作為軟件開發者，平常最痛恨的應該就是環境配置問題了吧。比如說，我要在一臺新電腦(新環境)上安裝tomcat跑一個javaweb應用，因為tomcat是java代碼編寫的，所以首先我要安裝一個java運行時環境(JRE)，配置JAVA_HOME，然后才能安裝tomcat開始跑javaweb。還有，如果我要學習一門新的語言go、或新的中間件RabbitMQ、可能花費在安裝這些環境的時間就讓你想放棄了。
而作為運維人員，平時肯定也為部署新環境折騰得焦頭爛額，一下子要為好幾臺新機器配置運行環境，每臺機器上執行相同操作，十分機械化。
知道了平時開發中的痛點，那是否有一種工具，能讓我快速安裝tomcat而不用去理會環境問題。能讓我把go、RabbitMQ整個環境下載下來，不需任何配置，我就能在這個環境中直接運行go代碼。能讓我配置了一臺機器后，原樣復制一份，發到其他機器直接運行，不用再做配置就可以得到相同的環境？是有這種工具的，它就是虛擬化容器技術，而docker，就是這門技術中的佼佼者。
1. 什么是docker
docker是一門虛擬化容器技術，其設計理念是"build once, run anywhere"(一次構建，到處運行)，聽起來，是不是跟java的"wirte once, run anywhere"(一次編寫，到處運行)很像？那么，什么是虛擬化容器技術呢？docker 將應用程序與該程序的依賴，打包在一個文件里面。運行這個文件，就會生成一個虛擬容器，程序在這個虛擬容器里運行，就好像在真實的物理機上運行一樣。有了 Docker，就不用擔心環境問題。正如開篇第一張圖docker的標志一樣，docker就是這條鯨魚，其上馱著的集裝箱，就是一個個互相隔離的容器，你可以隨時往上添加集裝箱，不會影響到原有集裝箱里的內容。
2. docker和虛擬機的區別
docker 和傳統虛擬化方式的不同之處，傳統虛擬機技術是虛擬出一套硬件后，在其上運行一個完整操作系統，在該系統上再運行所需應用進程；而容器內的應用進程直接運行于宿主的內核，容器內沒有自己的內核，共享宿主機的內核，而且也沒有進行硬件虛擬。因此容器要比傳統虛擬機更為輕便。
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3. 安裝docker
docker可以在各個操作系統上安裝，過程很簡單，安裝教程請看這里：https://www.runoob.com/docker/windows-docker-install.html。
docker在windows上安裝是一件麻煩事，但不想在vm虛擬機中的linux上安裝因為懶得開，所以還是在windows上安裝了，windows上有兩種安裝方法：
- docker toolbox：這個安裝包適用于所有windows版本(windows xp的當我沒說)，包括win7, win8, win10家庭版。我就是安裝的這個版本
- docker for windows：這個版本適合win10專業版，因為win10專業版帶有Hyper-v虛擬化功能，安裝前需要開啟該功能，具體看上面的安裝鏈接。
3.1. 安裝docker toolbox遇到的問題
這是安裝docker toolbox遇到的卡在下載boot2docker.iso的問題，安裝docker其他版本的這節可以忽略不看。
docker toolbox安裝完成后，會有如下三個圖標，
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啟動docker需要點擊Docker Quickstart，其會查找指定目錄下的boot2docker.iso(一個輕量級的linux虛擬機)文件，并根據該文件創建一個名為default的linux虛擬機，初次點擊時找不到該文件，會從github下載，但docker下載速度相當慢，等了個把小時都無法完成。提示如下：
Running pre-create checks...
(default) No default Boot2Docker ISO found locally, downloading the latest release...
(default) Latest release for github.com/boot2docker/boot2docker is v1.12.1
(default) Downloading C:\Users\huang\machine\cache\boot2docker.iso from https://github.com/boot2docker/boot2docker/releases/download/v1.12.1/boot2docker.iso...
解決方案是：使用瀏覽器（或者迅雷）到boot2docker的主頁下載最新版boot2docker.iso，地址：(https://github.com/boot2docker/boot2docker/releases)，如下圖：
下載完成后斷開網絡，將下載好的boot2docker.iso放到提示的位置，我這里是：
C:\Users\huang\machine\cache\目錄。記住要斷開網絡，重新點擊Docker Quickstart圖標啟動docker即可，啟動完成即可連接網絡，開始學習docker了。
3.2. boot2docker
對boot2docker感興趣的可以看看其github的介紹，boot2docker是一個輕量級的、用于運行docker容器的linux系統，完全在內存中運行，大小只有45m左右，啟動迅速。所以在windows中運行docker，其原理是使用啟動了一個linux虛擬機，該虛擬機中安裝了docker，點擊Docker Quickstart后，我們可以看到控制臺的輸出，該虛擬主機名為default，默認的ip是192.168.99.100。再從github中的介紹可以看到，該虛擬機有docker用戶，密碼為tcuser。因此，我們可以從secureCRT或者git bash中使用ssh登錄到該機器，在上面使用docker命令。當然你可以在default虛擬機中安裝vim等工具，但是由于其是內存操作系統，重啟后這些新安裝的工具都會消失。
遠程登錄命令：
ssh docker@192.168.99.100
# 密碼
tcuser
3.3. docker阿里云鏡像加速
這一節可以暫時不看，等你覺得docker下載太慢時，可以看我的另一篇文章，配置鏡像加速，地址為：http://www.lxweimin.com/p/aff1a4a471de
4. docker架構
這里我想先從docker的架構圖和幾個重要的概念說起，最后再說具體的命令，這樣方便大家知道每一條命令的意思和執行過程。看完這篇文章后 ，推薦一個docker教程，不長，鏈接在文章最下方的參考資料。
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如上圖，docker采用的是C/S架構。客戶端向服務器發送請求，服務器負責構建、運行和分發容器。客戶端和服務器可以運行在同一個Host上，客戶端也可以通過socket或者REST API與遠程的服務器通信。對照上圖，涉及到的概念如下：
- Client：docker客戶端，最常見的客戶端就是docker命令，如docker build、docker pull、docker run等，通過這些命令我們可以方便的在host上構建和運行容器。
- Daemon：docker deamon是服務器組件，以linux后臺服務的方式運行。docker daemon運行在宿主機docker host上，負責創建、運行、監控容器，構建、存儲鏡像。
- image：鏡像，可將鏡像看成只讀模板，通過它可以創建docker容器。正如Java中了.class文件，通過.class可以創建出類的實例。鏡像是層疊的，最底層就是linux內核，每添加一個文件或者操作都會在原來的基礎上疊加一層，如JDK環境疊加在linux內核之上，tomcat又疊加在JDK環境之上，此時如果你的docker中已有JDK鏡像的話，就只需下載tomcat這層即可。因為鏡像是只讀的、共享的。
- container：容器，docker容器就是docker鏡像的運行實例。
- registry：registry是存放docker鏡像的倉庫，我們可以將自己的鏡像推到遠程，或者從遠程下載鏡像到本地運行，正如github。docker官方有一個docker hub，我們可以從上面下載官方的鏡像。如，下載一個官方的tomcat鏡像，直接運行該鏡像即可啟動tomcat，不需任何配置。
綜上，結合上圖，整個docker架構交互流程為：啟動docker，docker以守護進程的方式運行在linux主機上(docker toolbox下為boot2docker虛擬出來的linux上)，我們發送docker命令給到docker daemon執行，docker可以從docker hub中拉取所需要的image，再根據image創建出container。
5. 實戰
知道了上面docker架構的交互流程了，我這里以運行一個tomcat容器為例，一步步介紹常用的命令：
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docker images：列出當前docker中有哪些鏡像，如果是第一次執行，當然就沒有鏡像了。 -
docker search tomcat：在docker hub中搜索tomcat鏡像。當然你可以在瀏覽器中訪問docker hub，地址為：(https://hub.docker.com/)，就像訪問maven的遠程倉庫一樣，可以搜索你需要的內容。
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docker pull tomcat：拉取最新版的tomcat鏡像到本地，下載完成后再使用docker images就能看到感下載的鏡像了。 -
docker run --name mytomcat -p 8080:8080 -d tomcat：根據tomcat鏡像運行出一個tomcat實例，執行兩遍就有兩個實例了(注意改端口)，--name表示為這個實例命名，-p 8080:8080表示將本地的8080端口綁定到容器中的8080端口，才能使用localhost:8080(docker toolbox是192.168.99.100:8080)訪問到tomcat端口。-d表示后臺運行。 -
docker run --name mytomcat03 -p 8082:8080 -it tomcat /bin/bash：-it以交互、附加模式啟動并進入容器后執行/bin/bash命令，不以后臺運行，進入容器后執行exit命令后，會退出容器，此時使用docker ps -a命令查看會顯示為exit狀態。 -
ctrl+p+q：退出但是后臺運行，如上一個命令，執行exit退出后容器就會退出，此時若不想容器退出，可按這一組快捷鍵。 -
docker ps -a：顯示所有容器狀態，docker ps只顯示運行中的容器，-a表示顯示所有容器，包括已退出的容器。這時就能看到剛剛啟動的tomcat了。 -
docker logs -f mytomcat：查看剛剛啟動的tomcat打出來的日志，-f表示跟蹤滾動日志打印。 -
docker exec -it mytomcat /bin/bash：exec表示執行命令，命令最后需要帶將要執行的命令，如/bin/bash，-it表示以交互、附加模式啟動返回一個終端，/bin/bash表示進入容器后首先執行的命令。這條命令執行后就登錄到了容器內部，該容器中就是tomcat應用。就像使用ssh登錄到容器內部一樣。這時候你可以修改容器內部的配置文件，當然，生產環境不建議這么做，而是使用配置文件外部掛載的方式。 -
docker stop mytomcat：停止mytomcat實例，不會刪除容器內的東西。 -
docker start -i mytomcat：啟動已停止的mytomcat實例，如果啟動前修改了容器內的配置文件，此時重新啟動會重新加載該配置，如果該配置文件是linux宿主機級別的，如/etc/profile文件，則不會加載，因為容器是共享宿主機的配置的。-i表示啟動并進入交互命令界面。 -
docker rm mytomcat：刪除已停止的mytomcat實例 -
docker run --name mytomcat02 -p8081:8080 -e JAVA_HOME=/path/to/java/home -v /host/path/file:/container/path/file -d tomcat：-e表示設置環境變量JAVA_HOME，進入到容器中，使用echo $JAVA_HOME可以看到該環境變量的值。-v表示掛載宿主機的/host/path/file到容器中的/container/path/file，修改宿主機的文件時，容器中的文件也會修改。如果使用的是docker toolbox，則宿主機掛在的文件需要在當前用戶目錄下，即c:\user\yourname下才行，否則不會報錯但無法掛載成功，當時被這個問題坑了一個下午。 -
docker cp /host/path/file mytomcat02:/container/path/file：復制宿主機文件到容器中，可以用于當修改了容器配置文件后，配置文件錯誤導致無法啟動時，復制配置文件到宿主機修改配置，然后重新復制回容器即可。 -
docker inspect mytomcat：查看容器信息，包括容器ip等信息。
6. 構建docker鏡像
假如我們下載了tomcat鏡像并啟動了容器實例，并在tomcat容器中修改了配置文件。這時，我們可以把配置文件也一起打包做成鏡像，發到另外的機器直接執行，就不用再單獨對每一臺機器配置了。docker提供了兩種方式來構建鏡像，如下：
- docker commit：通過容器構建
- docker build：通過dockerfile文件構建
dockerfile文件方式構建需要編寫dockerfile，也只有幾個命令，不難，請自行查閱資料。此處講下docker commit命令。
docker commit mytomcat huangzb/tomcat：將當前的mytomcat容器提交為鏡像，鏡像名為huangzb/tomcat
7. 容器的網絡結構
熟悉docker的網絡結構是相當重要的，因為這樣我們就可以做集群啦。廢話不多說，那就直入主題吧。
docker的網絡使用了linux網絡中的bridge(網橋)和veth(virtual ethernet虛擬以太網)虛擬設備。
- bridge：網絡橋接器，簡稱網橋，普通的網橋只有兩個接口，連接兩個網絡，工作在二層(數據鏈路層)，只要有mac地址就能轉發數據包。而linux得虛擬bridge有多個接口，并且能配置ip，更像一個路由器。安裝完docker后，在宿主機中使用ifconfig命令，可以看到網絡配置中出現了docker0網絡。docker0就是docker設置的linux虛擬網橋。
- veth：virtual ethernet是linux中的虛擬網絡設備，其像一條兩端有網卡的線，可以將兩個設備連接起來分別配置ip地址。
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因此，在我windows下docker toolbox中的網絡如下圖。
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7.1. 容器間互聯
由上，docker中新建的容器默認都使用了docker0網橋連接了起來，所有默認的，docker創建的所有容器都在一個網絡中，互相可以訪問。
以上。有興趣的同學可以學習下面的參考資料。
