Docker 入门指南：从零开始掌握容器化技术

什么是 Docker？

Docker 是一个开源的容器化平台，它允许开发者将应用程序及其依赖项打包到一个轻量级、可移植的容器中，然后在任何支持 Docker 的环境中运行。简单来说，Docker 解决了”在我机器上能运行”的经典问题。

为什么选择 Docker？

• 环境一致性：开发、测试、生产环境完全一致
• 快速部署：秒级启动，比传统虚拟机快得多
• 资源高效：容器共享主机内核，占用资源少
• 易于扩展：轻松实现应用的水平扩展
• 版本控制：镜像可以像代码一样进行版本管理

核心概念

1. 镜像 (Image)

镜像是一个只读的模板，包含了运行应用所需的所有内容：代码、运行时、库、环境变量和配置文件。

2. 容器 (Container)

容器是镜像的运行实例。你可以创建、启动、停止、移动或删除容器。

3. Dockerfile

一个文本文件，包含了构建 Docker 镜像所需的所有指令。

4. Docker Hub

Docker 的官方镜像仓库，你可以在这里找到和分享镜像。

安装 Docker

Windows/Mac

访问 Docker Desktop 下载并安装。

Linux (Ubuntu)

curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sudo sh get-docker.sh

验证安装：

docker --version

基本命令

1. 拉取镜像

# 从 Docker Hub 拉取官方 nginx 镜像
docker pull nginx

# 拉取特定版本
docker pull nginx:1.21

2. 查看镜像

# 列出本地所有镜像
docker images

# 查看镜像详细信息
docker inspect nginx

3. 运行容器

# 运行一个简单的容器
docker run hello-world

# 运行 nginx 并映射端口
docker run -d -p 8080:80 --name my-nginx nginx

# 参数说明：
# -d: 后台运行
# -p: 端口映射 (主机端口:容器端口)
# --name: 给容器命名

4. 管理容器

# 查看运行中的容器
docker ps

# 查看所有容器（包括停止的）
docker ps -a

# 停止容器
docker stop my-nginx

# 启动容器
docker start my-nginx

# 重启容器
docker restart my-nginx

# 删除容器
docker rm my-nginx

# 强制删除运行中的容器
docker rm -f my-nginx

5. 容器交互

# 进入运行中的容器
docker exec -it my-nginx bash

# 查看容器日志
docker logs my-nginx

# 实时查看日志
docker logs -f my-nginx

6. 清理资源

# 删除所有停止的容器
docker container prune

# 删除未使用的镜像
docker image prune

# 删除所有未使用的资源
docker system prune -a

实战案例：运行一个 Node.js 应用

1. 创建应用文件

app.js

const express = require('express');
const app = express();
const PORT = 3000;

app.get('/', (req, res) => {
  res.send('Hello from Docker!');
});

app.listen(PORT, () => {
  console.log(`Server is running on port ${PORT}`);
});

package.json

{
  "name": "docker-node-app",
  "version": "1.0.0",
  "dependencies": {
    "express": "^4.18.0"
  },
  "scripts": {
    "start": "node app.js"
  }
}

2. 编写 Dockerfile

# 使用官方 Node.js 镜像作为基础镜像
FROM node:18-alpine

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制 package.json 和 package-lock.json
COPY package*.json ./

# 安装依赖
RUN npm install

# 复制应用代码
COPY . .

# 暴露端口
EXPOSE 3000

# 启动命令
CMD ["npm", "start"]

3. 构建和运行

# 构建镜像
docker build -t my-node-app .

# 运行容器
docker run -d -p 3000:3000 --name node-app my-node-app

# 访问应用
curl http://localhost:3000

Docker Compose：管理多容器应用

当应用需要多个容器协同工作时（如前端 + 后端 + 数据库），使用 Docker Compose 可以简化管理。

docker-compose.yml

version: '3.8'

services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - NODE_ENV=production
      - DB_HOST=db
    depends_on:
      - db
    
  db:
    image: postgres:14
    environment:
      - POSTGRES_PASSWORD=secretpassword
      - POSTGRES_DB=myapp
    volumes:
      - postgres_data:/var/lib/postgresql/data

volumes:
  postgres_data:

运行多容器应用：

# 启动所有服务
docker-compose up -d

# 查看服务状态
docker-compose ps

# 查看日志
docker-compose logs -f

# 停止所有服务
docker-compose down

数据持久化：使用 Volume

容器删除后数据会丢失，使用 Volume 可以持久化数据：

# 创建 volume
docker volume create my-data

# 运行容器并挂载 volume
docker run -d -v my-data:/app/data --name my-app nginx

# 查看所有 volumes
docker volume ls

# 删除 volume
docker volume rm my-data

最佳实践

1. 优化镜像大小

• 使用轻量级基础镜像（如 alpine）
• 合并 RUN 指令减少层数
• 使用 .dockerignore 排除不必要的文件

.dockerignore

node_modules
npm-debug.log
.git
.env
*.md

2. 多阶段构建

# 构建阶段
FROM node:18 AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
RUN npm run build

# 运行阶段
FROM node:18-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/dist ./dist
COPY --from=builder /app/node_modules ./node_modules
CMD ["node", "dist/index.js"]

3. 安全建议

• 不要以 root 用户运行容器
• 定期更新基础镜像
• 扫描镜像漏洞
• 不在镜像中存储敏感信息

4. 健康检查

HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s \
  CMD curl -f http://localhost:3000/health || exit 1

常见问题

1. 端口已被占用

# 查看端口占用
netstat -ano | findstr :8080  # Windows
lsof -i :8080  # Linux/Mac

# 使用其他端口
docker run -p 8081:80 nginx

2. 容器无法访问

• 检查端口映射是否正确
• 确认防火墙规则
• 查看容器日志排查错误

3. 镜像构建慢

• 使用国内镜像源
• 优化 Dockerfile 层缓存
• 使用 BuildKit 加速

学习资源

• Docker 官方文档
• Docker Hub
• Play with Docker - 在线练习环境
• Docker Cheat Sheet

总结

Docker 是现代应用开发和部署的必备工具。通过本文，你应该已经掌握了：

• Docker 的核心概念
• 基本命令和操作
• 如何编写 Dockerfile
• 如何使用 Docker Compose
• 最佳实践和常见问题