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前端工程师也应该了解的docker

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1. 前言

曾几何时想到部署那不是运维的工作吗?

关我什么事?

但最近在尝试部署自己的应用,docker 这一环终究是逃不过。这个技术对于前端来说,还是稍微有一点陌生。但如果你曾经也和我一样把台式电脑当作自己的游戏机,用光盘安装过单机游戏,然后打开游戏玩到“昏天黑地”,那么看完这一篇文章,你一定会使用 docker。

2. 什么是 docker?

在说 docker 之前,我们需要了解虚拟机。虚拟机说得通俗一点,就是依托本地物理机的环境构建出的另一台电脑:

虚拟机docker

与虚拟机相比,docker 无需虚拟硬件环境然后再跑一个操作系统,它是一种轻量级的虚拟化,这种虚拟化技术称为「容器化」

docker 利用操作系统的核心功能,如 Linux 的命名空间、控制组(cgroups)等特性,来创建「独立的、隔离的运行环境」 ,这个环境称为「容器」

每个容器都可以运行一个或多个应用程序,并提供了与物理计算机相似的隔离性和资源管理能力,可以在不同的计算机或操作系统上运行应用程序,不必担心环境差异或依赖项冲突。

总结一下就是:docker 启动的容器共用宿主机的内核,不同容器之间是完全独立的。这样一来就可以保证需要部署的应用始终处于统一的环境配置下,方便持续集成和持续交付。另外,还可以利用这个特性创建统一的开发环境。

3. Docker 的组成

3.1 docker 的感性理解

docker 作为一个工具,它的三件套是:

  • Dockerfile
  • image(镜像)
  • container(容器)

所谓 Dockerfile 就是某个环境的设计稿或蓝图,image 是依照 Dockerfile 刻录下来的镜像,用 image 就可以启动一个或多个独立环境,也就是 container(容器)。

如果非要类比成现实生活中的 🌰,大概是这样:

男生都有热爱游戏的人生阶段。那时候家里换了新电脑,别提多兴奋,我立马找到小伙伴东拼西凑出了一包游戏光碟,什么 CS1.5,CS1.6,魔兽争霸、星际争霸,仙剑奇侠传三、仙剑客栈、三国志11、侠盗飞车……应有尽有。之后,小伙伴们高高兴兴地团坐在一起,我按下主机上的 open 键打开了光驱,拿着 CS 1.5 的游戏光碟扣了进去。

close-我的电脑-F盘-双击-选择安装目录-安装,光碟在光驱中疯狂转动了一阵,一气呵成,双击运行 CS 1.5,是兄弟就在沙漠地图等着我。

当然,在家里联网以后,我就从游侠网上直接下载游戏安装包了,主打一个快乐。

在这段童年趣事中,那一张一张的游戏光碟就是不同的 image,双击运行(run)起来的 CS1.5 就是一个 container。而不同游戏厂商开发出来的游戏设计就是 Dockerfile,根据这份 Dockerfile 将文件刻录进光碟就是 image 的构建(build)。至于 CS1.5 和 1.6 或仙剑奇侠传一和三,这种游戏版本的区别,可以理解为不同版本(tag)的 image。从游侠网直接下载安装包就是拉取 image(pull),而游侠网作为一个游戏平台就是 docker hub —— docker 官方的镜像中心。

3.2 docker 使用流程

docker 流程

如果将上述流程整理出来,大概是这样的:

  1. 准备环境:首先,需要在计算机上安装 docker。这类似于当初安装游戏的过程。
  • docker —version
  • docker info
  1. 下载/构建镜像:类似于从游侠网下载游戏安装包,docker 使用镜像来构建容器。镜像是一个预先配置好的文件,其中包含了一个完整的应用程序及其依赖项。可以从 Docker Hub 等镜像仓库中搜索并下载适合需求的镜像。或者自己准备一个刻录机,自己刻录游戏,那这就是构建镜像。
  • docker pull
  • docker build -t
  1. 创建容器:一旦下载了所需的镜像,就可以使用 docker 命令创建容器。容器是基于镜像创建的运行实例,类似于当初安装的游戏。我们可以指定容器的各种参数,例如端口映射、文件挂载等。
docker run -d --name  -p 8080:80 -v $(pwd):/app 
  1. 运行应用程序:一旦容器创建完成,就可以使用 docker 命令来启动容器并运行应用程序。就像您当初双击运行游戏一样,docker 会启动容器并运行您所需的应用程序。
  • docker exec -it

3.3 docker 常用指令

「容器管理」

  • docker run :运行一个新的容器
  • docker start :启动一个已停止的容器
  • docker stop :停止一个正在运行的容器
  • docker restart :重启一个容器
  • docker rm :删除一个容器
  • docker ps:列出当前正在运行的容器
  • docker ps -a:列出所有容器,包括停止的容器

「镜像管理」

  • docker images:列出本地的镜像
  • docker pull :下载一个镜像
  • docker push :将一个镜像推送到远程仓库
  • docker build -t :根据 Dockerfile 构建一个镜像
  • docker rmi :删除一个本地的镜像

「日志和输出」

  • docker logs :查看容器的日志
  • docker exec -it :在正在运行的容器中执行命令
  • docker cp : :将容器中的文件复制到本地

「网络和端口」

  • docker network ls:列出 Docker 网络
  • docker network create :创建一个新的 Docker 网络
  • docker network connect :将容器连接到指定的网络
  • docker port :显示容器的端口映射

「数据管理」

  • docker volume ls:列出 Docker 卷
  • docker volume create :创建一个新的 Docker 卷
  • docker volume inspect :查看卷的详细信息
  • docker volume rm :删除一个 Docker 卷

「其他常用指令:」

  • docker info:显示系统信息
  • docker logs :获取容器的 log 信息
  • docker inspect :显示一个容器的具体配置信息

4. 部署前端项目

现在,让我们小试牛刀。

安装 docker 去 docker 官网安装,设置国内镜像源加速直接搜索教程,这两步我就略过了。

举个 🌰,如果我想要把前端项目部署到本地,我该怎么做?

4.1 准备前端项目源码

用 vite 火速创建一个 react + ts 项目:

npm create vite@latest my-react-app-docker-1 --template react-ts

创建完成后,打包项目代码:npm run build ,得到 dist 打包文件。

4.2 添加 nginx.conf

部署需要用到 「nginx 服务器」,这是一个高性能的开源Web服务器和反向代理服务器,它在处理高并发、负载均衡等方面表现卓越。下面是 nginx.conf 文件,属于 nginx 的主要配置文件,启动 nginx 服务后,将会根据这个文件来确定如何处理传入的请求和响应:

# 全局配置
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
pid /var/run/nginx.pid;

# 事件模块配置
events {
use epoll; # 多路复用
worker_connections 1024;
}

# HTTP模块配置
http {
# MIME类型配置
include /etc/nginx/mime.types;
default_type application/octet-stream;

# 日志格式配置
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

# 访问日志配置
access_log /var/log/nginx/access.log main;

# Gzip压缩配置
gzip on;
gzip_comp_level 6;
gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

# 服务器配置
server {
listen 80;
server_name localhost;

# 根目录配置
root /usr/share/nginx/html;
index index.html;

# 其他路由配置
location / {
try_files $uri $uri/ /index.html;
}

# 静态文件缓存配置
location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
expires 1d;
}
}
}

4.3 添加 Dockfile

在项目根目录下新建文件 Dockerfile,内容如下:

FROM nginx:stable-alpine3.17
COPY dist /usr/share/nginx/htmlCOPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf
  • FROM nginx:stable-alpine3.17:这个指令指定了基础镜像,使用了名为 nginx:stable-alpine3.17 的基础镜像(优先从本地获取,如果本地没有,就从 docker hub 上拉取)。这个基础镜像是一个带有 nginx 的 Alpine Linux 镜像(Alpine 版本的镜像更加轻量),版本为 3.17。
  • COPY dist /usr/share/nginx/html:这个指令将当前目录下的 dist 目录中的内容复制到docker 镜像中的 /usr/share/nginx/html 目录下(这是 nginx 的默认的 html 目录)。
  • COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf:这个指令将当前目录下的 nginx.conf 文件复制到 docker 镜像中的 /etc/nginx/nginx.conf 文件中。这个文件是 nginx 的配置文件,通过复制到镜像中,可以在运行容器时使用自定义的 nginx 配置。

nginx:stable-alpine3.17 就是基础镜像,其他常用的基础镜像还有 ubuntunodenginxpostgres 等等,这些镜像是推荐提前就拉取到本地的,以后当本地构建镜像时,一旦用到就会用本地的,无需重新拉取远程的镜像。

现在拉取 nginx:stable-alpine3.17:

docker pull nginx:stable-alpine3.17

4.4 构建镜像

文件结构

现在准备工作就绪了,让我们开始构建镜像:

docker build -t vite-web:v1 .
  • -t 指定 image 的名字(vite-web),后面可以用冒号指定标签(v1),默认是 latest
  • . 表示 Dokcerfile 文件所在路径,docker 会在这个目录下找到 Dockfile,然后以此来构建镜像(这里表示当前路径)
构建成功

构建完成,通过指令 docker images 可以看到 「vite-web:v1」 镜像已经在 image 的列表中了。

镜像列表

4.5 启动容器

镜像完毕后,使用这个镜像来启动容器:

docker run -d --name my-web-1 -p 8080:80 vite-web:v1
  • -d 参数表示以后台模式运行容器,即容器将在后台运行而不阻塞终端。
  • --name my-web-1 参数指定容器的名称为 "my-web-1",这个名称可以用来唯一标识容器。
  • -p 8081:80 参数将容器的 80 端口映射到主机的 8081 端口,这样可以通过主机的 8081 端口访问容器中的应用程序。「(类似的 -v 参数也是左边是主机、右边是容器环境)」
  • vite-web:v1 是要运行的容器镜像的名称和标签。

执行命令,看一下正在运行的容器列表:

docker ps

通过 curl 指令来查看网页连接情况:

curl http://localhost:8080 -v
测试网页连接情况

再打开网页看看:

有的时候,想要查看容器的日志,比如看看为什么没有运行起来、为什么报错了、谁来访问过了等等。用这个指令:

docker logs my-web-1 # 用容器名称docker logs 00e39d9365df # 或用容器id
容器 my-web-1 的日志

到此,前端本地部署成功!

4.6 自动化部署流程

在上面的整个流程中,不管是镜像构建还是容器运行,都是手动去敲命令的,然而,重复的工作都可以被优化。现在使用 「sh 脚本」来自动化执行整个部署流程。

sh 脚本文件一般放在 bin 目录下,在 bin 目录下新建文件 setup_for_host.sh 文件:

# 构建镜像image_name=vite-web # 表示镜像名称version=$(date +'%Y%m%d-%H%M%S') # 表示镜像版本(用时间表示)contianer_name=my-web # 运行的容器名称host_port=8080 # 本机端口container_port=80 # 运行的容器端口
echo 'docker build...' # 构建镜像docker build -t $image_name:$version .echo 'docker rm...' # 清理同名容器# 如果已经有同名的容器,删除掉if [ "$(docker ps -aq -f name=$contianer_name)" ]; then echo 'docker rm ...' docker rm -f $contianer_namefiecho 'docker run...' # 启动容器docker run -d --name $contianer_name -p $host_port:$container_port $image_name:$versionecho 'Done!'

写好后,把之前运行的 my-web-1 容器删除,因为占用了本机的 8080 端口,和脚本里的 host_port 会冲突:

docker rm my-web-1

删除后,在根目录下执行脚本:

chmod +x bin/setup_host.sh # 添加可执行权限bin/setup_host.sh
部署流程自动化

自动化部署脚本成功了!!!

image.gif

4.7 小结

用一幅图来总结这一部分内容:

镜像启动出一个容器环境,把容器环境中的 nginx 服务器需要的两个文件从宿主机上拷贝过来,然后把 80 端口映射到宿主机的 80 端口,在宿主机上即可访问网页。

5. 部署 Node.js 应用

掌握了前端项目的本地部署后,Node 应用如何部署?

5.1 准备后端服务源码

node.js 安装就略过了。

直接用命令行开干:

mkdir my-express-app-docker-1cd $_npm init -ynpm i expresstouch server.jslsnano server.js

server.js 内容如下:

'use strict';
const express = require('express');
// Constantsconst PORT = 8080;const HOST = '0.0.0.0';
// Appconst app = express();app.get('/', (req, res) => { res.send('Hello World');});
app.listen(PORT, HOST, () => { console.log(`Running on http://${HOST}:${PORT}`);});

在 package.json 文件中添加启动脚本:

运行 npm run start 后,使用 curl 查看回应,一切正常:

5.2 添加 .dockerignore 和 Dockfile

express 包用到了 node,本地的 node_modules 不需要拷贝进 docker,所以要用到一个很像 .gitignore 的文件 —— .dockerignore,用来忽略相应文件,.dockerignore 文件内容如下:

node_modules
npm-debug.log

在项目根目录下新建文件 Dockerfile,内容如下:

# 使用更轻量的 node18FROM node:18-alpine# 创建工作目录 /appWORKDIR /app
# 把安装依赖所需的 package.json AND package-lock.json 复制到 /appCOPY package*.json ./# 安装依赖RUN npm install# 如果是生产环境使用 ci# RUN npm ci --omit=dev
# 打包源码到 /appCOPY . .
# 暴露端口 8080EXPOSE 8080# 启动容器后,执行 node server.jsCMD ["node", "server.js"]

5.3 构建镜像 + 启动容器

这一步和前端部署章节是一样的。

「构建镜像:」

docker build -t express-app .

构建了一个叫做 express-app 的 image,如果不加冒号和 tag 号,那么构建出的镜像默认就是 latest 版本。

「启动容器:」

docker run -d --name my-express-app -p 3002:8080 express-app

用 express-app 启动一个叫做 my-express-app 的 express 应用容器。

通过 curl 指令来查看网页连接情况:

curl -i localhost:3002

连接正常!

如果想停掉这个运行的服务就执行 docker stop my-express-app ,如果想再次启动就执行 docker start my-express-app

Node 应用的部署也搞定了!

至于自动化部署,按照前端自动化部署脚本照猫画虎即可,这里不多赘述了~

image.gif

5.4 进入容器

如果想要进入容器看看,那么执行:

# docker exec -it  # 因为使用 apline 版本的镜像,所以不能用 bash,这里用 sh 或者 ash 代替docker exec -it my-express-app ash

输入 whoami 可以看到当前用户是 「root」

whoami

如果没有在 Dockerfile 中设置权限,那么默认都会使用 root,这是一个潜在的问题,一般生产环境不会直接使用 root 去部署服务,关于这一点先挖个坑。

输入 exit 回车即可退出容器操作。

6. 镜像推送

现在我们前后端的镜像都有了(vite-web 和 express-app),推送到仓库去,然后测试工程师就可以从测试环境、生产环境拉取代码进行测试了。一般来说,公司都会搭建自己的 docker 镜像仓库,这里以 docker hub 为例(注册略):

6.1 docker 登录

第一步、登录 docker hub:

docker login
docker 登录成功

6.2 tag 标签设置

第二步、给镜像打上标签:

# docker tag  /docker tag vite-web:v1 ericknight/vite-webdocker tag express-app ericknight/express-app

「注意:」username 「必须是你的用户名,不能乱填。」

6.3 推送到镜像仓库

最后推动到仓库:

docker push ericknight/vite-web:latestdocker push ericknight/express-app:latest
镜像推送

之后,在 docker hub 上就能看到刚刚推送的镜像了:

你的镜像仓库

7. 总结

到这里,基本上就可以掌握 docker 的基础使用以及如何在本地部署项目了,基本流程掌握好就可以:

  • Dockerfile
  • docker build 或 docker pull
  • docker run
  • docker push

当然还有其他的 docker 指令,大家可以自己琢磨琢磨。另外,其实部署的内容还有很多很多。比如如何通个网将前后端、数据库联合起来、如何做数据持久化、如何做 CI / CD、如何部署到云服务器,甚至是放弃 docker,使用 serverless 部署,暂且挖个坑……

以上,如有谬误,还请斧正,感谢您的阅读~

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「参考:」

  1. Virtual Machines:https://www.ionos.com/digitalguide/server/know-how/virtual-machines/
  2. Docker — 从入门到实践:https://docker-practice.github.io/zh-cn/
  3. Dockerizing a Node.js web app:https://nodejs.org/en/docs/guides/nodejs-docker-webapp
  4. docker docs:https://docs.docker.com/get-started/overview/

「推荐文章:」

  • 前端工程师也应该了解的 docker compose:https://juejin.cn/post/7263363148954845239

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