Docker for Java Developers

1.  基本概念

1.1.  主要组件

Docker有三个主要组件：

• 镜像是Docker的构建组件，而且是定义应用程序操作系统的只读模板
• 容器是Docker的运行组件，它是从镜像创建的。容器可以运行、启动、停止、移动和删除
• 镜像在注册中心中存储、共享和管理，并且是Docker的分发组件。Docker Store 是一个公开可用的注册中心。https://hub.docker.com/

为了上这三个组件协同工作，Docker守护进程（或者叫Docker容器）运行在一个主机上，并负责构建、运行和分发Docker容器。此外，客户端是一个Docker二进制文件，它接受来自用户的命令并与引擎来回通信。

1.2.  Docker Image

Docker镜像是一个可以从其中启动Docker容器的只读模板。每个镜像又一系列的层组成。（PS：现在发现，把“Image”翻译成专业术语“镜像”的话这里就感觉跟别扭。原文是“Each image consists of a series of layers”，如果按“Image”本来的意思“图像”去理解就很好理解了，对PhotoShop有点儿了解的人都能理解这句话，“图像由一系列图层组成”，真是太形象了。）

Docker如此轻量级的原因之一就是这些层（图层）。当你修改镜像（例如，将应用程序更新到新版本）时，将构建一个新的层。因此，只添加或更新该层，而不是像使用虚拟机那样替换整个映像或完全重建。现在，您不需要发布整个新图像，只需要更新即可，从而使分发Docker镜像更快、更简单。（PS：越发觉得此处用“图像”更好理解，加个新图层或者在原先的图层上做修改即可）

每个镜像都是从一个基本镜像开始的。你也可以使用自己的镜像作为新镜像的基础。如果你有一个基本的Apache镜像，那么你可以使用它作为所有web应用程序镜像的基础。

Docker使用一组称为指令的简单描述性步骤来构建镜像。每条指令在镜像中创建一个新层。

1. 运行一条命令
2. 添加一个文件或目录
3. 创建一个环境变量
4. 当启动一个容器时运行一个进程

这些指令被存储在一个叫“Dockerfile”的文件中。当你请求构建镜像时，Docker读取这个Dockerfile文件，然后执行这些指令，并返回最终的镜像。

（PS：关于镜像，记住下面两句话

• Each image consists of a series of layers.
• Each instruction creates a new layer in our image. 

）

1.3.  Docker Container

容器由操作系统、用户添加的文件和元数据组成。正如我们所看到的，每个容器都是由一个镜像构建的。镜像告诉Docker容器持有什么、启动容器时运行什么进程以及各种其他配置数据。镜像是只读的。当Docker从映像运行容器时，它会在镜像之上添加一个读写层，然后你的应用程序就可以在其中运行了。

1.4.  Docker Engine

Docker Host是在安装Docker的时候创建的。一旦Docker Host被创建了，那么你就可以管理镜像和容器了。例如，你可以下载镜像、启动或停止容器。

1.5.  Docker Client

Docker Client与Docker Host通信，进而你就可以操作镜像和容器了。

2.  构建一个镜像

2.1.  Dockerfile

Docker通过从Dockerfile文件中读取指令来构建镜像。Dockerfile是一个文本文档，它包含用户可以在命令行上调用的所有命令来组装一个镜像。docker image build命令会使用这个文件，并执行其中的所有命令。

build命令还传递一个在创建映像期间使用的上下文。这个上下文可以是本地文件系统上的路径，也可以是Git存储库的URL。

关于Dockerfile中可以使用的命令，详见 https://docs.docker.com/engine/reference/builder/

下面是一些常用的命令：

2.2.  创建你的第一个镜像

首先，创建一个目录hellodocker，然后在此目录下创建一个名为Dockerfile的文本文件，编辑该文件，内容如下：

从以上两行命令我们可以看到，该镜像是以ubuntu作为基础基础，CMD命令定义了需要运行的命令。它提供了一个不同的入口/bin/echo，并给出了一个参数“hello world”。

2.3.  用Java创建你的第一个镜像

补充：OpenJDK是Java平台标准版的一个开源实现，是Docker官方提供的镜像

首先，让我们创建一个java工程，然后打个jar包，接着创建并编辑Dockerfile

使用docker image build构建镜像

使用docker container run启动容器

其实，跟我们平常那一套没多大区别，不过是把打好的jar包做成镜像而已

2.4.  使用Docker Maven Plugin构建镜像

利用Docker Maven Plugin插件我们可以使用Maven来管理Docker镜像和容器。下面是一些预定义的目标：

详见 https://github.com/fabric8io/docker-maven-plugin

补充：Maven中的生命周期、阶段、目标

1. 生命周期有三套：clean、default、site
2. 生命周期由多个阶段组成的，比如default生命周期的阶段包括：clean、validate、compile、
3. 每个阶段由多个目标组成，也就是说目标才是定义具体行为的
4. 插件是目标的具体实现

稍微留一下IDEA里面的Maven区域就不难理解了

言归正传，利用docker-maven-plugin来构建镜像的方式有很多，比如，可以配置插件或属性文件，还可以结合Dockerfile，都在这里：

https://github.com/fabric8io/docker-maven-plugin/tree/master/samples

此处，我们演示用属性文件的方式，首先，定义一段profile配置，比如这样：

 1 <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
 2 <project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
 3          xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
 4     <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
 5     <parent>
 6         <groupId>org.springframework.boot</groupId>
 7         <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
 8         <version>2.1.4.RELEASE</version>
 9         <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
10     </parent>
11     <groupId>com.cjs.example</groupId>
12     <artifactId>hello-demo</artifactId>
13     <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
14     <name>hello-demo</name>
15     <description>Demo project for Spring Boot</description>
16
17     <properties>
18         <java.version>1.8</java.version>
19     </properties>
20
21     <dependencies>
22         <dependency>
23             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
24             <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
25         </dependency>
26
27         <dependency>
28             <groupId>org.springframework.boot</groupId>
29             <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
30             <scope>test</scope>
31         </dependency>
32     </dependencies>
33
34     <build>
35         <plugins>
36             <plugin>
37                 <groupId>org.springframework.boot</groupId>
38                 <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
39             </plugin>
40         </plugins>
41     </build>
42
43     <profiles>
44         <profile>
45             <id>docker</id>
46             <build>
47                 <plugins>
48                     <plugin>
49                         <groupId>io.fabric8</groupId>
50                         <artifactId>docker-maven-plugin</artifactId>
51                         <version>0.30.0</version>
52                         <configuration>
53                             <images>
54                                 <image>
55                                     <name>hellodemo</name>
56                                     <build>
57                                         <from>openjdk:latest</from>
58                                         <assembly>
59                                             <descriptorRef>artifact</descriptorRef>
60                                         </assembly>
61                                         <cmd>java -jar maven/${project.name}-${project.version}.jar</cmd>
62                                     </build>
63                                 </image>
64                             </images>
65                         </configuration>
66                         <executions>
67                             <execution>
68                                 <id>docker:build</id>
69                                 <phase>package</phase>
70                                 <goals>
71                                     <goal>build</goal>
72                                 </goals>
73                             </execution>
74                             <execution>
75                                 <id>docker:start</id>
76                                 <phase>install</phase>
77                                 <goals>
78                                     <goal>run</goal>
79                                     <goal>logs</goal>
80                                 </goals>
81                             </execution>
82                         </executions>
83                     </plugin>
84                 </plugins>
85             </build>
86         </profile>
87     </profiles>
88 </project> 

然后，在构建的时候指定使用docker这个profile即可

1 mvn clean package -Pdocker

2.5.  Dockerfile命令（番外篇）

CMD 与 ENTRYPOINT 的区别

容器默认的入口点是 /bin/sh，这是默认的shell。

当你运行 docker container run -it ubuntu 的时候，启动的是默认shell。

ENTRYPOINT 允许你覆盖默认的入口点。例如：

这里默认的入口点被换成了/bin/cat

ADD 与 COPY 的区别

ADD有COPY所有的能力，而且还有一些额外的特性：

1. 允许在镜像中自动提取tar文件
2. 允许从远程URL下载文件

3.  运行一个Docker容器

3.1.  交互

以交互模式运行WildFly容器，如下：

1 docker container run -it jboss/wildfly

默认情况下，Docker在前台运行。-i允许与STDIN交互，-t将TTY附加到进程上。它们可以一起用作 -it

按Ctrl+C停止容器

3.2.  分离容器

1 docker container run -d jboss/wildfly

用-d选项代替-it，这样容器就以分离模式运行

（PS：-it前台运行，-d后台运行）

3.3.  用默认端口

如果你想要容器接受输入连接，则需要在调用docker run时提供特殊选项。

1 $ docker container ls
2 CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS               NAMES
3 93712e8e5233        jboss/wildfly       "/opt/jboss/wildfly/…"   4 minutes ago       Up 4 minutes        8080/tcp            serene_margulis
4 02aa2ed22725        ubuntu              "/bin/bash"              2 hours ago         Up 2 hours                              frosty_bhabha 

重启容器

1 docker container stop `docker container ps | grep wildfly | awk '{print $1}'`
2 docker container run -d -P --name wildfly jboss/wildfly

-P选项将镜像中的任何公开端口映射到Docker主机上的随机端口。--name选项给这个容器起个名字。

1 $ docker container ls
2 CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES
3 3f2babcc1df7        jboss/wildfly       "/opt/jboss/wildfly/…"   47 seconds ago      Up 47 seconds       0.0.0.0:32768->8080/tcp   wildfly

3.4.  用指定端口

1 docker container stop wildfly
2 docker container rm wildfly 

或者你还可以用 docker container rm -f wildfly 来停止并删除容器

1 docker container run -d -p 8080:8080 --name wildfly jboss/wildfly

格式是： -p hostPort:containerPort

此选项将主机上的端口映射到容器中的端口。这样就使得我们可以通过主机上的特定的端口来访问容器。

现在我们访问http://localhost:8080/跟刚才http://localhost:32768/是一样的

3.5.  停止容器

1 # 按id或name停止指定的容器
2 docker container stop <CONTAINER ID>
3 docker container stop <NAME>
4
5 # 停止所有容器
6 docker container stop $(docker container ps -q)
7
8 # 停止已经退出的容器
9 docker container ps -a -f "exited=-1"

3.6.  删除容器

1 # 按id或name删除指定的容器
2 docker container rm <CONTAINER ID>
3 docker container rm <NAME>
4
5 # 用正则表达式删除匹配到的容器
6 docker container ps -a | grep wildfly | awk '{print $1}' | xargs docker container rm
7
8 # 删除所有容器
9 docker container rm $(docker container ps -aq)

3.7.  查看端口映射

1 docker container port <CONTAINER ID> or <NAME>

4.  参考

https://github.com/docker/labs/tree/master/developer-tools/java/

https://github.com/fabric8io/docker-maven-plugin