Docker学习教程

大牧师

47人浏览 · 2026-09-07 11:47:26

大牧师 · 2026-09-07 11:47:26 发布

一、Docker 基础入门

1.1 什么是 Docker？

Docker 是一种容器技术，可以将系统的所有文件封装成一个镜像（Image），镜像跑起来作为容器（Container）。

核心优势：

把环境和应用打包在一起，解决部署时环境不一致的问题
一台机器可以运行多个容器，每个容器都有独立的操作系统环境
快速部署多个相同的实例
一次构建，到处运行

1.2 Docker 核心概念

概念	说明
镜像 (Image)	只读模板，包含运行应用所需的一切
容器 (Container)	镜像的运行实例，可看作一个独立的系统
Dockerfile	构建镜像的脚本文件
Docker Hub	官方镜像仓库，可以 pull/push 镜像

1.3 安装 Docker

Windows/Mac：下载安装 Docker Desktop
Linux：使用包管理器安装

验证安装：

docker --version

1.4 Docker 基本命令

镜像操作

# 搜索镜像
docker search nginx

# 拉取镜像
docker pull nginx:latest

# 查看本地镜像
docker images

# 删除镜像
docker rmi image_name

容器操作

# 运行容器
docker run -d --name my-nginx -p 80:80 nginx:latest

# 查看运行中的容器
docker ps

# 查看所有容器（包括已停止）
docker ps -a

# 停止容器
docker stop container_name

# 启动已停止的容器
docker start container_name

# 删除容器
docker rm container_name

# 进入容器
docker exec -it container_id /bin/sh

# 查看容器日志
docker logs container_id

# 查看容器详情
docker inspect container_id

1.5 端口映射

# -p 宿主机端口:容器端口
docker run -d -p 3000:80 nginx:latest

访问 http://localhost:3000 即可访问容器内的 80 端口服务。

1.6 数据卷（Volume）

数据卷用于持久化数据，解决容器删除后数据丢失的问题。

# -v 宿主机目录:容器目录
docker run -d -v /host/path:/container/path nginx:latest

# 只读挂载
docker run -d -v /host/path:/container/path:ro nginx:latest

为什么需要数据卷？

容器删除后，容器内的数据会丢失
通过数据卷，数据保存在宿主机上
新容器可以挂载同一个数据卷，继续使用数据

1.7 环境变量

# -e KEY=VALUE
docker run -d -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:latest

二、Dockerfile 详解

2.1 Dockerfile 是什么？

Dockerfile 是一个文本文件，包含构建镜像的所有指令。通过 docker build 命令，可以根据 Dockerfile 自动构建镜像。

2.2 Dockerfile 指令

指令	说明	示例
FROM	指定基础镜像	`FROM node:18`
WORKDIR	设置工作目录	`WORKDIR /app`
COPY	复制文件到容器	`COPY . .`
ADD	复制文件（可自动解压 tar）	`ADD ./app.tar.gz /app`
RUN	构建时执行命令	`RUN npm install`
EXPOSE	声明容器暴露的端口	`EXPOSE 3000`
CMD	容器启动时执行的命令	`CMD ["node", "main.js"]`
ENTRYPOINT	容器启动入口（不可覆盖）	`ENTRYPOINT ["node"]`
ENV	设置环境变量	`ENV NODE_ENV=production`
ARG	构建时的参数	`ARG VERSION=1.0`
VOLUME	声明数据卷挂载点	`VOLUME ["/data"]`

2.3 示例：第一个 Dockerfile

FROM node:latest

WORKDIR /app

COPY . .

RUN npm config set registry https://registry.npmmirror.com/

RUN npm install -g http-server

EXPOSE 8080

CMD ["http-server", "-p", "8080"]

构建镜像：

docker build -t my-app:v1 .

运行容器：

docker run -d -p 8888:8080 my-app:v1

2.4 构建上下文

docker build 命令会将当前目录（构建上下文）的所有文件发送给 Docker Daemon。

# . 就是构建上下文的目录
docker build -t name:tag .

2.5 .dockerignore 文件

类似于 .gitignore，用于排除不需要发送给 Docker Daemon 的文件：

*.md
!README.md
node_modules/
.git/
.DS_Store
.vscode/
.env

好处：

加快构建速度
减小镜像体积

2.6 CMD vs ENTRYPOINT

特性	CMD	ENTRYPOINT
可被覆盖	是（docker run 传参数会覆盖）	否
用途	定义默认命令	定义固定入口

组合使用（推荐）：

ENTRYPOINT ["echo", "Hello"]
CMD ["World"]

不传参数：执行 echo Hello World
传参数 docker run image 666：执行 echo Hello 666

2.7 COPY vs ADD

特性	COPY	ADD
复制文件	✓	✓
解压 tar.gz	✗	✓
下载 URL	✗	✓

建议： 一般情况下使用 COPY，只有需要自动解压时才用 ADD。

2.8 VOLUME 指令

在 Dockerfile 中声明数据卷挂载点：

VOLUME ["/data"]

即使 docker run 时没有指定 -v，Docker 也会自动创建一个临时目录挂载上去，保证数据不丢失。

三、Dockerfile 最佳实践

3.1 技巧一：使用 Alpine 镜像

Alpine 是一个极简的 Linux 发行版，镜像体积非常小。

# 体积约 1.45G
FROM node:18

# 体积约 550M
FROM node:18-alpine3.14

建议： 生产环境优先使用 Alpine 镜像。

3.2 技巧二：多阶段构建（Multi-stage Build）

将构建阶段和运行阶段分离，最终镜像只包含运行时需要的文件。

# 构建阶段
FROM node:18-alpine3.14 as build-stage

WORKDIR /app

COPY package.json .

RUN npm config set registry https://registry.npmmirror.com/

RUN npm install

COPY . .

RUN npm run build

# 生产阶段
FROM node:18-alpine3.14 as production-stage

COPY --from=build-stage /app/dist /app
COPY --from=build-stage /app/package.json /app/package.json

WORKDIR /app

RUN npm config set registry https://registry.npmmirror.com/

RUN npm install --production

EXPOSE 3000

CMD ["node", "/app/main.js"]

优势：

最终镜像不包含源码和开发依赖
镜像体积大幅减小

3.3 技巧三：利用缓存优化构建

Docker 会缓存镜像层，只有变化的层才会重新构建。

正确写法：

# 先复制 package.json，安装依赖（变化少，可缓存）
COPY package.json .
RUN npm install

# 再复制其他文件（变化多）
COPY . .
RUN npm run build

错误写法：

# 这样任何文件变化都会触发 npm install
COPY . .
RUN npm install

3.4 技巧四：ARG 和 ENV

# ARG：构建时的参数，通过 --build-arg 传入
ARG VERSION=1.0

# ENV：运行时的环境变量
ENV NODE_ENV=production
ENV VERSION=${VERSION}

使用：

docker build --build-arg VERSION=2.0 -t my-app .

3.5 完整的生产级 Dockerfile 示例

# 构建阶段
FROM node:18-alpine3.14 as build-stage

WORKDIR /app

# 利用缓存：先复制依赖文件
COPY package.json package-lock.json ./

RUN npm config set registry https://registry.npmmirror.com/

RUN npm ci

# 再复制源码
COPY . .

RUN npm run build

# 生产阶段
FROM node:18-alpine3.14 as production-stage

WORKDIR /app

# 复制构建产物
COPY --from=build-stage /app/dist ./dist
COPY --from=build-stage /app/package.json ./

# 只安装生产依赖
RUN npm ci --production

EXPOSE 3000

CMD ["node", "dist/main.js"]

四、Docker 实现原理

4.1 三大核心技术

Docker 容器的实现依赖于 Linux 内核的三大机制：

技术	作用
Namespace	资源隔离
Control Group (cgroup)	资源限制
UnionFS	分层存储

4.2 Namespace（命名空间）

实现容器内资源的隔离，让容器看起来像一个独立的系统。

Namespace 类型	说明
PID	进程 ID 隔离
IPC	进程间通信隔离
Mount	文件系统挂载隔离
Network	网络隔离
User	用户和用户组隔离
UTS	主机名和域名隔离

4.3 Control Group（控制组）

限制容器可以使用的资源：

CPU 使用量
内存大小
磁盘 I/O
网络带宽

作用： 防止一个容器占用过多资源，影响其他容器。

4.4 UnionFS（联合文件系统）

实现镜像的分层存储。

特点：

每一条 Dockerfile 指令生成一层镜像
镜像层是只读的，不可修改
多个镜像可以共享相同的底层镜像层
容器运行时会添加一个可写层

优势：

大幅节省磁盘空间
快速分发镜像

4.5 镜像分层示意

┌─────────────────────────────────┐
│       可写层（容器层）           │  ← 容器运行时的数据
├─────────────────────────────────┤
│     CMD ["node", "main.js"]     │  ← 第 N 层
├─────────────────────────────────┤
│        RUN npm install          │  ← 第 2 层
├─────────────────────────────────┤
│         COPY . .                │  ← 第 1 层
├─────────────────────────────────┤
│        WORKDIR /app             │  ← 第 0 层
├─────────────────────────────────┤
│      node:18-alpine3.14         │  ← 基础镜像（共享）
└─────────────────────────────────┘

五、CI/CD 流程中的 Docker

5.1 标准流程

开发 → 提交代码 → CI 构建镜像 → Push 到 Registry → CD 拉取镜像 → docker run 部署

5.2 常用命令

# 构建镜像
docker build -t my-app:v1 .

# 登录 Docker Hub
docker login

# 给镜像打 tag
docker tag my-app:v1 username/my-app:v1

# 推送到 Docker Hub
docker push username/my-app:v1

# 从服务器拉取并运行
docker pull username/my-app:v1
docker run -d -p 3000:3000 username/my-app:v1

六、常用命令速查表

镜像命令

命令	说明
`docker build -t name:tag .`	构建镜像
`docker images`	查看本地镜像
`docker pull name:tag`	拉取镜像
`docker push name:tag`	推送镜像
`docker rmi image_id`	删除镜像
`docker tag image name:tag`	给镜像打标签

容器命令

命令	说明
`docker run -d -p 80:80 image`	运行容器（后台）
`docker ps`	查看运行中的容器
`docker ps -a`	查看所有容器
`docker stop container`	停止容器
`docker start container`	启动容器
`docker rm container`	删除容器
`docker exec -it container /bin/sh`	进入容器
`docker logs container`	查看日志
`docker inspect container`	查看容器详情

数据卷命令

命令	说明
`docker volume create name`	创建数据卷
`docker volume ls`	查看数据卷列表
`docker volume rm name`	删除数据卷

七、实战：部署 Node.js 应用

7.1 项目结构

my-nest-app/
├── src/
├── package.json
├── package-lock.json
├── Dockerfile
└── .dockerignore

7.2 .dockerignore

*.md
node_modules/
.git/
.DS_Store
.vscode/
.env

7.3 Dockerfile

FROM node:18-alpine3.14 as build-stage

WORKDIR /app

COPY package.json package-lock.json ./

RUN npm config set registry https://registry.npmmirror.com/

RUN npm ci

COPY . .

RUN npm run build

FROM node:18-alpine3.14 as production-stage

WORKDIR /app

COPY --from=build-stage /app/dist ./dist
COPY --from=build-stage /app/package.json ./

RUN npm config set registry https://registry.npmmirror.com/

RUN npm ci --production

EXPOSE 3000

CMD ["node", "dist/main.js"]

7.4 构建和运行

# 构建镜像
docker build -t my-nest-app:v1 .

# 运行容器
docker run -d -p 3000:3000 --name my-app my-nest-app:v1

访问 http://localhost:3000 即可看到应用。

总结

Docker 核心流程：Dockerfile → docker build → 镜像 → docker run → 容器
数据持久化：通过 Volume 挂载保证数据不丢失
镜像优化：Alpine 镜像 + 多阶段构建 + 合理利用缓存
实现原理：Namespace（隔离）+ Control Group（限制）+ UnionFS（分层存储）

掌握这些知识，你就可以高效地使用 Docker 部署和管理应用了！

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一、Docker 基础入门

1.1 什么是 Docker？

1.2 Docker 核心概念

1.3 安装 Docker

1.4 Docker 基本命令

镜像操作

容器操作

1.5 端口映射

1.6 数据卷（Volume）

1.7 环境变量

二、Dockerfile 详解

2.1 Dockerfile 是什么？

2.2 Dockerfile 指令

2.3 示例：第一个 Dockerfile

2.4 构建上下文

2.5 .dockerignore 文件

2.6 CMD vs ENTRYPOINT

2.7 COPY vs ADD

2.8 VOLUME 指令

三、Dockerfile 最佳实践

3.1 技巧一：使用 Alpine 镜像

3.2 技巧二：多阶段构建（Multi-stage Build）

3.3 技巧三：利用缓存优化构建

3.4 技巧四：ARG 和 ENV

3.5 完整的生产级 Dockerfile 示例

四、Docker 实现原理

4.1 三大核心技术

4.2 Namespace（命名空间）

4.3 Control Group（控制组）

4.4 UnionFS（联合文件系统）

4.5 镜像分层示意

五、CI/CD 流程中的 Docker

5.1 标准流程

5.2 常用命令

六、常用命令速查表

镜像命令

容器命令

数据卷命令

七、实战：部署 Node.js 应用

7.1 项目结构

7.2 .dockerignore

7.3 Dockerfile

7.4 构建和运行

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