Docker容器化完全教程 - 从零基础到精通

前言：什么是Docker？

🤔 Docker的定义

Docker是一个容器化平台，允许你将应用及其依赖打包成一个独立的、可移植的单元，称为容器。

为什么需要Docker？

一致性：开发、测试、生产环境完全一致
隔离性：容器之间相互隔离，不会互相影响
可移植性：容器可以在任何地方运行
高效性：容器启动快，资源占用少
易于扩展：轻松扩展应用

Docker vs 虚拟机

Docker：轻量级，共享OS内核，启动快
虚拟机：重量级，完整OS，隔离性更好

💡 重点：Docker是现代应用部署的标准方式。

安装Docker

安装步骤

# macOS
brew install docker

# Linux (Ubuntu)
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker.io

# Windows
# 下载Docker Desktop: https://www.docker.com/products/docker-desktop

# 验证安装
docker --version
docker run hello-world

配置Docker

# 添加当前用户到docker组（避免使用sudo）
sudo usermod -aG docker $USER

# 配置镜像加速（中国用户）
# 编辑 ~/.docker/daemon.json
{
    "registry-mirrors": [
        "https://registry.docker-cn.com",
        "https://mirror.aliyun.com"
    ]
}

镜像管理

镜像操作

# 查看本地镜像
docker images

# 搜索镜像
docker search ubuntu

# 拉取镜像
docker pull ubuntu:20.04

# 删除镜像
docker rmi ubuntu:20.04

# 标记镜像
docker tag ubuntu:20.04 myubuntu:latest

# 查看镜像详情
docker inspect ubuntu:20.04

# 查看镜像历史
docker history ubuntu:20.04

常用镜像

ubuntu/debian：Linux基础镜像
node：Node.js运行环境
python：Python运行环境
nginx：Web服务器
mysql：数据库
redis：缓存数据库

容器操作

基本操作

# 运行容器
docker run -d --name mycontainer ubuntu:20.04

# 查看运行中的容器
docker ps

# 查看所有容器
docker ps -a

# 启动容器
docker start mycontainer

# 停止容器
docker stop mycontainer

# 删除容器
docker rm mycontainer

# 查看容器日志
docker logs mycontainer
docker logs -f mycontainer  # 实时日志

# 进入容器
docker exec -it mycontainer /bin/bash

# 查看容器资源使用
docker stats mycontainer

高级选项

# 端口映射
docker run -p 8080:80 nginx

# 环境变量
docker run -e NODE_ENV=production node:14

# 挂载卷
docker run -v /host/path:/container/path ubuntu

# 资源限制
docker run -m 512m --cpus 1 ubuntu

# 网络
docker run --network mynetwork ubuntu

# 自动重启
docker run --restart always ubuntu

Dockerfile

Dockerfile基础

FROM node:14-alpine

WORKDIR /app

COPY package*.json ./

RUN npm install

COPY . .

EXPOSE 3000

ENV NODE_ENV=production

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

常用指令

FROM：基础镜像
WORKDIR：工作目录
COPY/ADD：复制文件
RUN：执行命令
EXPOSE：暴露端口
ENV：环境变量
CMD：默认命令
ENTRYPOINT：入口点

构建镜像

# 构建镜像
docker build -t myapp:1.0 .

# 查看构建过程
docker build -t myapp:1.0 --progress=plain .

# 使用BuildKit
DOCKER_BUILDKIT=1 docker build -t myapp:1.0 .

最佳实践

# 使用轻量级基础镜像
FROM node:14-alpine

# 分层构建，减少镜像大小
FROM node:14-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN npm install && npm run build

FROM node:14-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/dist ./dist
COPY package*.json ./
RUN npm install --production
CMD ["node", "dist/index.js"]

Docker Compose

Compose文件

version: '3.8'

services:
    web:
        build: .
        ports:
            - "3000:3000"
        environment:
            - NODE_ENV=production
            - DATABASE_URL=postgres://db:5432/myapp
        depends_on:
            - db
        volumes:
            - ./src:/app/src
    
    db:
        image: postgres:13
        environment:
            - POSTGRES_DB=myapp
            - POSTGRES_PASSWORD=password
        volumes:
            - postgres_data:/var/lib/postgresql/data
        ports:
            - "5432:5432"
    
    redis:
        image: redis:6-alpine
        ports:
            - "6379:6379"

volumes:
    postgres_data:

Compose命令

# 启动服务
docker-compose up -d

# 查看服务
docker-compose ps

# 查看日志
docker-compose logs -f web

# 停止服务
docker-compose stop

# 删除服务
docker-compose down

# 重启服务
docker-compose restart

# 执行命令
docker-compose exec web npm test

网络和存储

网络管理

# 创建网络
docker network create mynetwork

# 查看网络
docker network ls

# 连接容器到网络
docker network connect mynetwork mycontainer

# 断开连接
docker network disconnect mynetwork mycontainer

# 查看网络详情
docker network inspect mynetwork

# 删除网络
docker network rm mynetwork

存储管理

# 创建卷
docker volume create myvolume

# 查看卷
docker volume ls

# 查看卷详情
docker volume inspect myvolume

# 删除卷
docker volume rm myvolume

# 挂载卷
docker run -v myvolume:/data ubuntu

# 绑定挂载
docker run -v /host/path:/container/path ubuntu

镜像仓库

Docker Hub

# 登录Docker Hub
docker login

# 标记镜像
docker tag myapp:1.0 username/myapp:1.0

# 推送镜像
docker push username/myapp:1.0

# 拉取镜像
docker pull username/myapp:1.0

# 登出
docker logout

私有仓库

# 运行私有仓库
docker run -d -p 5000:5000 --name registry registry:2

# 标记镜像
docker tag myapp:1.0 localhost:5000/myapp:1.0

# 推送到私有仓库
docker push localhost:5000/myapp:1.0

# 拉取
docker pull localhost:5000/myapp:1.0

最佳实践

镜像优化

使用轻量级基础镜像（alpine）
最小化层数，合并RUN命令
删除不必要的文件
使用.dockerignore排除文件
使用多阶段构建

安全最佳实践

# 不要以root用户运行
FROM ubuntu:20.04
RUN useradd -m appuser
USER appuser

# 扫描镜像漏洞
docker scan myapp:1.0

# 使用只读文件系统
docker run --read-only ubuntu

# 限制资源
docker run -m 512m --cpus 1 ubuntu

日志管理

# 配置日志驱动
docker run --log-driver json-file --log-opt max-size=10m ubuntu

# 查看日志
docker logs mycontainer

# 使用外部日志系统
docker run --log-driver splunk ubuntu

实战项目：容器化Node.js应用

项目结构

myapp/
├── Dockerfile
├── docker-compose.yml
├── .dockerignore
├── package.json
├── app.js
└── src/
    └── index.js

Dockerfile

FROM node:14-alpine

WORKDIR /app

COPY package*.json ./

RUN npm install --production

COPY . .

EXPOSE 3000

HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=5s --retries=3 \
    CMD node healthcheck.js

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

docker-compose.yml

version: '3.8'

services:
    app:
        build: .
        ports:
            - "3000:3000"
        environment:
            - NODE_ENV=production
            - DATABASE_URL=postgres://db:5432/myapp
        depends_on:
            - db
        restart: always
    
    db:
        image: postgres:13-alpine
        environment:
            - POSTGRES_DB=myapp
            - POSTGRES_PASSWORD=password
        volumes:
            - db_data:/var/lib/postgresql/data
        restart: always

volumes:
    db_data:

部署步骤

# 1. 构建镜像
docker build -t myapp:1.0 .

# 2. 启动服务
docker-compose up -d

# 3. 查看日志
docker-compose logs -f app

# 4. 测试应用
curl http://localhost:3000

# 5. 推送镜像
docker tag myapp:1.0 username/myapp:1.0
docker push username/myapp:1.0

✨ 实战总结：

通过这个项目，你学会了如何将应用容器化并使用Compose进行编排。

🎉 Docker学习完成

现在你已经掌握了Docker容器化的核心知识。

✅ 你现在可以：

✓ 理解Docker的核心概念
✓ 管理镜像和容器
✓ 编写Dockerfile
✓ 使用Docker Compose编排多个容器
✓ 管理网络和存储
✓ 推送镜像到仓库
✓ 部署容器化应用

🚀 下一步学习

学习Kubernetes容器编排
学习CI/CD流程
学习容器监控和日志
学习容器安全

💡 建议：

Docker是现代应用部署的基础。掌握Docker，你就掌握了云原生应用开发的关键技能。

🐳 Docker容器化完全教程

📚 完整教程目录

前言：什么是Docker？

🤔 Docker的定义

为什么需要Docker？

Docker vs 虚拟机

安装Docker

安装步骤

配置Docker

镜像管理

镜像操作

常用镜像

容器操作

基本操作

高级选项

Dockerfile

Dockerfile基础

常用指令

构建镜像

最佳实践

Docker Compose

Compose文件

Compose命令

网络和存储

网络管理

存储管理

镜像仓库

Docker Hub

私有仓库

最佳实践

镜像优化

安全最佳实践

日志管理

实战项目：容器化Node.js应用

项目结构

Dockerfile

docker-compose.yml

部署步骤

🎉 Docker学习完成

✅ 你现在可以：

🚀 下一步学习