Docker入门保姆级教程之Docker Compose

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1.为什么需要Docker Compose？

在先前介绍Docker的内容中，我们从代码到部署容器需要经过两个步骤：

• 打包镜像docker build

• 部署启动容器docker run

这种方式有什么缺点？

• 多次使用Dockerfile Build Image或者DockerHub拉取Image;

• 需要创建多个Container，多次编写启动命令；

• Container互相依赖的如何进行管理和编排；

在真实的企业级应用中，一个服务往往需要和很多个其它的服务进行关联，单个服务也有可能有多个容器实例，如果需要发布，可能会需要人员手动对每一个容器进行打包和启动的操作，非常繁琐，容易出错。

在这种背景下，Docker Compose就有了用武之地。简单来说，Docker Compose是一个用于定义和运行多个容器的工具，通过docker-compose.yml来实现对容器集群的编排工作。

2.Docker Compose介绍

Docker Compose是一个用来定义和运行复杂应用的Docker工具。一个使用Docker容器的应用，通常由多个容器组成。使用Docker Compose不再需要使用shell脚本来启动容器。

Compose 通过一个配置文件来管理多个Docker容器，在配置文件中，所有的容器通过services来定义，然后使用docker-compose脚本来启动，停止和重启应用，和应用中的服务以及所有依赖服务的容器，非常适合组合使用多个容器进行开发的场景。

• 工程，docker-compose运行的目录即为一个工程，在微服务场景下，我们往往都是使用git submodule的方式组建工程的，因此父项目就可以成为一个docker compose的工程；

• 服务，对应子项目，一个工程可以包含多个子项目；

• 容器，对应服务的实例，一个服务可以有多个实例；

Docker Compose当然也存在不足的地方，就是它只能用在单一host上进行容器编排，无法跨节点host对容器进行编排，那是Docker Swarm和K8s的范畴了。

3.Docker Compose安装

3.1.Linux安装

Linux 上我们可以从 Github 上下载它的二进制包来使用，最新发行的版本地址：https://github.com/docker/compose/releases。

1. 运行以下命令以下载 Docker Compose 的当前稳定版本：

sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/v2.2.2/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

1. Docker Compose在GitHub，不太稳定。你也可以通过如下命令安装：

curl -L https://get.daocloud.io/docker/compose/releases/download/v2.4.1/docker-compose-`uname -s`-`uname -m` > /usr/local/bin/docker-compose

1. 将可执行权限应用于二进制文件

sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

1. 创建软链

sudo ln -s /usr/local/bin/docker-compose /usr/bin/docker-compose

1. 测试

docker-compose --version

3.2.Windows和Mac

Windows 、Mac  的 Docker 桌面版和 Docker Toolbox 已经包括 Compose 和其他 Docker 应用程序，因此 Mac 用户不需要单独安装Compose

4.Docker Compose使用

4.1单服务单容器使用

1. 我们新建一个SpringBoot应用，仅仅包含一个Controller：

请务必保证程序能正常运行，再进行如下操作。并进行package，打成jar包。

@Slf4j
@RestController
public class HelloController {

   @GetMapping("/getHello")
   public String getHello(){
       log.info("myapp works!");
       return "myapp is running ok!!!";
  }

}

2.编写Dockerfile：

FROM openjdk:8
EXPOSE 8080
ADD target/myapp-0.0.1-SNAPSHOT.jar /demo.jar
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "demo.jar"]

3.编写docker-compose.yml文件

# 使用的yml版本
version: "3.9"
services:
 # 服务名称，可以自定义
myapp:
   # 容器名称，可以自定义
  container_name: myapp
   # 指定Dockerfile所在的目录
  build: .
  ports:
    - "8080:8080"

4. 然后执行docker-compose up即可，主要完成以下的两步操作：

• 镜像构建docker build

• 启动yml中的所有容器docker run

执行过程如下：

E:\myapp>docker-compose up
# 创建了默认类型的自定义网络，即bridge类型网络，而非使用默认的docker0桥接网络，拥有自己的独立网段，可以通过docker network ls及docker network inspect查看具体的网络信息
Creating network "myapp_default" with the default driver
Building myapp
[+] Building 0.5s (7/7) FINISHED
=> [internal] load build definition from Dockerfile                                                                                 0.0s
=> => transferring dockerfile: 153B                                                                                                 0.0s
=> [internal] load .dockerignore                                                                                                   0.0s
=> => transferring context: 2B                                                                                                     0.0s
=> [internal] load metadata for docker.io/library/openjdk:8                                                                         0.0s
=> [internal] load build context                                                                                                   0.2s
=> => transferring context: 17.62MB                                                                                                 0.1s
=> CACHED [1/2] FROM docker.io/library/openjdk:8                                                                                   0.0s
=> [2/2] ADD target/myapp-0.0.1-SNAPSHOT.jar /demo.jar                                                                             0.1s
=> exporting to image                                                                                                               0.1s
=> => exporting layers                                                                                                             0.1s
# 将镜像写入本地的镜像仓库，并以项目名称_服务名称命名镜像
=> => writing image sha256:c387978706931f09fa16a737704f2c1047e8f632de192a25b0dc42dc151ac4c7                                         0.0s
=> => naming to docker.io/library/myapp_myapp                                                                                       0.0s

Use 'docker scan' to run Snyk tests against images to find vulnerabilities and learn how to fix them
WARNING: Image for service myapp was built because it did not already exist. To rebuild this image you must use `docker-compose build` or `docker-compose up --build`.
Creating myapp ... done
Attaching to myapp
myapp   |
myapp   |   .   ____         _           __ _ _
myapp   | /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __ __ _ \ \ \ \
myapp   | ( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
myapp   | \\/ ___)| |_)| | | | | || (_| | ) ) ) )
myapp   |   ' |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
myapp   | =========|_|==============|___/=/_/_/_/
myapp   | :: Spring Boot ::               (v2.6.0)
......

到此，我们的单容器使用方式完成了。

4.2.常用命令

如下是一些常见的docker-compose操作(需要在工程目录下执行命令)：

• 构建镜像并启动容器

docker-compose up

• 停止容器，删除容器，移除自定义网络

docker-compose downE:\myapp>docker-compose down
Stopping myapp ... done
Removing myapp ... done
Removing network myapp_default

• 查看所有运行的容器

docker-compose lsE:\myapp>docker-compose ps
Name         Command         State           Ports
-----------------------------------------------------------
myapp   java -jar demo.jar   Up     0.0.0.0:8080->8080/tcp`

• 查看具体容器的日志，-f参数表示实时日志输出

docker-compose logs -f container_name

• 查看和容器端口绑定的主机端口

docker-compose port container_name container_port

• 停止指定的容器，如果不指定则停止所有的容器

docker-compose stop container_name

• 启动指定的容器，如果不指定则停止所有的容器

docker-compose start container_name

• 删除指定的已停止容器，如果不指定则删除所有已停止容器

docker-compose rm container_name

• 构建或者重新构建服务的镜像，但不会创建和启动容器

docker-compose build

4.3.多服务多容器依赖使用

假设我们的应用需要依赖其它服务，比如需要使用redis，mysql等，那么这种场景下，就需要被依赖的容器先启动。

1.引入redis的支持依赖：

<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>      
<dependency>
   <groupId>org.apache.commons</groupId>
   <artifactId>commons-pool2</artifactId>
</dependency>

2.增加redis的配置，容器启动的默认redis是没有密码的，所以不用配置password。

server:
port: 8080
spring:
redis:
  host: 127.0.0.1
  port: 6379
  lettuce:
    pool:
      max-active: 8
      max-idle: 8
      min-idle: 0

3.增加redis的序列化和反序列化的配置：

@Configuration
@AutoConfigureAfter(RedisAutoConfiguration.class)
public class RedisConfig {

   /**
    * 配置自定义redisTemplate
    * @return
    */
   @Bean
   RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {

       RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
       template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);

       //使用Jackson2JsonRedisSerializer来序列化和反序列化redis的value值
       Jackson2JsonRedisSerializer serializer = new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class);

       ObjectMapper mapper = new ObjectMapper();
       mapper.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
       mapper.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
       serializer.setObjectMapper(mapper);

       template.setValueSerializer(serializer);
       //使用StringRedisSerializer来序列化和反序列化redis的key值
       template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
       template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
       template.setHashValueSerializer(serializer);
       template.afterPropertiesSet();
       return template;
  }

}

4.修改Controller的逻辑，使得返回的结果依赖redis：

如此，每次访问该接口都会使得计数器加1并返回结果。

@Slf4j
@RestController
public class HelloController {

   @Autowired
   private RedisTemplate redisTemplate;

   @GetMapping("/getHello")
   public String getHello(){
       log.info("myapp works!");
       Long counter = redisTemplate.opsForValue().increment("counter");
       return "myapp is running " + counter + "times!";
  }

}

5.修改docker-compose.yml

version: "3.9"
services:
myapp:
  container_name: myapp
  build: .
  ports:
    - "8080:8080"
  depends_on:
    - myredis
myredis:
  image: "redis:latest"

6.测试其它内容不变，如此配置就全部完成了，注意在执行如下操作之前，先确保程序能够正常运行，可以先自行运行一个redis容器做下实验。

docker-compose up启动工程，过程如下：

......
Use 'docker scan' to run Snyk tests against images to find vulnerabilities and learn how to fix them
WARNING: Image for service myapp was built because it did not already exist. To rebuild this image you must use `docker-compose build` or `docker-compose up --build`.
Creating myapp           ... done
Creating myapp_myredis_1 ... done
Attaching to myapp_myredis_1, myapp
myredis_1 | 1:C 21 Nov 2021 03:19:06.934 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
myredis_1 | 1:C 21 Nov 2021 03:19:06.934 # Redis version=6.2.6, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=1, just started
myredis_1 | 1:C 21 Nov 2021 03:19:06.934 # Warning: no config file specified, using the default config. In order to specify a config file use redis-server /path/to/redis.conf
myredis_1 | 1:M 21 Nov 2021 03:19:06.935 * monotonic clock: POSIX clock_gettime
myredis_1 | 1:M 21 Nov 2021 03:19:06.936 * Running mode=standalone, port=6379.
myredis_1 | 1:M 21 Nov 2021 03:19:06.936 # Server initialized
myredis_1 | 1:M 21 Nov 2021 03:19:06.936 # WARNING overcommit_memory is set to 0! Background save may fail under low memory condition. To fix this issue add 'vm.overcommit_memory = 1' to /etc/sysctl.conf and then reboot or run the
command 'sysctl vm.overcommit_memory=1' for this to take effect.
myredis_1 | 1:M 21 Nov 2021 03:19:06.936 * Ready to accept connections
myapp     |
myapp     |   .   ____         _           __ _ _
myapp     | /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __ __ _ \ \ \ \
myapp     | ( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
myapp     | \\/ ___)| |_)| | | | | || (_| | ) ) ) )
myapp     |   ' |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
myapp     | =========|_|==============|___/=/_/_/_/
myapp     | :: Spring Boot ::               (v2.6.0)
......

此处的redis是使用的已有镜像，所以不会再创建redis的镜像，但是myapp是需要build构建的，所以需要创建myapp的镜像，然后再基于这俩个镜像分别创建两个容器，这两个容器都属于myapp这个工程下面。

4.4.多服务多容器独立使用

除了如上依赖容器的使用，日常开发中，我们都是使用git submodule的方式组织父工程和多个子工程，那么部署的时候就需要同时部署多个微服务子工程。

我们重新新建一个SpringBoot的项目，名称为demo，然后将工程下面的src删除，因为它将是一个父工程，然后新建两个模块service1和service2，这两个服务分别对外提供getHello的服务，service1端口设置8080，service2端口设置8081。

@Slf4j
@RestController
public class HelloRest {

   @GetMapping("/service1/getHello")
   public String getHello(){
       return "hello from service1";
  }

}

@Slf4j
@RestController
public class HelloRest {

   @GetMapping("/service2/getHello")
   public String getHello(){
       return "hello from service2";
  }

}

确保两个子项目都能正常运行后再进行下面的步骤。

1.执行maven的package命令，确保两个服务都生成了各自的jar，然后在各自的目录内新建Dockerfile：

FROM openjdk:8
EXPOSE 8080
ADD target/service1-0.0.1-SNAPSHOT.jar /demo.jar
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "demo.jar"]
FROM openjdk:8
EXPOSE 8081
ADD target/service2-0.0.1-SNAPSHOT.jar /demo.jar
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "demo.jar"]

2.在父工程目录下新建docker-compose.yml

version: "3.9"
services:
service1:
  container_name: service1
   # 指定Dockerfile的目录
  build: ./service1
  ports:
    - "8080:8080"
service2:
  container_name: service2
   # 指定Dockerfile的目录
  build: ./service2
  ports:
    - "8081:8081"

然后可以执行docker-compose up了，发现会新构建两个镜像demo_service1和demo_service2，同时创建两个容器并启动。

Creating service1 ... done Creating service2 ... done Attaching to service1, service2

4.5.单服务多容器使用

我们在一开始讲解docker-compose概念的时候，有提到过服务和容器之间的关系，即一个服务可以有多个容器，但是在上面的例子中，我们都是一个服务一个容器的，那么想要实现一个服务启动多个容器该怎么操作呢？

我们还是拿2.1节的例子作为演示，只要修改docker-compose.yml文件的内容：

version: "3.9"
services:
myapp:
  build: .
  ports:
    - "8080"

我们把container_name: myapp去掉了，因为容器的名称要求是唯一的，如果指定了名字，那么哪个容器叫这个名字呢？就不好区分了，去掉后，多个容器会使用工程名+服务名+数字进行自动命名。

还有，需要把端口也改造为只指定容器的端口，不要指定host的端口，这样会自动绑定host上未使用的随机端口。其实如果Dockerfile中指定了暴露的端口，此处也可以不需要ports设置了。

到此，设置完毕，执行启动命令myapp>docker-compose up --scale myapp=2就会启动一个服务的两个容器实例。

E:\myapp>docker-compose up --scale myapp=2
Creating network "myapp_default" with the default driver
Creating myapp_myapp_1 ... done
Creating myapp_myapp_2 ... done
Attaching to myapp_myapp_2, myapp_myapp_1
...E:\myapp>docker-compose ps
Name             Command         State           Ports
--------------------------------------------------------------------
myapp_myapp_1   java -jar demo.jar   Up     0.0.0.0:53425->8080/tcp
myapp_myapp_2   java -jar demo.jar   Up     0.0.0.0:53424->8080/tcp

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---

参考：

https://www.docker.com/

https://www.jianshu.com/p/ee2fea4136f0

https://www.runoob.com/docker/docker-tutorial.html

 THE END

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