?背景

隨著云原生、容器化、微服務、k8s等技術的發展，容器Docker也火了一把，同時也逐漸被軟件開發者在實踐中進行運用。個人在目前接手的項目、參與的項目或技術交流中，發現Docker已經非常普及。

對于大多數開發者來說，Docker之所以被廣泛使用，最主要的原因可能就是方便，它提供了一套標準化的解決方案，極大地提升了部署、發布、運維的效率。因此，如果你的項目中目前還沒有使用Docker，或者想深入了解一下Docker，這篇文章值得你一讀。

Docker是什么？

在聊Docker是什么之前，我們先來回顧一下傳統的產品開發上線涉及到的難點。一款產品從開發到上線，經歷了開發環境、測試環境、生產環境等不同的操作系統、運行環境和應用配置等環境。在項目管理中，還涉及到不同版本以及不同版本之間兼容性等問題。

這些問題對開發人員和運維人員都是極大的考驗，同時對各方的協作也有一定的要求。不然就會出現”代碼在我這里運行的好好的啊“，這種尷尬的局面。而Docker的出現就是提供了一套用來解決此類問題的標準解決方案。

Docker

Docker的口號是”一次創建或配置，可以在任意地方正常運行“。如口號所說，Docker的出現對于開發和運維人員是一大福音，基于Docker可以方便地搞定標準化的發布流程，再也不用糾結不同環境導致的問題了。

其實，Docker的使用可以理解為：軟件是帶環境安裝的，也就是說，安裝的時候把原始環境一模一樣的復制過來一份。這樣也就消除了不同機器運行結果不同的問題。

那么，Docker是什么呢？Docker是一個開源的應用容器引擎，基于Go語言，并遵從Apache2.0協議開源。它可以讓開發者打包應用以及依賴包到一個輕量級、可移植的容器中，然后發布到任何流行的Linux機器上，也可以實現虛擬化。Docker可用于開發應用、交付應用、運行應用等場景。

容器是完全使用沙箱機制，相互之間不會有任何接口，更重要的是容器性能開銷極低。Docker允許用戶將基礎設施中的應用單獨分割出來，形成更小的部分容器，從而提高軟件交付速度。

Docker從17.03版本之后分為CE（Community Edition: 社區版）和EE（Enterprise Edition: 企業版），通常使用社區版就可以滿足大多數業務場景。

Docker容器與虛擬機的區別

Docker容器與虛擬機很相似，但它們之間又有著很大的區別。

虛擬機是通過軟件模擬的具有完整硬件系統功能的、運行在一個完全隔離環境中的完整計算機系統。創建虛擬機時，會將實體機的部分硬盤和內存容量作為虛擬機的硬盤和內存，每個虛擬機都有獨立的硬盤和操作系統，可以像使用實體機一樣對虛擬機進行操作。

虛擬機會消耗大量系統資源和開銷，尤其是當多個虛擬機在同一物理服務器上運行時，每個虛擬機都有自己的子操作系統，大量精力以及資源被用于虛擬化的部署和運行上。

容器類似于虛擬機，只是容器不是完整的操作系統，容器通常只包含必要的操作系統包和應用程序，這就是它們輕量級的原因。

Docker與虛擬機

可以出，傳統的虛擬機是在宿主機之上，又添加了一個新的操作系統，這就導致了虛擬機的臃腫，不適合遷移。而Docker是直接寄存在宿主機上，完全就會避免大部分虛擬機帶來的困擾。

Docker是一個黑盒的進程，區別于傳統的進程，Docker可以獨立出一個自己的空間，不會使得在Docker中的行為以及變量溢出到宿主機上。

容器與虛擬機的各項區別：

容器與虛擬機的區別

Docker能做什么？

那么，當在開發中使用了Docker能為我們帶來哪些便利呢？先來看一張圖。

Docker使用前后對比

在沒有使用Docker時，我們開發完畢一個項目，需要打成war包或jar包。然后，在服務器上進行各種環境的安裝、配置以及應用程序維護，比如：JDK、Tomcat、數據庫等。

而且，上述的配置在開發環境、測試服務器、生產服務器（通常會有很多個），都需要進行一遍同樣的操作，工作量相當繁重。在使用了Docker之后，我們可以自己創建一個空的鏡像從頭構建，也可以使用公共倉庫中已經構建好的鏡像，直接使用。當需要在不同環境中進行部署時，直接使用構建好的鏡像即可，一次構建，多環境多次使用，方便快捷。

Docker的6大優勢

對比傳統的運維發布方式，Docker有以下6大優勢：

1.更高效地利用系統資源：Docker對系統資源的利用率更高。因為容器不用硬件虛擬以及運行完整操作系統等額外開銷，無論是應用執行速度、內存損耗或者文件的存儲速度，都要比傳統虛擬機技術更高效。因此，相比虛擬機技術，相同配置的主機，往往可以運行更多數量的應用。

2.更快的啟動時間：”傳統的虛擬機技術啟動應用服務往往是分鐘級別的，而Docker由于直接運行于宿主內核，無需啟動完整的操作系統，因此可以做到秒級、甚至毫秒級的啟動時間，大大的節約了開發、測試、部署的時間。

3.一致的運行環境開發中常見的問題是環境一致性問題，由于開發測試生產環境的不一致，導致有些bug沒能在開發過程中被發現，而Docker的鏡像提供了除內核外完整的運行時環境，確保了應用運行環境一致性，從而不會再出現“代碼在我機器上能跑，這不怪我啊”這類問題。

4、持續交付和部署對開發和運維（DevOps）來說，最希望的就是一次創建或配置，可以在任意地方正常運行，使用Docker可以通過定制應用鏡像來實現持續集成、持續交付、部署。這一部分的實踐可參考《為了實現CI/CD，先來定制一個Docker鏡像【實戰精華篇】》這篇文章。

5、更輕松遷移Docker確保了執行環境的一致性，使得應用的遷移更加容易，Docker可以在很多平臺上運行，無論是物理機、虛擬機、公有云、私有云，甚至是筆記本，其運行結果是一致的。因此用戶不用擔心運行環境的變化導致應用無法正常運行的情況。

6、更輕松的維護和拓展：”Docker使用的分層存儲以及鏡像的技術，使得應用重復部分的復用更為容易，也使得應用的維護更新更加簡單，基于基礎鏡像進一步擴展鏡像也變得十分簡單。此外，Docker團隊同各個開源項目團隊一起維護了一大批高質量的官網鏡像，既可以直接在生產環境使用，又可以作為基礎進一步定制，大大的降低了應用服務的鏡像制作成本。

Docker的基礎概念

在使用Docker時，我們要掌握Docker中的一些核心組件及概念。

來看一張Docker的架構圖：

Docker架構圖

Docker的基本組成是由鏡像（image）、容器（container）、倉庫（repository）構成。

鏡像（image）

Docker鏡像就是一個只讀的模板，是文件與meta data的集合。鏡像是基于分層的實現的，每一層都可以添加刪除文件，從而形成新的鏡像。

鏡像可以理解為是一個樹狀結構，每一個鏡像都會依賴于另一個鏡像，這個依賴關系體現在Docker鏡像制作的Dockerfile中的FROM指令上的。需要注意的是：如果是樹的根，那么就需要"FROM scratch"。

鏡像可以用來創建Docker容器，一個鏡像可以創建多個容器。

容器（container）

Docker利用容器獨立運行的一個或一組應用。容器是用鏡像創建的運行實例，是在image的最后一層上面再添加一層。容器的定義和鏡像幾乎一模一樣，也是一堆層的統一視角，唯一區別在于容器的最上面那一層是可讀可寫的。

容器與鏡像相對比：鏡像負責存儲和分發，容器負責運行，它們之間的關系可以類比Java中類和實例的關系。

容器可以被啟動、開始、停止、刪除。每個容器都是相互隔離的、保證安全的平臺。可以把容器看做是一個簡易版的Linux環境和運行在其中的應用程序。

倉庫（repository）

倉庫是集中存放鏡像文件的場所，它有點類似于Maven/Git的倉庫，當我們需要鏡像文件時，可以從遠程倉庫中拉取。

倉庫和倉庫注冊服務器（Registry）是有區別的。倉庫注冊服務器上存放著多個倉庫，每個倉庫中又包含了多個鏡像，每個鏡像有不同的標簽（tag）。

倉庫分為公開倉庫（Public）和私有倉庫（Private）兩種形式。目前最大的公開倉庫是Docker Hub。

小結

通過本篇給大家講解了Docker的基本使用場景、相關概念、Docker能為我們帶來什么、Docker的優勢等，想必大家通過本篇文章已經能夠從整體上了解了Docker的概況。