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Docker是时下热门的容器技术，相信作为一名开发人员，你一定听说过或者使用过，很多人会把Docker理解为一个轻量级虚拟机，但其实Docker与虚拟机(VM)是两种不同的计算机虚拟化技术，也有很多人会觉得，有了虚拟机，那为什么还要使用Docker呢？
带着心里的一点点疑问，让我们一起来学习Docker吧。 没有虚拟化技术的原始年代我们仔细想想，在没有计算虚拟化技术的“远古”年代，如果我们要部署一个应用程序(Application)，一般的步骤是怎么样的？ 第一步肯定是先要准备一台物理服务器，然后在物理服务器上安装一个操作系统(Operating System)，有了操作系统之后，便在操作系统上安装运行我们的应用程序，这个过程可以用下面的图来表示： 
物理服务器部署应用示意图 那么，这种方式有什么问题呢？其实，在物理机上部署应用有以下几个缺点： 部署非常慢：因为我们得先准备硬件服务器，接着还要安装操作系统，然后再部署应用程序，而且应用程序还有很多的依赖软件，所以这个过程是比较慢的。 成本非常高：主要是物理器成本太高，即使是部署一个简单的应用，也需要一台服务器。 资源浪费：如果应用太简单，也容易浪费硬件资源，比如CPU和内存 迁移和扩展太慢：如果需要迁移应用，或者扩展应用，都要再准备其他的物理服务器，过程很麻烦，也很慢。
那么有什么办法可以解决这些问题呢？答案便是虚拟化技术。 使用虚拟机部署应用程序的年代什么是虚拟化技术谈到计算机的虚拟化技术，我们直接想到的便是虚拟机，虚拟机允许我们在一台物理计算机模拟出多台机器,简单地理解，虚拟化技术就是在一台物理计算机上，通过中间虚拟软件层Hypervisor隔离CPU、内存等硬件资源，虚拟出多台虚拟服务器，这样做的话，一台物理服务器便可以安装多个应用程序，达到资源利用的最大化，而且多个应用之间相互隔离，如下图所示： 
虚拟机上部署应用示意图 虚拟机的优点虚拟机的不足之处虚拟机的不足之外来自于对物理服务器资源的消耗，当我们在物理服务器创建一台虚拟机时，便需要虚拟出一套硬件并在上面运行完整的操作系统，每台虚拟机都占用许多的服务器资源。 Docker是什么？相对于虚拟机的笨重，Docker则更显得轻量化，因此不会占用太多的系统资源。 Docker是使用时下很火的Golang语言进行开发的，其技术核心是Linux内核的Cgroup,Namespace和AUFS类的Union FS等技术，这些技术都是Linux内核中早已存在很多年的技术，所以严格来说并不是一个完全创新的技术，Docker通过这些底层的Linux技术，对Linux进程进行封装隔离，而被隔离的进程也被称为容器，完全独立于宿主机的进程。
所以Docker是容器技术的一种实现，也是操作系统层面的一种虚拟化，与虚拟机的通过一套硬件再安装操作系统完全不同。 
Docker容器与系统关系示意图 Docker与虚拟机之间的比较Docker是在操作系统进程层面的隔离，而虚拟机是在物理资源层面的隔离，两者完全不同，另外，我们也可以通过下面的一个比较，了解两者的根本性差异。
容器与虚拟机的比较【摘自《Docker-从入门到实践》】 从上面的容器与虚拟机的对比中，我们明白了容器技术的优势。 容器解决了开发与生产环境的问题开发环境与生产环境折射的是开发人员与运维人员之间的矛盾，也许我们常常会听到开发人员对运维人员说的这样一句话：“在我的电脑运行没问题，怎么到了你那里就出问题了，肯定是你的问题”，而运维人员是认为是开发人员的问题。 开发人员需要在本机安装各种各样的测试环境，因此开发的项目需要软件越多，依赖越多，安装的环境也就越复杂。 同样的，运维人员需要为开发人员开发的项目提供生产环境，而运维人员除了应对软件之间的依赖，还需要考虑安装软件与硬件之间的兼容性问题。 就是这样，所以我们经常看到开发与运维相互甩锅，怎么解决这个问题呢？ 容器就是一个不错的解决方案，容器能成为开发与运维之间沟通的语言，因为容器就像一个集装箱一样，提供了软件运行的最小化环境，将应用与其需要的环境一起打包成为镜像，便可以在开发与运维之间沟通与传输。 
Docker的版本Docker分为社区版(CE)和企业版(EE)两个版本，社区版本可以免费使用，而企业版则需要付费使用，对于我们个人开发者或小企业来说，一般是使用社区版的。
Docker CE有三个更新频道，分别为stable、test、nightly，stable是稳定版本，test是测试后的预发布版本，而nightly则是开发中准备在下一个版本正式发布的版本，我们可以根据自己的需求下载安装。
如何安装Docker?好了，通过前面的介绍，我们应该对Docker有了初步的了解，下面开始进入Docker的学习之旅了。 而学习Docker的第一步，从安装Docker运行环境开始，我们以Docker的社区版本(CE)安装为例， Docker社区版本提供了Mac OS,Microsoft Windows和Linux(Centos,Ubuntu,Fedora,Debian)等操作系统的安装包，同时也支持在云服务器上的安装，比如AWS Cloud。
在Windows系统上安装Docker Desktop for WindowsDocker为Windows提供了一个桌面应用程序管理的安装包(Docker Desktop for Windows)，不过对系统有以下几点要求：
必须是64位Windows10专业版，企业版，教育版，构建在15063或更高版本， 在BIOS中启用虚拟化。通常，默认情况下启用虚拟化。 至少有4GB内存。 CPU支持SLAT。
如果操作系统满足上面的要求，则可以直接下载安装包直接安装，在安装成功后，Docker并不会自动启动，需要我们自己启动，我们可以开始菜单中找到Docker，如下图，单击启动便可启动。 
Docker Toolbox如果系统达不到上面的要求，比如说你用的是Windows 7操作系统，这时候要想使用Docker，便需要借助Docker Toolbox，Docker Toolbox是Docker提供的在比较旧的Mac OS,Windows操作系统上安装Docker环境的工具集。 Docker Toolbox包括docker-cli(就是我们在终端使用的docker命令行工具)，docker-compose(多容器管理工具),docker-mecahine，VirtualBox(虚拟机)，Kitematic(docker的GUI管理工具)。
本质上使用Docker Toolbox安装Docker环境，实际上是在VirtualBox中创建一个Linux虚拟机，并在虚拟机上安装Docker 另外，在安装过程中会开启Windows的Hyper-V模块(Windows操作系统实现虚拟化的一种技术)，这里面有个要注意的点是如果开启了Hyper-V，则VirtualBox不再生效了。 在Mac OS上安装如同Windows操作系统一样，Docker为Mac OS也一样提供一个桌面应用程序(Docker Desktop for Mac)，比较简单，从docker官网上下载Dokcer.dmg安装，打开Docker.dmg，如下图所示： 
直接拖动Docker图标便完成了安装。 对于比较老的Mac OS操作系统，也可以像Windows一样，使用Docker Toolbox，这点可以参考上面的介绍。 在Mac OS上安装完成之后，在Application中找到Docker图标，双击打开便可以启动Docker了，如下： 
在Linux上安装在Linux操作系统上的安装，主要以Centos7为例，其他Linux系统的发行版本，如Ubuntu，Debian，Fedora等，可以自行查询Docker的官方文档。 删除旧的docker版本可能有些Linux预先安装Docker，但一般版本比较旧，所以可以先执行以下代码来删除旧版本的Docker。 指定安装版本使用yum安装docker启动docker服务器测试安装是否成功通过上面几种方式安装了Docker之后，我们可以通过下面的方法来检测安装是否成功。 打印docker版本拉取镜像并运行容器运行上面的命令之后，如果有如下图所示的输出结果，则说明安装已经成功了。 
Docker的基本概念镜像(Image)、容器(Container)与仓库(Repository)，这三个是docker中最基本也是最核心的概念，对这三个概念的掌握与理解，是学习docker的关键。 镜像(Image)什么是Docker的镜像？ Docker本质上是一个运行在Linux操作系统上的应用，而Linux操作系统分为内核和用户空间，无论是Centos还是Ubuntu，都是在启动内核之后，通过挂载Root文件系统来提供用户空间的,而Docker镜像就是一个Root文件系统。
Docker镜像是一个特殊的文件系统，提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件，另外还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。
镜像是一个静态的概念，不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。 下面的命令是一些对镜像的基本操作，如下： 查看镜像列表由于我们前面已经拉取了hello-world镜像，所以会输出下面的内容： 下面的命令也一样可以查看本地的镜像列表，而且写法更简洁。 从仓库拉取镜像前面我们已经演示过使用docker pull命令拉取了hello-world镜像了，当然使用docker image pull命令也是一样的。 一般默认是从Docker Hub上拉取镜像的，Docker Hub是Docker官方提供的镜像仓库服务(Docker Registry)，有大量官方或第三方镜像供我们使用，比如我们可以在命令行中输入下面的命令直接拉取一个Centos镜像： docker pull命令的完整写法如下：
拉取一个镜像，需要指定Docker Registry的地址和端口号，默认是Docker Hub，还需要指定仓库名和标签，仓库名和标签唯一确定一个镜像，而标签是可能省略，如果省略，则默认使用latest作为标签名，另外，仓库名则由作者名和软件名组成。 那么，我们上面使用centos，那是因为省略作者名，则作者名library,表示Docker官方的镜像，所以上面的命令等同于： 因此，如果拉取非官方的第三方镜像，则需要指定完整仓库名，如下： 运行镜像使用docker run命令，可以通过镜像创建一个容器，如下： 删除镜像当本地有些镜像我们不需要时，那我们也可以删除该镜像，以节省存储空间，不过要注意，如果有使用该镜像创建的容器未删除，则不允许删除镜像。 删除镜像的快捷命令： 好了，关于Docker镜像的相关知识，我们就简单地介绍到这里，有机会的话，我们单独写一篇文章来谈谈，特别构建Docker镜像部分的相关知识，有必要深入再学习一下。 容器(Container)Docker的镜像是用于生成容器的模板，镜像分层的，镜像与容器的关系，就是面向对象编程中类与对象的关系，我们定好每一个类，然后使用类创建对象，对应到Docker的使用上，则是构建好每一个镜像，然后使用镜像创建我们需要的容器。
启动和停止容器启动容器有两种方式，一种是我们前面已经介绍过的，使用docker run命令通过镜像创建一个全新的容器，如下： 另外一种启动容器的方式就是启动一个已经停止运行的容器： 要停止正在运行的容器可以使用docker container stop或docker stop命令，如下： 查看所有容器如果要查看本地所有的容器，可以使用docker container ls命令： 查看所有容器也有简洁的写法，如下： 删除容器我们也可以使用docker container rm命令，或简洁的写法docker rm命令来删除容器，不过不允许删除正在运行的容器，因此如果要删除的话，就必须先停止容器， 当我们需要批量删除所有容器，可以用下面的命令： 进入容器仓库(Repository)在前面的例子中，我们使用两种方式构建镜像，构建完成之后，可以在本地运行镜像，生成容器，但如果在更多的服务器运行镜像呢？很明显，这时候我们需要一个可以让我们集中存储和分发镜像的服务，就像Github可以让我们自己存储和分发代码一样。 Docker Hub就是Docker提供用于存储和分布镜像的官方Docker Registry，也是默认的Registry，其网址为https://hub.，前面我们使用docker pull命令便从Docker Hub上拉取镜像。
Docker Hub有很多官方或其他开发提供的高质量镜像供我们使用，当然，如果要将我们自己构建的镜像上传到Docker Hub上，我们需要在Docker Hub上注册一个账号，然后把自己在本地构建的镜像发送到Docker Hub的仓库当中，Docker Registry包含很多个仓库，每个仓库对应多个标签，不同标签对应一个软件的不同版本。
Docker的组成与架构在安装好并启动了Docker之后，我们可以使用在命令行中使用docker命令操作docker，比如我们使用如下命令打印docker的版本信息。 其结果如下： 
从上面的图中，我们看到打出了两个部分的信息：Client和Server。 这是因为Docker跟大部分服务端软件一样(如MySQL)，都是使用C/S的架构模型，也就是通过客户端调用服务器，只是我们现在刚好服务端和客户端都在同一台机器上而已。 因此，我们可以使用下面的图来表示Docker的架构，DOCKER_HOST是Docker server，而Clinet便是我们在命令中使用docker命令。 
Docker Enginedocker server为客户端提供了容器、镜像、数据卷、网络管理等功能，其实，这些功能都是由Docker Engine来实现的。
dockerd:服务器守护进程。
Client docker Cli：命令行接口
REST API：除了cli命令行接口，也可以通过REST API调用docker
下面是Docker Engine的示例图：
小结作为一名开发人员，在学习或开发过程中，总需要安装各种各样的开发环境，另外，一个技术团队在开发项目的过程，也常常需要统一开发环境，这样可能避免环境不一致引发的一些问题。 虽然使用虚拟机可以解决上面的问题，但虚拟机太重，对宿主机资源消耗太大，而作为轻量级容器技术，Docker可以简单轻松地解决上述问题，让开发环境的安装以及应用的部署变得非常简单，而且使用Docker，比在虚拟机安装操作系统，要简单得多。
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