前端工程师眼中的Docker
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笔者最近在整理 *Node.js* 操作各数据库的方法，却不料遇到一个很棘手的问题：很多数据库，都需要同时下载 *Server* 端和 *Client* 端，并进行相应的配置，着实是麻烦。那有没有方法可以省去这些步骤呢？
答案肯定是有的，这就是今天要介绍的主题 —— [Docker](https://www.docker.com/)。
## Docker 概述
那 *Docker* 是什么呢？
通俗地讲，当我们部署代码到生产服务器时，第一次都需要先进行环境配置，比如你有 *100* 台机器，你就要手动配置 *100* 台服务器的环境，这样难保不会出错。 *Docker* 则将软件服务制作成标准化的模板，也就是镜像，从而实现快捷部署。每次部署新机器，只需要拉取相关镜像，即可一键完成。
*Docker* 官方提供了很多标准镜像，涵盖 *MySQL*、*MongoDB*、*Node.js* 等常见开源软件。此外，开发者也可以在已有镜像的基础上，打造属于自己的定制化镜像。
接下来以 *MySQL* 为例，快速入坑 *Docker*。
## 镜像和镜像库
那么如何获取镜像呢？
*Docker* 镜像一般存储在 [镜像库](https:/https://img.qb5200.com/download-x/docker-note.readthedocs.io/zh_CN/latest/quick-start/registries.html) ( *registry* ) 中。 [Docker Hub](https://hub.docker.com/) 和 [Docker Cloud](https://cloud.docker.com/) 是公共镜像库，任何人均可使用。 *Docker* 默认使用 [Docker Hub](https://hub.docker.com/) 。同时，用户也可以部署自己的私有镜像库。
### 拉取镜像
首先，从镜像库中拉取 *MySql 8.0* 版本的镜像：
```sh
$ docker pull mysql:8.0
```
### 镜像列表
读取镜像列表，验证 *MySQL* 镜像是否拉取成功：
```sh
$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
mysql 8.0 c8ad2be69a22 3 days ago 465MB
```
可以看到 *MySQL* 已经在镜像列表中，版本号为 *8.0* 。
## 容器
**容器** 是通过 **镜像** 创建的可执行环境，同个镜像可以实例化多个容器。
### 创建容器
现在，让我们使用 *MySQL* 镜像创建容器：
```sh
$ docker run --name first-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -d mysql:8.0
```
命令有点长，且听我细细讲述。
``docker run`` 命令用于创建并执行新容器：``--name``，用于指定容器名，在此我们将新容器命名为 ``first-mysql``；``-e`` ，即 ``--environment``，指定环境变量，``MYSQL_ROOT_PASSWORD`` 环境变量用于配置数据库 *root* 用户的密码；``-d``，让容器在后台运行；最后指定镜像名和版本号，这里用的是 ``mysql:8.0``。
### 容器列表
``docker ps`` 命令用于读取正在运行的容器列表：
```sh
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
a68be49896f8 mysql:8.0 "docker-entrypoint.s…" 6 seconds ago Up 5 seconds 3306/tcp, 33060/tcp first-mysql
```
``docker ps -a`` 命令用于读取所有容器列表，包括停止的容器：
```sh
$ docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
a68be49896f8 mysql:8.0 "docker-entrypoint.s…" About a minute ago Up About a minute 3306/tcp, 33060/tcp first-mysql
c344ce31b67e mongo:3.6 "docker-entrypoint.s…" 3 months ago Exited (255) 3 months ago 0.0.0.0:27017->27017/tcp docker-service_mongo_1
```
列表中一共有两个容器，从 *STATUS* 列可以获知容器的状态。*first-mysql* ，处于运行的状态；*docker-service_mongo_1* 处于退出状态。
### 停止容器
使用 ``docker stop`` 命令停止容器。
```sh
$ docker stop a68be49896f8
```
``a68be49896f8`` 是 *first-mysql* 的 容器 *ID*。
查看容器列表，发现 *first-mysql* 容器此时已处于退出状态：
```sh
$ docker ps -a
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
a68be49896f8 mysql:8.0 "docker-entrypoint.s…" 20 minutes ago Exited (0) 3 seconds ago first-mysql
```
### 开启容器
使用 ``docker start`` 开启已被停止的容器，这里，我们开启刚刚被停止的 *first-mysql*。
```sh
$ docker start a68be49896f8
```
查看容器列表，此时 *first-mysql* 容器已经是运行中状态。
```sh
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
a68be49896f8 mysql:8.0 "docker-entrypoint.s…" 25 minutes ago Up 6 seconds 3306/tcp, 33060/tcp first-mysql
```
### 在容器内执行命令
掌握了镜像和容器的基本操作后，接下来，让我们来看看如何操作 *MySQL*。我们拉取的 *MySQL* 镜像，已经内置了客户端程序 *mysql* 命令，可以直接连接并操作 *MySQL* 。那么，如何在容器内执行命令呢？
这就要用到 ``docker exec`` 命令了：
```sh
$ docker exec -it first-mysql bash
```
这个命令在容器 *first-mysql* 内执行 ``bash`` 命令，启动一个交互式 *Shell* 。注意到，命令行参数 ``-it`` 表示提供交互式的终端。
执行完上述命令，不出意外，便进入容器 *Shell* 环境：
```sh
root@a68be49896f8:/#
```
在 *Shell* 中，执行 *mysql* 命令即可连接数据库：
```sh
root@a68be49896f8:/# mysql -u root -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 9
Server version: 8.0.19 MySQL Community Server - GPL
Copyright (c) 2000, 2020, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
mysql>
```
``-u``，即用户名，此处是 ``root``；``-p``，表示密码，即一开始我们创建容器时指定的密码。在容器内成功连接数据库后，就可以愉快地进行各种数据操作了。
### 容器端口映射
如果我们要在实际中应用 *Docker* 技术，仅在容器内操作显然是不够的。试想一下，当我们需要在本机连接容器内的 *MySQL*，又该如何操作呢？有办法将容器的端口映射出来吗？
先看一下我们的 *MySQL* 容器都有哪些端口：
```sh
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
eff3e64f65bb mysql:8.0 "docker-entrypoint.s…" 6 minutes ago Up 6 minutes 3306/tcp, 33060/tcp first-mysql
```
可以看到，*MySQL* 容器暴露了两个端口，分别是 ``3306`` 和 ``33060`` ，其中 ``3306`` 用于连接数据库。但遗憾的是，这两个端口目前还无法被外部访问，除非将它们映射出来。
创建容器时，可以指定 ``-p`` 参数，将本地指定端口映射到容器内：
```sh
$ docker run --name first-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -d -p 3306:3306 mysql:8.0
```
这个命令在本机开启 ``3306`` 端口，并映射到容器的 ``3306`` 端口。
现在，我们再来看下容器发生了什么变化：
```sh
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
e1c17ca83541 mysql:8.0 "docker-entrypoint.s…" 8 seconds ago Up 6 seconds 0.0.0.0:3306->3306/tcp, 33060/tcp first-mysql
```
``PORTS`` 列显示 ``0.0.0.0:3306->3306/tcp``， 这表示本地 ``3306`` 端口映射到容器 ``3306`` 端口。``0.0.0.0`` 代表全网可连接。
下载 *MySQL* 客户端，连接容器内的 *MySQL* 服务器。这里笔者用的是 *Homebrew* 下载的 *mysql-client*。由于本机端口配置了全网可连，所以我们的 ``host`` 设定为 ``127.0.0.1`` 即可，端口指定 ``3306``。执行如下命令连接 *MySQL*：
```sh
$ /usr/local/Cellar/mysql-client/8.0.18/bin/mysql -u root -h 127.0.0.1 -P 3306 -p
Enter password:
Welcome to the MySQL monitor. Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 8
Server version: 8.0.19 MySQL Community Server - GPL
Copyright (c) 2000, 2019, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.
Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
mysql>
```
成功连接了！
## 小结
- *Docker* 将软件服务制作成模板，称为 **镜像** ；
- **镜像** 存储在 **镜像库** 中， [Docker Hub](https://hub.docker.com/) 和 [Docker Cloud](https://cloud.docker.com/) 是公共镜像库；
- 通过 **镜像** 可快速创建可执行环境，这就是 **容器** ；
## 附录
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