【Docker】Docker入门了解

Docker 是一个开源的应用容器引擎，允许你把应用和所有依赖打包到一个标准化的容器里，这样就可以在任何环境中运行。它主要解决了“在我的机器上能运行”的问题，确保你的应用在不同的环境中有一致的表现。

简单来说，Docker 就是通过容器化技术，让开发、测试、部署的过程更加高效、轻松。容器是一种轻量级、可移植的虚拟化方式，可以让你在同一台机器上运行多个应用，而不会互相干扰。

Docker 的核心概念

1. 镜像（Image）:

   • Docker 镜像是一个包含应用程序及其依赖的轻量级、可执行的包。它是 Docker 容器的构建蓝图。
   • 镜像是只读的，每次运行镜像都会创建一个新的容器。

2. 容器（Container）:

   • 容器是镜像的一个实例，是应用的运行时环境。容器是隔离的，可以在其中运行任何程序或服务。
   • 容器是临时的，停止或删除容器后，容器内部的修改会丢失（除非使用数据卷来保存数据）。

3. Dockerfile:

   • Dockerfile 是用来构建 Docker 镜像的文本文件，其中定义了如何从一个基本镜像开始、添加程序、依赖和配置等步骤。
   • 例如，你可以在 Dockerfile 中指定操作系统、安装的库、编译你的 C++ 程序、暴露的端口等。

4. Docker Hub:

   • Docker Hub 是一个公共的 Docker 镜像仓库，类似于 GitHub，但它是专门用于存储和共享 Docker 镜像的地方。
   • 你可以从 Docker Hub 拉取（下载）常见的镜像，或者将你自己的镜像推送到 Docker Hub 上。

5. 容器网络（Network）:

   • Docker 提供了多个网络模式，让你可以在不同的容器之间建立网络连接（如桥接网络、主机网络等）。

6. 数据卷（Volume）:

   • 数据卷允许容器持久化数据，即使容器被删除，数据依然存在。
   • 它主要用于存储数据库文件、日志文件等需要持久化的数据。

Docker 常用命令

1. docker --version: 查看 Docker 的版本。
2. docker pull <image_name>: 从 Docker Hub 拉取镜像。
3. docker build -t <image_name> : 从 Dockerfile 构建镜像。
4. docker run <image_name>: 运行一个容器，启动一个镜像实例。
5. docker ps: 查看正在运行的容器。
6. docker stop <container_id>: 停止运行中的容器。
7. docker rm <container_id>: 删除一个已停止的容器。
8. docker rmi <image_name>: 删除镜像。
9. docker logs <container_id>: 查看容器的输出日志。

示例：构建一个简单的 C++ 应用容器

假设你有一个简单的 C++ 应用，并想要将它放进 Docker 容器里运行。

1. 创建 C++ 应用

例如，你有一个 hello.cpp 文件，内容如下：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    cout << "Hello, Docker!" << endl;
    return 0;
}

2. 创建 Dockerfile

接下来，你需要创建一个 Dockerfile 来构建镜像。Dockerfile 可能会是这样：

# 使用一个官方的基础镜像，选择一个带有编译器的镜像
FROM ubuntu:20.04

# 安装 C++ 编译器
RUN apt-get update && apt-get install -y g++

# 复制本地代码到容器中
COPY hello.cpp /hello.cpp

# 编译 C++ 程序
RUN g++ /hello.cpp -o /hello

# 设置容器启动时执行的命令
CMD ["/hello"]

3. 构建镜像

然后在同一目录下打开终端，运行以下命令来构建镜像：

docker build -t cpp-hello-world .

4. 运行容器

镜像构建完成后，你可以通过以下命令来运行容器：

docker run cpp-hello-world

你应该会看到输出 Hello, Docker!。

Docker 优势

1. 一致性: 容器确保应用在不同的环境中都能以相同的方式运行。
2. 轻量: 相比虚拟机，容器启动速度快，占用资源少。
3. 隔离性: 容器之间是隔离的，可以确保不同应用互不干扰。
4. 便捷性: Docker 提供了简单的命令行工具，易于使用和管理。

学习 Docker 的下一步

• 你可以开始构建更复杂的应用容器，或者在多个容器之间进行交互（例如，数据库和应用服务器的组合）。
• 了解如何使用 Docker Compose 来管理多个容器的应用。
• 了解如何将 Docker 容器部署到云平台（如 AWS、Azure 或 Google Cloud）上。

希望这些基础能帮你入门 Docker！如果有具体的问题或者需要进一步讲解某部分，随时告诉我！

好的！我会从零开始详细讲解 Docker，并特别结合 C++ 开发场景。内容较长，建议分段阅读。

一、Docker 是什么？

Docker 是一个容器化平台，允许你将应用程序及其依赖打包成一个轻量级、可移植的容器。容器与虚拟机类似，但更轻量（共享操作系统内核），启动更快，资源消耗更少。

为什么 C++ 开发者需要 Docker？

1. 环境一致性：避免 “在我机器上能跑” 的问题。
2. 依赖隔离：不同项目可使用不同版本的库（如 gcc、Boost）。
3. 快速部署：编译后的程序可直接打包进容器，无需在服务器配置环境。

二、核心概念

1. 镜像（Image）

• 定义：只读模板，包含运行程序所需的一切（代码、运行时、库、环境变量）。
• 类比：C++ 中的 “类”，镜像是静态的，通过 Dockerfile 定义。
• 示例镜像：ubuntu:20.04, gcc:latest

2. 容器（Container）

• 定义：镜像的运行实例（类似对象实例化）。
• 特点：容器之间隔离，可启动/停止/删除。
• 操作：通过 docker run 启动容器。

3. 仓库（Registry）

• 定义：存储和分发镜像的地方（如 Docker Hub）。
• 常用命令：docker pull, docker push

三、安装 Docker

1. Linux (Ubuntu)

# 卸载旧版本
sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc

# 安装依赖
sudo apt-get update
sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

# 添加 Docker 官方 GPG 密钥
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

# 添加仓库
sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"

# 安装 Docker
sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

# 验证安装
sudo docker run hello-world

2. Windows/macOS

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

四、基础操作

1. 拉取镜像

docker pull ubuntu:20.04  # 拉取 Ubuntu 20.04 镜像
docker pull gcc:latest    # 拉取 GCC 最新镜像

2. 运行容器

# 运行一个 Ubuntu 容器并进入终端
docker run -it --name my_cpp_container ubuntu:20.04 /bin/bash

# 参数解释：
# -it : 交互模式 + 分配终端
# --name : 容器名称
# ubuntu:20.04 : 镜像名
# /bin/bash : 启动后执行的命令

3. 在容器内安装 C++ 环境

# 进入容器后执行
apt update
apt install -y g++   # 安装 C++ 编译器
g++ --version        # 验证安装

五、Dockerfile 实战（C++ 专用）

创建一个 Dockerfile，自动化构建 C++ 开发环境：

1. 示例目录结构

my_cpp_project/
├── Dockerfile
└── src/
    └── main.cpp

2. Dockerfile 内容

# 使用官方 GCC 镜像作为基础
FROM gcc:latest

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 将本地代码复制到容器中
COPY src/main.cpp .

# 编译代码
RUN g++ -o myapp main.cpp

# 容器启动时运行程序
CMD ["./myapp"]

3. 构建镜像

docker build -t my_cpp_app .  # -t 指定镜像名称，. 表示当前目录

4. 运行容器

docker run --rm my_cpp_app  # --rm 运行后自动删除容器

六、Docker Compose（多容器编排）

适用于需要同时运行多个服务（如 C++ 程序 + Redis）：

1. 安装 Docker Compose

sudo apt-get install docker-compose

2. docker-compose.yml

version: '3'
services:
  cpp_app:
    build: .
    command: ./myapp
  redis:
    image: "redis:alpine"

3. 启动服务

docker-compose up

七、C++ 开发中的实用场景

1. 开发环境标准化

FROM ubuntu:20.04
RUN apt update && apt install -y g++ cmake make libboost-all-dev

2. 持续集成（CI）

在 GitLab CI 或 GitHub Actions 中直接使用 Docker 镜像编译代码。

3. 部署二进制文件

将编译后的可执行文件打包进 alpine 镜像（极小化部署）：

FROM gcc:latest AS build
COPY . .
RUN g++ -o /app main.cpp

FROM alpine:latest
COPY --from=build /app /app
CMD ["/app"]

八、常见问题

Q1：容器退出后数据会丢失吗？

• 答：是的！需使用 -v 挂载卷：

docker run -v $(pwd)/data:/data my_cpp_app

Q2：如何调试运行中的容器？

docker exec -it <container_id> /bin/bash  # 进入正在运行的容器

Q3：如何暴露 C++ 服务的端口？

docker run -p 8080:80 my_cpp_app  # 主机端口:容器端口

九、学习资源

1. 官方文档：https://docs.docker.com/
2. Docker Hub：https://hub.docker.com/
3. 《Docker 入门与实践》

通过 Docker，你可以将 C++ 项目的开发、测试、部署流程完全容器化。建议先尝试简单的示例，再逐步应用到实际项目中。