reposting.