深入探索容器技术

DockerDockerBeginner
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💡 本教程由 AI 辅助翻译自英文原版。如需查看原文,您可以 切换至英文原版

介绍

Docker 容器是现代应用部署的基础构建块。在本实验中,我们将探索高级容器管理技术,以加深你对 Docker 功能的理解。我们将涵盖在不同模式下运行容器、管理其生命周期、检查容器详细信息、处理日志、在容器内执行命令、复制文件、设置环境变量以及限制容器资源等内容。通过本实验,你将全面掌握如何有效地使用 Docker 容器。


Skills Graph

%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%% flowchart RL docker(("`Docker`")) -.-> docker/ContainerOperationsGroup(["`Container Operations`"]) docker(("`Docker`")) -.-> docker/VolumeOperationsGroup(["`Volume Operations`"]) docker/ContainerOperationsGroup -.-> docker/run("`Run a Container`") docker/ContainerOperationsGroup -.-> docker/start("`Start Container`") docker/ContainerOperationsGroup -.-> docker/rm("`Remove Container`") docker/ContainerOperationsGroup -.-> docker/exec("`Execute Command in Container`") docker/ContainerOperationsGroup -.-> docker/logs("`View Container Logs`") docker/ContainerOperationsGroup -.-> docker/inspect("`Inspect Container`") docker/VolumeOperationsGroup -.-> docker/cp("`Copy Data Between Host and Container`") subgraph Lab Skills docker/run -.-> lab-388951{{"`深入探索容器技术`"}} docker/start -.-> lab-388951{{"`深入探索容器技术`"}} docker/rm -.-> lab-388951{{"`深入探索容器技术`"}} docker/exec -.-> lab-388951{{"`深入探索容器技术`"}} docker/logs -.-> lab-388951{{"`深入探索容器技术`"}} docker/inspect -.-> lab-388951{{"`深入探索容器技术`"}} docker/cp -.-> lab-388951{{"`深入探索容器技术`"}} end

在不同模式下运行容器

Docker 允许你在不同的模式下运行容器,以适应各种使用场景。我们将探索两种常见模式:后台模式(detached mode)交互模式(interactive mode)

首先,让我们以后台模式运行一个容器:

docker run -d --name nginx-detached nginx

该命令的作用如下:

  • -d:以后台模式运行容器
  • --name nginx-detached:为容器分配名称 "nginx-detached"
  • nginx:指定要使用的镜像(如果本地没有该镜像,则会从 Docker Hub 拉取)

你应该会看到一长串字符输出,这是容器的 ID。

你可以通过以下命令检查容器的状态:

docker ps

接下来,让我们以交互模式运行一个容器:

docker run -it --name ubuntu-interactive ubuntu /bin/bash

该命令的作用如下:

  • -it:以交互模式运行容器,并分配一个伪终端(pseudo-TTY)
  • --name ubuntu-interactive:为容器分配名称 "ubuntu-interactive"
  • ubuntu:指定要使用的镜像
  • /bin/bash:在容器内运行的命令(这里是一个 bash shell)

现在你应该已经进入了 Ubuntu 容器。你可以通过输入 exit 退出容器。

让我们列出正在运行的容器:

docker ps

你应该会看到 nginx-detached 容器正在运行,但看不到 ubuntu-interactive 容器(因为我们已经退出了它)。

管理容器生命周期

理解如何启动、停止和重启容器对于有效的容器管理至关重要。

让我们从停止 nginx-detached 容器开始:

docker stop nginx-detached

现在,检查容器的状态:

docker ps -a

你应该会看到 nginx-detached 容器现在处于 "Exited"(已退出)状态。

让我们再次启动它:

docker start nginx-detached

再次检查状态:

docker ps

你应该会看到 nginx-detached 容器现在处于 "Up"(运行中)状态。

我们还可以重启一个正在运行的容器:

docker restart nginx-detached

要查看容器的当前状态(包括已停止的容器),可以使用:

docker ps -a

你应该会看到 nginx-detachedubuntu-interactive 容器都被列出,并显示它们的当前状态。

让我们移除已停止的 ubuntu-interactive 容器:

docker rm ubuntu-interactive

并验证它是否已被移除:

docker ps -a

你应该不会再在列表中看到 ubuntu-interactive 容器。

检查容器详细信息

Docker 提供了强大的工具来检查容器的详细信息。让我们来探索这些工具。

要获取容器的详细信息,可以使用 inspect 命令:

docker inspect nginx-detached

该命令会输出一个包含容器详细信息的 JSON 数组。信息可能较多,因此我们可以使用过滤器来获取特定信息。

要获取容器的 IP 地址:

docker inspect -f '{{range .NetworkSettings.Networks}}{{.IPAddress}}{{end}}' nginx-detached

要查看容器的当前状态:

docker inspect -f '{{.State.Status}}' nginx-detached

这些命令使用 Go 模板来过滤输出。-f 标志允许我们指定格式模板。

让我们也检查端口映射:

docker port nginx-detached

端口映射允许容器与主机系统或外部网络通信。它将主机系统上的一个端口映射到容器内的一个端口。这对于从 Docker 环境外部访问容器内运行的服务至关重要。

如果没有映射端口,该命令不会产生任何输出。在我们的例子中,我们没有为 nginx-detached 容器显式映射任何端口,因此你可能看不到任何输出。

为了演示端口映射,让我们创建一个带有端口映射的新 Nginx 容器:

docker run -d --name nginx-with-port -p 8080:80 nginx

该命令将主机上的 8080 端口映射到容器内的 80 端口。现在,如果我们检查端口映射:

docker port nginx-with-port

你应该会看到类似以下的输出:

80/tcp -> 0.0.0.0:8080

这意味着主机上 8080 端口的流量将被转发到容器内的 80 端口,Nginx 正在该端口监听。

处理容器日志

访问和理解容器日志对于故障排除和监控应用程序至关重要。

让我们查看 Nginx 容器的日志:

docker logs nginx-detached

这会显示容器启动以来的所有日志。如果只想查看最近的日志,可以使用 --tail 选项:

docker logs --tail 10 nginx-detached

这将仅显示最后 10 行日志。

要实时跟踪日志(类似于 tail -f),可以使用 -f 选项:

docker logs -f nginx-detached

这将持续流式传输新生成的日志条目。按 Ctrl+C 退出日志流。

你还可以为日志条目添加时间戳:

docker logs --timestamps nginx-detached

这对于调试时间敏感的问题特别有用。

在运行中的容器中执行命令

Docker 允许你在运行中的容器内执行命令,这对于调试和维护非常有用。

让我们从在 Nginx 容器中执行一个简单的命令开始:

docker exec nginx-detached echo "Hello from inside the container"

你应该会在终端中看到 "Hello from inside the container" 的输出。

现在,让我们在容器内获取一个交互式 shell:

docker exec -it nginx-detached /bin/bash

你现在已经进入了容器内部。让我们稍微探索一下:

ls /etc/nginx
cat /etc/nginx/nginx.conf
exit

这些命令列出了 Nginx 配置目录的内容,并显示了主要的 Nginx 配置文件。exit 命令会将你返回到主机系统的 shell。

在容器与主机之间复制文件

Docker 提供了一种在主机系统和容器之间复制文件的方式。这对于更新配置文件或检索日志等任务非常有用。

首先,让我们在主机系统上创建一个简单的 HTML 文件:

echo "<html><body><h1>Hello from host</h1></body></html>" > hello.html

现在,让我们将这个文件复制到 Nginx 容器中:

docker cp hello.html nginx-detached:/usr/share/nginx/html/hello.html

我们可以通过在容器中执行命令来验证文件是否已复制:

docker exec nginx-detached cat /usr/share/nginx/html/hello.html

你应该会看到 HTML 文件的内容。

接下来,让我们从容器中复制一个文件到主机:

docker cp nginx-detached:/etc/nginx/nginx.conf ./nginx.conf

这将 Nginx 配置文件从容器复制到主机当前目录。

你可以验证文件是否已复制:

ls -l nginx.conf

你应该会看到列出的 nginx.conf 文件。

在容器中设置环境变量

环境变量是配置容器中运行的应用程序的关键方式。让我们探索如何设置和使用它们。

首先,让我们运行一个带有环境变量的新容器:

docker run --name env-test -e MY_VAR="Hello, Environment" -d ubuntu sleep infinity

该命令的作用如下:

  • --name env-test:将容器命名为 "env-test"
  • -e MY_VAR="Hello, Environment":设置一个名为 MY_VAR 的环境变量
  • -d:以后台模式运行容器
  • ubuntu:使用 Ubuntu 镜像
  • sleep infinity:使容器无限期运行

现在,让我们验证我们的环境变量是否已设置:

docker exec env-test env | grep MY_VAR

你应该会在输出中看到 MY_VAR=Hello, Environment!

我们还可以使用文件来设置环境变量。创建一个名为 env_file 的文件,内容如下。

你可以使用 nano 或 vim 创建文件:

nano env_file
ANOTHER_VAR=From a file
YET_ANOTHER_VAR=Also from the file

退出编辑器并通过按 Ctrl+X,然后 Y,最后 Enter 保存文件。

现在,让我们使用此文件启动另一个容器:

docker run --name env-file-test --env-file env_file -d ubuntu sleep infinity

验证这个新容器中的环境变量:

docker exec env-file-test env | grep -E "ANOTHER_VAR|YET_ANOTHER_VAR"

你应该会在输出中看到来自文件的两个变量。

限制容器资源

Docker 允许你限制容器可以使用的资源(CPU 和内存)。这对于在多容器环境中管理资源分配至关重要。

让我们启动一个带有内存和 CPU 限制的容器:

docker run --name limited-nginx -d --memory=512m --cpus=0.5 nginx

该命令的作用如下:

  • --name limited-nginx:将容器命名为 "limited-nginx"
  • -d:以后台模式运行容器
  • --memory=512m:将容器的内存限制为 512 兆字节
  • --cpus=0.5:将容器的 CPU 使用限制为最多半个 CPU 核心
  • nginx:使用 Nginx 镜像

我们可以使用 inspect 命令验证这些限制:

docker inspect -f '{{.HostConfig.Memory}}' limited-nginx
docker inspect -f '{{.HostConfig.NanoCpus}}' limited-nginx

第一个命令将输出 536870912(512MB 的字节数),第二个命令将输出 500000000(0.5 CPU 的纳单位)。

要实时查看这些限制对容器的影响,我们可以使用 stats 命令:

docker stats limited-nginx

这将显示资源使用统计信息的实时流。按 Ctrl+C 退出统计视图。

总结

在本实验中,我们探索了 Docker 中的高级容器管理技术。我们学习了如何在不同模式下运行容器、管理容器的生命周期、检查容器详细信息、处理日志、在容器内执行命令、复制文件、设置环境变量以及限制容器资源。这些技能为在更复杂的场景中使用 Docker 容器奠定了坚实的基础。

请记住,有效的容器管理对于构建可扩展和可维护的容器化应用程序至关重要。随着你在 Docker 学习之旅中的深入,你会发现这些技能在调试、优化和管理容器化环境时非常宝贵。

继续练习这些命令并探索 Docker 的功能。你使用容器的次数越多,就会变得越熟练和自信。祝你容器化愉快!

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