Docker从认识到实践再到底层原理（九）｜Docker Compose 容器编排

前言

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• 高质量博客汇总

然后就是博主最近最花时间的一个专栏《Docker从认识到实践再到底层原理》希望大家多多关注！

• Docker从认识到实践再到底层原理

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Docker Compose

1. 概览

参考：比特就业课

1.1 Docker Compose是什么

docker-compose 是 Docker 官方的开源项目，使用 python 编写，实现上调用了Docker 服务的 API 进行容器管理及编排，其官方定义为定义和运行多个 Docker 容器的应用。

docker-compose 中有两个非常重要的概念：

• 服务（service）：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。
• 项目（project）：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在docker-compose.yml文件中定义, 整个docker-compose.yml定义一个项目。

Compose的默认管理对象是项目，通过子命令对项目中的一组容器进行便捷地生命周期管理。通过compose可以方便的管理多个服务。

1.2 为什么要 Docker Compose

Docker 是一个轻量化的应用程序，Docker 官方推荐每个 Docker 容器中只运行一个进程。

如果一个应用需要涉及到 MySQL、nginx 等环境， 那么我们需要分别为应用、数据库和 nginx 创建单独的 docker 容器，然后分别启动容器。想象一下，当我们构建好 Docker 之后，每次启动应用，都至少需要 docker run三次， 或者写一些脚本来实现， 这样会比较繁琐。

另外，这些 docker 容器都是分散独立的，也不方便镜像管理。那既然这些 docker 容器 都是为了同一个应用服务，我们就应该把它们放到一起，这就引出了 docker-compose 来解决这类型的问题。

2. Docker Compose 的安装

我们安装docker的时候已经顺便安装了，大家可以看看前面的章节（第一章）。

检查是否安装上了。

root@ALiCentos7:~$ docker compose version
Docker Compose version v2.20.2
You have new mail in /var/spool/mail/root
root@ALiCentos7:~$

3. Docker Compose 的功能简介

3.1 使用步骤

Compose 使用的步骤：

• 使用docker-compose.yml定义构成应用程序的服务，这样它们可以在隔离环境中一起运行。
• 最后，执行 docker compose up 命令来启动并运行整个应用程序。

3.2 核心功能

Compose 具有管理应用程序整个生命周期的命令：

• 启动，停止和重建服务

• 查看正在运行的服务的状态

• 流式传输运行服务的日志输出

• 在服务上运行一次性命令

4. Docker Compose 文件（docker-compose.yml）

4.1 文件语法版本

目前官方支持三个大版本， 即 Version 1、Version 2 及 Version 3， 其中 Version 1 已经被废弃掉了。当前最新的版本是 3.8，它支持的 Docker Engine 版本不得低于 19.03.0。

官方文档：

• https://docs.docker.com/compose/compose-file/compose-versioning/

4.2 文件的基本结构

version: "3.8" # 定义版本， 表示当前使用的 docker-compose 语法的版本
services: # 服务，可以存在多个
servicename: # 服务名字，它也是内部bridge 网络可以使用的DNS name，如果不是集群模式相当于 docker run的时候指定的一个名称
#集群（Swarm）模式是多个容器的逻辑抽象
image: # 必选，镜像的名字
command: # 可选，如果设置，则会覆盖默认镜像里的 CMD 命令
environment: # 可选，等价于 docker container run 里的 --env 选项设置环境变量
volumes: # 可选，等价于docker container run 里的 -v 选项 绑定数据卷
networks: # 可选，等价于 docker container run 里的 --network 选项指定网络
ports: # 可选，等价于 docker container run 里的 -p 选项指定端口映射
expose: # 可选，指定容器暴露的端口
build: #构建目录
depends_on: #服务依赖配置
env_file: #环境变量文件
servicename2:
image:
command:
networks:
ports:
servicename3:
#...
volumes: # 可选，等价于 docker volume create
networks: # 可选，等价于 docker network create

4.3 常见字段格式语法

4.3.1 image

image: redis
image: redis:5
image:
redis@sha256:0ed5d5928d4737458944eb604cc8509e245c3e19d02ad83935398
bc4b991aac7
image: library/redis
image: docker.io/library/redis
image: my_private.registry:5000/redis

先准备好目录先。

把配置文件写好。

启动配置文件里面的所有东西。

会默认创建一个桥网络的，然后把工程相关的容器加入到这个项目的网络里面去，和docker默认网络分开的。

停止和删除。

4.3.2 command

覆盖容器启动的默认命令。

command: ["bundle", "exec", "thin", "-p", "3000"]
command: bundle exec thin -p 3000

4.3.3 entrypoint

覆盖容器默认的 entrypoint。

两种格式。

entrypoint: /code/entrypoint.sh

entrypoint:
- php
- -d
- zend_extension=/usr/local/lib/php/extensions/no-debug-non-zts-20100525/xdebug.so
- -d
- memory_limit=-1
- vendor/bin/phpunit

4.3.4 environment

添加环境变量。您可以使用数组或字典、任何布尔值，布尔值需要用引号引起来，以确保 YML 解析器不会将其转换为 True 或 False。

# map语法
environment:
RACK_ENV: development
SHOW: "true"
USER_INPUT:
# 数组语法
environment:
- RACK_ENV=development
- SHOW=true
- USER_INPUT

4.3.5 networks

指定容器运行的网络。

要调整网络的信息也很容易。如下面的例子所示即可。

services:
  frontend:
    image: awesome/webapp
    networks:
      front-tier:
        ipv4_address: 172.16.238.10
networks:
  front-tier:
    ipam:
      driver: default
      config:
        - subnet: "172.16.238.0/24"

4.3.6 volumes

将主机的数据卷或者文件挂载到容器里。

#短语法 对应 -v 的精简的配置
services:
  db:
    image: postgres:latest
    volumes:
      - "/localhost/postgres.sock:/var/run/postgres/postgres.sock"
      - "/localhost/data:/var/lib/postgresql/data"
#完整语法 对应 --mount 的详细的配置
services:
  backend:
    image: awesome/backend
    volumes:
    	- type: volume
        #命名卷
        source: db-data
        target: /data
        volume:
          nocopy: true
    	#绑定卷
   		- type: bind
        source: /var/run/postgres/postgres.sock
        target: /var/run/postgres/postgres.sock
volumes:
  db-data:

4.3.7 ports

端口映射，其实就是命令中的-p选项。

#完整语法
ports:
  - target: 80
    host_ip: 127.0.0.1 # 设置成 0.0.0.0 就是所有机器都能来访问
    published: 8080
    protocol: tcp
    mode: host
  - target: 80
    host_ip: 127.0.0.1
    published: 8000-9000
    protocol: tcp
    mode: host
#短语法
ports:
  - "3000"
  - "3000-3005"
  - "8000:8000"
  - "9090-9091:8080-8081"
  - "49100:22"
  - "127.0.0.1:8001:8001"
  - "127.0.0.1:5000-5010:5000-5010"
  - "6060:6060/udp"

4.3.8 expose

暴露端口，但不映射到宿主机，只被连接的服务访问。

expose:
- "3000"
- "8000"

4.3.9 build

这个参数我们学完dockerFile之后就能理解了，现在先不讲。

4.3.10 depends_on

设置依赖关系。

• docker compose up ：以依赖性顺序启动服务。在以下示例中，先启动 db 和redis ，才会启动 web。

• docker compose up SERVICE ：自动包含 SERVICE 的依赖项。在以下示例中，docker compose up web 还将创建并启动 db 和 redis。

• docker compose stop ：按依赖关系顺序停止服务。在以下示例中，web 在 db 和redis 之前停止。

这个参数比较复杂，大家来看看例子。

version: "3.7"
  services:
  web:
    build: .
    depends_on:
      - db
      - redis
  redis:
  	image: redis
  db:
  	image: postgres

可以指定条件，healthy 需要配置 healthcheck 来完成。

services:
  web:
    build: .
    depends_on:
      db:
        condition: service_healthy
      redis:
        condition: service_started
  redis:
    image: redis
  db:
    image: postgres

healthcheck案例。

version: "3.8"
  services:
    web:
      image: nginx:1.24.0
      environment:
      	TEST: 1
      depends_on:
      	mysql:
      		condition: service_healthy
    mysql:
      image: mysql:5.7
      environment:
      	MYSQL_ROOT_PASSWORD: "bit@123"
      volumes:
      	- /data/maxhou/mysqldata/varlib/:/var/lib/mysql
      healthcheck:
        test: mysql --user=root --password='bit@123' -e "SELECT 1;"
        interval: 10s
        timeout: 5s
        retries: 10

4.3.11 env_file

从文件添加环境变量。可以是单个值或列表的多个值。

env_file: .env

env_file:
- ./common.env
- ./apps/web.env
- /opt/secrets.env

5. Docker Compose 命令

5.1 命令清单

命令	功能
docker compose build	构建服务
docker compose config	规范的格式来显示服务配置
docker compose cp	在本地系统和服务容器直接拷贝文件
docker compose create	创建服务的容器
docker compose down	停止所有容器，并删除容器
docker compose events	从服务器获取实时时间
docker compose exec	在容器中执行命令
docker compose images	列出所有容器使用的镜像
docker compose kill	强制停止服务的容器
docker compose logs	显示日志
docker compose ls	显示所有项目
docker compose pause	暂停服务
docker compose port	列出所有的端口映射
docker compose ps	该命令可以列出项目中目前的所有容器
docker compose pull	拉取服务镜像
docker compose push	推送服务镜像
docker compose restart	重启或者重启某个服务
docker compose rm	删除服务停止的容器
docker compose run	在指定服务容器上执行相关的命令
docker compose start	启动当前停止的某个容器
docker compose stop	停止当前运行的某个容器
docker compose top	显示运行的进程
docker compose unpause	恢复服务
docker compose up	up 命令会构建，（重新）创建，启动， 链接一个服务相关的容器。 默认情况下如果容器已经存在， 将会停止并尝试重新创建他们。并使用之前挂载的卷。 –no-recreate 参数可以让容器不被停止或者重新创建， -d 表示后台运行
docker compose version	查看版本

5.2 命令格式

对于 Compose 来说，大部分命令的对象既可以是项目本身，也可以指定为项目中的服务或者容器。如果没有特别的说明，命令对象将是项目，这意味着项目中所有的服务都会受到命令影响。docker-compose 命令的基本的使用格式为如下所示。

docker compose [OPTIONS] COMMAND [ARGS...]

5.3 常用选项

• -f, --file 指定使用的 Compose 模板文件，默认为 docker-compose.yml，可以多次指定。

• -p, --project-name 指定项目名称，默认将使用所在目录名称作为项目名。

5.4 常见命令

5.4.1 up

该命令的作用十分强大，它会尝试自动完成包括构建镜像、（重新）创建服务、启动服务并关联服务相关容器的一系列操作，可以直接通过该命令来启动一个项目。

docker compose up [options] [SERVICE...]

参数。

-d 在后台运行服务容器， 推荐在生产环境下使用该选项
--force-recreate 强制重新创建容器，不能与 --no-recreate 同时使用
--no-recreate 如果容器已经存在了，则不重新创建，不能与 --force-recreate 同时使用

5.4.2 down

停止所有容器，并删除容器和网络。

docker compose down [options] [SERVICE...]

参数。

-v, --volumes 删除容器同时删除目录映射

5.4.3 run

该命令可以在指定服务容器上执行相关的命令。

# 例如:启动一个 ubuntu 服务容器，并执行 ping docker.com 命令
# docker compose run ubuntu ping docker.com
docker compose run [options] SERVICE [COMMAND] [ARGS...]

参数。

-d 后台运行容器
--name NAME 为容器指定一个名字
--entrypoint CMD 覆盖默认的容器启动指令
-e KEY=VAL 设置环境变量值，可多次使用选项来设置多个环境变量
-u, --user="" 指定运行容器的用户名或者 uid
--rm 运行命令后自动删除容器
-p, --publish=[] 映射容器端口到本地主机

6. 综合案例

6.1 综合案例一

• nginx反向代理到我们的web服务，对外提供浏览服务
• 查询mysql数据库用户信息返回用户数据
• 创建用户库，写入用户数据

6.1.1 编写数据初始化脚本

设计数据非常简单的一个表信息，写入两条数据，文件为init.sql

drop database if exists test;
CREATE DATABASE `test` DEFAULT CHARACTER SET utf8mb4 ;
use `test`;
CREATE TABLE `users` (
  `sno` int(11) DEFAULT NULL,
  `sname` varchar(50) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
INSERT INTO users (sno,sname) VALUES (1,'pony'), (2,'maxhou');

这样手动操作是可以的。但是我们希望，每次启动服务的时候，会直接运行这些，初始化我的数据。所以这些东西要写到一个sql文件里面去。

这个就叫做数据初始化脚本！

6.1.2 创建一个 springboot 应用, 配置 maven 项目

6.1.3 添加启动类

6.1.4 配置数据库信息

注意本地测试的时候红色部分调整为 ip 地址，而我们实际的服务使用的 mysql 的一个服务名称。

6.1.5 配置用户控制器

简单配置，不再去涉及 mapper 那些内容通过 jdbc 直接完成操作。

6.1.6 编译打包

6.1.7 本地测试

6.1.8 编写 docker-compose.yml

6.1.9 创建工程目录和卷目录

6.1.10 将 nginx 的反向代理配置 bit.conf 放入到./nginx/conf.d

6.1.11 将数据库初始化文件 init.sql 放入到./mysql/init 目录

6.1.12 将应用 jar 包放入到./app 目录

6.1.13 启动我们的项目

6.2 综合案例二

6.2.1 什么是 WordPress

WordPress 是使用 PHP 语言开发的博客平台，用户可以在支持 PHP 和 MySQL 数据库的服务器上架设属于自己的网站。也可以把 WordPress 当作一个内容管理系统（CMS）来使用。WordPress 是一款个人博客系统，并逐步演化成一款内容管理系统软件，它是使用PHP 语言和 MySQL 数据库开发的，用户可以在支持 PHP 和 MySQL 数据库的服务器上使用自己的博客。

WordPress 有许多第三方开发的免费模板，安装方式简单易用。不过要做一个自己的模板，则需要你有一定的专业知识。比如你至少要懂的标准通用标记语言下的一个应用 HTML 代码、CSS、PHP 等相关知识。WordPress 官方支持中文版，同时有爱好者开发的第三方中文语言包，如 wopus 中文语言包。WordPress 拥有成千上万个各式插件和不计其数的主题模板样式。

6.2.2 编写 docker compose

version: "3.8"
services:
    wordpress:
      image: wordpress
      restart: always
      depends_on:
        db:
          condition: service_healthy
      ports:
        - 8080:80
      environment:
        WORDPRESS_DB_HOST: db
        WORDPRESS_DB_USER: mywordpressuser
        WORDPRESS_DB_PASSWORD: mywordpresspass
        WORDPRESS_DB_NAME: wordpress
      volumes:
        - ./wordpress/:/var/www/html
    db:
      image: mysql:5.7
      environment:
        MYSQL_ROOT_PASSWORD: root
        MYSQL_DATABASE: wordpress
        MYSQL_USER: mywordpressuser
        MYSQL_PASSWORD: mywordpresspass
      volumes:
        - ./mysqlvarlib/:/var/lib/mysql
      healthcheck:
        test: mysql -u root -proot -e "select 1;"
        interval: 10s
        timeout: 5s
        retries: 10

通过这个命令检查这个文件的语法是否有问题。

docker compose config

6.2.3 启动服务+安装博客系统

docker compose up -d

直接用8080端口访问。

输入东西，然后安装。

其实我们所有东西都存在这里了。