最近在学习 Docker，并用 Docker 重新部署了cdfang-spider项目，使用 docker 后确实大幅度地降低了部署难度。如果你也想用 Docker 来部署自己的项目，那就让我们一起往下看。
本文通过以下 3 个方面来聊聊 Docker：
- Docker 发展史。
- Docker 基础。
- Docker 项目实战。
Docker 发展史
上古时代
在很久以前，发布一个 App 应用，应该是这样的。首先购买一台物理服务器，然后手动安装对应的操作系统，搭建 App 应用运行环境，部署 App 应用，最后才能被其他人访问。这样做看似没毛病，但可能会造成几个问题：
- 部署非常慢。
- 购买物理服务器到收货需要时间。
- 手动安装操作系统需要时间。
- 安装 App 应用以及对应的环境需要时间。
- 成本非常高。
- 物理服务器很贵。
- 资源浪费。
- 如果项目很小，不能充分利用这台服务器的资源。
- 难于迁移和扩展。
- 如果 CPU，内存，硬盘不够，只能加物理设备，但这个是有上限的。
- 可能会被限定硬件厂商。
虚拟化时代
为了解决物理设备的诸多问题，出现了虚拟机。虚拟机出现之后大大地降低了部署难度，要想部署一个应用程序，新建一个虚拟机就可以了，还可以根据应用程序的大小，分配合适的系统资源。
虚拟技术有以下几个特点：
- 一个物理机的资源分配到了不同的虚拟机里。
- 很容易扩展，加物理机 / 虚拟机。
- 很容易云化，阿里云，AWS 等。
虚拟化技术实现了物理层的隔离，但却还有以下问题：
- 每一个虚拟机都是一个完整的操作系统，每次新建都得手动安装一遍。
- 虚拟机中的项目环境每次也需要重新安装。
- 虚拟机本身消耗的系统资源也比较多。
容器化时代
为了更方便的部署项目，出现了容器化技术，主要有以下几个特点：
- 实现应用程序及其环境打包。
- 实现应用之间相互隔离、共享同一个操作系统内核。
- 容器本身比较轻，相比虚拟机，占用的系统资源更少。
Docker 是容器化技术的一种，也是最流行的一个。Docker 提供了一种隔离机制，它将不同应用程序的依赖项和库打包在一起，运行在不同的容器中，从而实现应用层的隔离。
容器化技术大都是基于 Linux 内核提供的两个机制：Cgroups（实现资源按需分配）和 Namespace（实现任务隔离）。
虚拟化 vs 容器化
虚拟化和容器化都是目前主流的的部署技术，两者之间的差别如下：
- 虚拟机技术已经发展了很多年，配套技术和标准都已经标准化了，而容器最近几年才兴起，配套技术和标准还在完善中。
- 虚拟机由于有 GuestOS(虚拟机操作系统) 存在，可以和宿主机运行不同 OS，而容器只能支持和宿主机内核相同的操作系统，隔离性相对较差。
- 容器比虚拟机明显更轻量级，对宿主机操作系统而言，容器就跟一个进程差不多。因此容器有着更快的启动速度、更方便的集群管理等优点。同时由于没有 GuestOS 存在，在容器中运行应用和直接在宿主机上几乎没有性能损失，性能上优于虚拟机。
Docker 基础
Docker 的核心是在 Docker Engine 层实现应用层的隔离。
Docker 分层 |
Application（应用层） |
Container（容器层） |
Docker Engine (隔离层) |
Host OS 操作系统 |
infrastructure(基础设施) |
Docker 分为 Client 和 Server 两个部分，我们在 Client 中执行 Docker 命令，最后创建的 Container 和 Image 则会在 Server 中运行。Dcoker 架构如下图所示：
Image
Image 主要用来打包应用程序以及它的依赖环境，为 Container 提供必要的环境以及安装好的应用程序。Image 本身并不能执行，只能通过 Container 去运行。
Image 主要有以下几点特征：
- 文件和 meta data 的集合（root filesystem）。
- 分层的，并且每一层都可以添加改变删除文件，成为一个新的 Image。
- 不同 Image 可以共享相同的底层。
- Image 本身是只读的。
Image 可以通过 Dockerfile 去构建，也可以通过 DockerHub 上去拉取。
Dockerfile 是一个文本文件，其中包含构建 Image 的所有命令。Docker 可以通过
docker build从 Dockerfile 中读取命令来自动构建 Image。常用配置信息可以参考下文 Dockerfile 文件中的注释，也建议大家阅读官方文档 Dockerfile reference。
Container
Container 是运行 Image 的实例，通过 docker run image即可启动并运行一个 Container。
Container 主要有以下几点特征：
- 通过 Image 创建。
- 在 Image 之上建立一个 Container 层（可读写）。
- 类比面向对象：类(Image) 和实例(Container)。
- Image 负责 App 的存储和分发，Container 负责运行 App。
Networks
使用 Dcoker 部署项目常常会生成很多个容器，这些容器默认只能通过 ip 地址进行访问，但新建一个容器所产生的 ip 地址是不可控的，这就给容器之间通信带来了一定的麻烦。Docker 中使用 Network 来管理容器之间的通信，只要两个 Conteiner 处于同一个 Network 之中，就可以通过容器名去互相通信。
Docker 中内置 5 中类型的 Network :
- bridge（相同 bridge 中的 container 可以相互访问）。
- host(将 container 与宿主机的网络相连通，虽然很直接，但是却破获了 container 的隔离性)。
- none 禁用所有网络。
- overlay 集群使用。
- macvlan。
除了这 5 中 Network 之外，用户也可以自定义编写 Network Plugin。
Docker Compose
Docker Compose 是一个工具，这个工具可以通过一个 yml 文件定义多容器的 Docker 应用。通过一条命令就可以根据 yml 文件的定义去创建或者管理多个容器。接下来分别使用命令行和 Docker Compose 的方式来对比一下创建容器的方式。
不使用 Docker Compose 创建容器
docker pull yhlben/cdfang-spider
docker pull mongo
docker network create webapp-network
docker run -d --network webapp-network -v ~/data/db:/data/db mongo
docker run -p 8082:8082 --network webapp-network -d yhlben/cdfang-spider
复制代码可见，手动创建容器，需要在命令行中手动执行很多命令，这些命令一旦敲错了，就得重来，不便于容器的管理。
使用 Docker Compose 创建容器
1、新建 docker-compose.yml 文件。
version: '3.7'
services:
database:
image: mongo
restart: always
volumes:
- ~/data/db:/data/db
networks:
- webapp-network
web:
image: yhlben/cdfang-spider
depends_on:
- database
ports:
- 8082:8082
networks:
- webapp-network
networks:
webapp-network:
driver: bridge
复制代码2、运行 docker-compose
docker-compose up -d
复制代码可见，使用 Docker Compose 创建容器只需要提前编写好 yml 文件，然后执行一条命令就行了，比起手动敲命令，更加方便。
除此之外，Docker Compose 还可以使用 docker-compose -scale 扩展多个相容的容器，用来实现负载均衡，可以扩容，也可以减容。例如：实现无缝部署项目，先扩容一个新的 Container，当 Container 启动完毕后，加入到集群中，然后更新老容器，更新完后再加入集群中。
Docker Compose 配置
Docker Compose 的配置文件一般定义在 docker-compose.yml 文件中，主要的配置项如下：
- services
- 一个 service 代表一个 container，这个 container 可以从 dockerHub 中的镜像来创建，也可以使用本地 dockerfile build 出来的镜像来创建。
- service 的启动类似
docker run，可以给 service 指定 network 和 volume 的引用。
- networks
- 定义 networks ，相当于执行
docker network create xxxx。
- volumes
- 定义 volume ，相当于执行
docker volume create xxx。
更多配置项可以参考官方文档 compose-file
接下来以 cdfang-spider 项目为例，使用 Docker 部署项目。
全手动部署
1、编写 Dockerfile 文件。
# 加载基础镜像
FROM mhart/alpine-node
# 注释
LABEL maintainer = "yhlben <yinhengliben@gmail.com>"
# 创建工作目录
RUN rm -rf /app
RUN mkdir /app
WORKDIR /app
# 安装项目依赖
COPY . /app
RUN npm install
RUN npm run build
RUN mv ./dist/* ./
# 对外暴露端口
EXPOSE 8082
# 启动 Image 时执行命令
CMD BUILD_ENV=docker node app.js
复制代码2、通过 Dockerfile 文件构建 Image。
docker build -t yhlben/cdfang-spider .
复制代码3、拉取 mongo 官方 Image。
docker pull mongo
复制代码4、创建 network，让两个容器可以相互通信。
docker network create webapp-network
复制代码5、运行容器
docker run -d --network webapp-network -v ~/data/db:/data/db mongo
docker run -p 8082:8082 --network webapp-network -d yhlben/cdfang-spider
复制代码6、通过访问 localhost:8082 访问项目。
自动化部署
1、编写 Dockerfile 文件。
# 加载基础镜像
FROM mhart/alpine-node
# 注释
LABEL maintainer = "yhlben <yinhengliben@gmail.com>"
# 创建工作目录
RUN rm -rf /app
RUN mkdir /app
WORKDIR /app
# 安装项目依赖
COPY . /app
RUN npm install
RUN npm run build
RUN mv ./dist/* ./
# 对外暴露端口
EXPOSE 8082
# 启动 Image 时执行命令
CMD BUILD_ENV=docker node app.js
复制代码2、在 dockerHub 上授权 github 项目，这样当 github 项目有更新时，会自动执行 Dockerfile 进行构建，并将构建结果保存到 dockerHub 仓库中。
3、编写 docker-compose.yml 文件。
version: '3.7'
services:
database:
image: mongo
restart: always
volumes:
- ~/data/db:/data/db
networks:
- webapp-network
web:
image: yhlben/cdfang-spider
depends_on:
- database
ports:
- 8082:8082
networks:
- webapp-network
networks:
webapp-network:
driver: bridge
复制代码4、一键启动，确保已安装 docker-compose。
docker-compose up -d
复制代码5、通过访问 localhost:8082 访问项目。
总结
通过 Docker 部署完项目后，感受很不错，主要分以下几点：
- 使用 Docker Compose 一键启动项目。
- 再也不用在服务器上安装各种杂七杂八的环境，全部封装到 Image 里，启动一个 Container 跑起来就行了，不用的时候直接删除 Container 就行了，服务器上不会受到任何污染。
- 对于耗时的 Image 构建过程，直接交给 dockerHub 去自动构建。
最后，附上项目源码地址：cdfang-spider
本项目使用单机部署，即所有的容器都在同一台服务器上。除此之外，docker 还支持分布式容器部署，可以使用 docker swarm 或者 kubernetes 来管理，目前还在学习中，争取早日整理好分享给大家，感谢大家支持！
