从零开始玩转Docker：快速掌握镜像、容器与仓库

2025年11月15日 互联网

一、Docker是什么？为什么需要它？

Docker是一个开源的容器化技术平台，通过将应用及其依赖打包成轻量级、可移植的“容器”，实现跨环境的一致性运行。与传统虚拟化技术（如VMware）相比，Docker容器直接共享主机内核，无需独立操作系统，因此启动更快、资源占用更低。
核心优势：

  • 环境一致性：解决“开发环境能运行，生产环境报错”的痛点。
  • 轻量级：单个容器可能仅占用几十MB资源，而虚拟机通常需GB级。
  • 快速部署：秒级启动容器，支持弹性伸缩。
  • 生态丰富：拥有庞大的镜像仓库（如Docker Hub），覆盖主流编程语言和工具。

二、Docker核心概念解析

1. 镜像（Image）：应用的“安装包”

镜像是一个只读的模板，包含运行应用所需的一切：代码、运行时、库、环境变量等。例如，一个Nginx镜像可能包含Nginx二进制文件、配置文件和依赖库。
关键操作：

  • 拉取镜像：从仓库下载镜像到本地。 
    1. docker pull nginx:latest  # 下载最新版Nginx镜像
  • 查看本地镜像： 
    1. docker images  # 列出所有本地镜像
  • 删除镜像： 
    1. docker rmi nginx:latest  # 删除指定镜像

    进阶技巧：通过Dockerfile自定义镜像。例如，创建一个运行Python脚本的镜像：

    1. FROM python:3.9  # 基于Python 3.9官方镜像
    2. WORKDIR /app    # 设置工作目录
    3. COPY script.py .  # 复制脚本到容器
    4. CMD ["python", "script.py"]  # 运行脚本

    构建并运行：

    1. docker build -t my-python-app .  # 构建镜像
    2. docker run my-python-app          # 运行容器

2. 容器（Container）：镜像的“运行实例”

容器是镜像的运行时实例，可启动、停止、删除。每个容器拥有独立的文件系统、网络和进程空间，但共享主机内核。
关键操作：

  • 运行容器： 
    1. docker run -d -p 80:80 nginx  # 后台运行Nginx，映射主机80端口到容器80端口
    • -d：后台运行。
    • -p：端口映射（主机端口:容器端口）。
  • 查看运行中的容器： 
    1. docker ps  # 列出所有运行中的容器
  • 进入容器： 
    1. docker exec -it <容器ID> /bin/bash  # 进入容器的bash终端
  • 停止/启动容器： 
    1. docker stop <容器ID>  # 停止容器
    2. docker start <容器ID> # 启动已停止的容器
  • 删除容器： 
    1. docker rm <容器ID>  # 删除已停止的容器
    2. docker rm -f <容器ID>  # 强制删除运行中的容器（谨慎使用）

    实际应用场景：

  • 开发环境隔离：为不同项目创建独立容器，避免依赖冲突。
  • 微服务部署：每个微服务运行在独立容器中，通过Docker Compose编排。

3. 仓库（Registry）：镜像的“存储库”

仓库是集中存放镜像的地方，分为公有（如Docker Hub）和私有（如Harbor）。用户可上传（push）或下载（pull）镜像。
关键操作：

  • 登录Docker Hub： 
    1. docker login  # 输入用户名和密码
  • 标记镜像（为上传做准备）： 
    1. docker tag my-python-app username/my-python-app:v1  # 添加标签
  • 上传镜像： 
    1. docker push username/my-python-app:v1  # 推送到Docker Hub
  • 从私有仓库拉取镜像： 
    1. docker pull my-registry.com/my-app:latest

    企业级实践：

  • 使用私有仓库（如Harbor）存储内部镜像，避免依赖公有仓库。
  • 通过docker scan检查镜像漏洞（需Docker Desktop或企业版）。

三、Docker实战：从安装到部署

1. 安装Docker

  • Linux（Ubuntu）： 
    1. sudo apt update
    2. sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
    3. sudo systemctl enable docker  # 开机自启
  • Mac/Windows：下载Docker Desktop并安装。

2. 部署一个Web应用

步骤：

  1. 创建Dockerfile： 
    1. FROM node:14
    2. WORKDIR /app
    3. COPY package*.json ./
    4. RUN npm install
    5. COPY . .
    6. EXPOSE 3000
    7. CMD ["node", "server.js"]
  2. 构建镜像： 
    1. docker build -t my-node-app .
  3. 运行容器： 
    1. docker run -d -p 3000:3000 my-node-app
  4. 访问http://localhost:3000验证。

3. 使用Docker Compose编排多容器

创建docker-compose.yml：

  1. version: '3'
  2. services:
  3.   web:
  4.     build: .
  5.     ports:
  6.       - "3000:3000"
  7.   db:
  8.     image: postgres:13
  9.     environment:
  10.       POSTGRES_PASSWORD: example

启动服务：

  1. docker-compose up -d  # 后台启动

四、常见问题与优化

1. 性能优化

  • 减少镜像层数：合并RUN指令，减少中间层。

  • 使用多阶段构建：例如，先编译Go代码，再复制二进制文件到轻量级镜像。

    1. FROM golang:1.16 AS builder
    2. WORKDIR /app
    3. COPY . .
    4. RUN go build -o myapp
    6. FROM alpine:latest
    7. COPY --from=builder /app/myapp .
    8. CMD ["./myapp"]

2. 安全建议

  • 避免以root用户运行容器。
  • 定期更新基础镜像（如python:3.9→python:3.10）。
  • 使用docker scan检测漏洞。

3. 调试技巧

  • 查看容器日志： 
    1. docker logs <容器ID>
  • 检查资源占用： 
    1. docker stats  # 实时监控容器CPU/内存

五、总结与进阶方向

通过本文，你已掌握Docker的核心能力：镜像构建、容器管理和仓库操作。下一步可探索：

  • Kubernetes：大规模容器编排。
  • Docker Swarm：轻量级集群管理。
  • CI/CD集成：在Jenkins/GitLab中嵌入Docker。

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