【Docker】Docker Container(容器)

文章目录

• 一、什么是容器？
• 二、为什么需要容器？
• 三、容器的生命周期
• • 容器OOM
  • 容器异常退出
  • 容器暂停
• 四、容器命令详解
• • docker create
  • docker logs
  • docker attach
  • docker exec
  • docker start
  • docker stop
  • docker restart
  • docker kill
  • docker top
  • docker stats
  • docker container inspect
  • docker port
  • docker cp
  • docker diff
  • docker commit
  • docker pause
  • docker unpause
  • docker rm
  • docker export
  • docker import
  • docker wait
  • docker rename
  • docker container prune
  • docker update

一、什么是容器？

通俗地讲，容器 是镜像的运行实体。镜像是静态的只读文件，而容器带有运行时需要的可写文件层，并且容器中的进程属于运行状态。即容器运行着真正的应用进程。容器有 初建、运行、停止、暂停 和 删除 五种状态。

虽然容器的本质是主机上运行的一个进程，但是容器有自己独立的命名空间隔离和资源限制。也就是说，在容器内部，无法看到主机上的进程、环境变量、网络等信息，这是容器与直接运行在主机上进程的本质区别。

容器是基于镜像创建的可运行实例，并且单独存在，一个镜像可以创建出多个容器。运行容器化环境时，实际上是在容器内部创建该文件系统的读写副本。 这将添加一个容器层，该层允许修改镜像的整个副本。

容器的生活案例

镜像与容器就相当于同样是开发商提供的毛坯房，但是两家人装修出来的完全不一样。

或者我们都学习了 Java 或者 C++之类的面向对象的语言，可以理解为镜像为基础类，容器是实例化出来的一个个对象，没有用户需要的不一样，里面的内容也就不一样了。

二、为什么需要容器？

镜像是静态的文件，并不能提供服务，就像我拿了个 Linux 或者 Windows 的光盘一样，只有安装到主机里面运行起来才能对外提供服务，我们才能使用。

虚拟化和容器化的最主要目的就是资源隔离，随着资源隔离的实现逐渐也带来了更大的收益。

• 资源利用率高
  将利用率较低的服务器资源进行整合，用更少硬件资源运行更多业务，降低 IT 支出和运维管理成本。
• 环境标准化
  一次构建，随处执行。实现执行环境的标准化发布，部署和运维。开发过程中一个常见的问题是环境一致性问题。由于开发环境、测试环境、生产环境不一致，导致有些 bug 并未在开发过程中被发现。而 Docker 的镜像提供了除内核外完整的运行时环境，确保了应用运行环境一致性，从而不会再出现 「这段代码在我机器上没问题啊」 这类问题。
  
• 资源弹性伸缩
  根据业务情况，动态调整计算、存储、网络等硬件及软件资源。比如遇到双 11 了，把服务扩容 100 个，双 11 过去了， 把扩容的 100 个收回去。
  
• 差异化环境提供
  同时提供多套差异化的执行环境，限制环境使用资源。
  比如我的服务一个以来 Ubuntu 操作系统，一个服务依赖 CentOS 操作系统，但是没有预算购买两个物理机，这个时候容器化就能很好的提供多种不同的环境。
  
• 沙箱安全
  为避免不安全或不稳定软件对系统安全性、稳定性造成影响，可使用虚拟化技术构建虚拟执行环境。
  比如我在容器里面执行 rm -rf /* 不会把整个服务器搞死，也不影响其他人部署的程序使用。
  
• 容器对比虚拟机更轻量，启动更快
  传统的虚拟机技术启动应用服务往往需要数分钟，而 Docker 容器应用，由于直接运行于宿主内核，无需启动完整的操作系统，因此可以做到秒级、甚至毫秒级的启动时间。大大的节约了开发、测试、部署的时间。
  docker 不需要虚拟内核，所以启动可以更快，相当于 windows 的开机时间省去了。
• 维护和扩展容易
  Docker 使用的分层存储以及镜像的技术，使得应用重复部分的复用更为容易，也使得应用的维护更新更加简单，基于基础镜像进一步扩展镜像也变得非常简单。此外，Docker 团队同各个开源项目团队一起维护了一大批高质量的 官方镜像，既可以直接在生产环境使用，又可以作为基础进一步定制，大大的降低了应用服务的镜像制作成本。比如 docker hub 提供了很多镜像，各个系统的一个命令就可以拿到了，研发也可以自己定制镜像分享给各个产品。
  

三、容器的生命周期

容器的生命周期是容器可能处于的状态。

1. created：初建状态
2. running：运行状态
3. stopped：停止状态
4. paused：暂停状态
5. deleted：删除状态

各生命周期之间的转换关系如图所示：

• docker create ： 创建容器后，不立即启动运行，容器进入初建状态；
• docker run ： 创建容器，并立即启动运行，进入运行状态；
• docker start ： 容器转为运行状态；
• docker stop ： 容器将转入停止状态；
• docker kill ： 容器在故障（死机）时，执行 kill（断电），容器转入停止状态，这种操作容易丢失数据，除非必要，否则不建议使用；
• docker restart ： 重启容器，容器转入运行状态；
• docker pause ： 容器进入暂停状态；
• docker unpause ： 取消暂停状态，容器进入运行状态；
• docker rm ： 删除容器，容器转入删除状态。
• killed by out-of-memory（因内存不足被终止） ：宿主机内存被耗尽，也被称为 OOM：非计划终止 这时需要杀死最吃内存的容器
• container process exitde（异常终止）：出现容器被终止后，将进入 Should restart” />容器OOM

  Docker 在处理 OOM 事件时分为三种情况

  • 如果容器中的应用耗尽了主机系统分配给容器的内存限额，就会触发 OOM 事件。例如，在容器当中，部署了一个 web 服务。假设主机分配给此容器的内存上限为 1G，当脚本申请的内存大于 1G 时，此容器就会触发 OOM 事件。而在这种情况下，此容器将会被强制关闭。
    但需要注意的是，此时关闭容器的并非是 Docker Daemon，而是宿主机操作系统。因为一个容器其实就是一组运行在宿主机操作系统当中的进程，宿主机操作系统通过 cgroups 对这组进程设定资源上限，当这些进程申请的资源到达上限时，触发的是宿主机操作系统的内核 OOM 事件，因此最终是由宿主机内核来关闭这些进程。
  • 如果用户不想关闭这个容器，那么可以选择 --oom-kill-disable 来禁用 OOM-Killer。使用此参数时，仍需要注意，如果使用-m 设置了此容器内存上限，那么当容器到达内存资源上限时，主机不会关闭容器，但也不会继续向此容器继续分配资源，此时容器将处于 hung 状态。只需要将最坏的情况封闭在一定范围之内，而不至于蔓延出去。
  • 如果用户使用了–oom-kill-disable，但也没有使用-m 来设定上限，因而此时此容器将会尽可能多地使用主机内存资源。换言之，主机内存有多大，它就将用多大。

  ---

  容器异常退出

  每个容器内部都存在一个 Init 进程，容器中其他所有进程都是此进程的子进程。运行的容器是因为 Init 进程在运行，如果一个子进程因为某种原因造成了退出，那么其父进程也会同步退出，直至 Init 进程也退出。当 Init 进程退出时，也就代表着此容器被关闭。 ocker 目前没有办法知道此时的进程退出属于正常退出还是异常退出。当出现容器关闭情况时， Docker Daemon 会尝试再次重新将此容器由 Stopped 状态转为 Running状态。只有设置了–restart 参数的容器， Docker Daemon 才会去尝试启动，否则容器会保持停止状态。

  ---

  容器暂停

  Docker“剥夺”了此容器的 CPU 资源。而其他资源，如 Memory 资源、Network 资源等还保留未动。如此一来，失去了 CPU 资源的进程，是不会被主机内核系统所调度的，所以此容器就处于“冰封”状态。

  ---

  四、容器命令详解

  容器命令清单

  

  docker create

  • 功能
    创建一个容器但不启动它
  • 语法

  docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

  • 别名

  docker container create

  • 关键参数

    • -i: 以交互模式运行容器，通常与 -t 同时使用；
    • -P: 随机端口映射，容器内部端口随机映射到主机的端口
    • -p: 指定端口映射，格式为： 主机(宿主)端口:容器端口
    • -t: 为容器重新分配一个伪输入终端，通常与 -i 同时使用；
    • –name=“nginx-lb”: 为容器指定一个名称；
    • -h “mars”: 指定容器的 hostname；
    • -e username=“ritchie”: 设置环境变量；
    • –cpuset-cpus=“0-2” or –cpuset-cpus=“0,1,2”: 绑定容器到指定 CPU 运行；
    • -m :设置容器使用内存最大值；
    • –network=“bridge”: 指定容器的网络连接类型；
    • –link=[]: 添加链接到另一个容器；
    • –volume , -v: 绑定一个卷
    • –rm :shell 退出的时候自动删除容器
    • –restart:自动重启

  • 样例

  docker create --name mywebsite1 -p 80:80 nginx:1.24.0

  

  docker create --name mywebsite2 -p 8050:80 nginx:1.24.0

  
  

  ---

  docker logs

  • 功能
    查看容器日志
  • 语法

  docker logs [OPTIONS] CONTAINER

  • 别名

  docker container logs

  • 关键参数

    • -f ,–follow: 跟踪日志输出
    • –since :显示某个开始时间的所有日志
    • -t,–timestamps : 显示时间戳
    • -n， –tail :仅列出最新 N 条容器日志

  • 样例

  docker logs mywebsite3

  

  docker logs -f mywebsite3

  

  docker logs -f --since="2024-02-05" mywebsite3

  

  docker logs -f -n 5 mywebsite3

  

  ---

  docker attach

  • 功能
    连接到正在运行中的容器
  • 语法

  docker attach [OPTIONS] CONTAINER

  • 别名

  docker container attach

  • 关键参数

    • –sig-proxy：是否将所有信号代理，默认是 true，如果设置为 false，退出的话不会影响容器， 否则退出会导致容器退出。

  • 样例

  docker attach mywebsite3

  

  这里我们可以看到如果此时使用ctrl+c会把容器杀死。

  

  docker attach --sig-proxy=false mywebsite3

  
  

  ---

  docker exec

  • 功能
    在容器中执行命令
  • 语法

  docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

  • 别名

  docker container exec

  • 关键参数

    • -d :分离模式: 在后台运行
    • -i :即使没有附加也保持 STDIN 打开
    • -t :分配一个伪终端
    • -e :设置环境变量
    • -u,–user :指定用户 “[:]”
    • -w,–workdir:指定工作目录

  • 样例

  docker exec -it mywebsite3 bash

  

  docker exec -it mywebsite3 nginx -v

  

  docker exec -it -e mynginx=cjl mywebsite3 bash

  

  docker exec -it -u nginx mywebsite3 nginx -v

  

  ---

  docker start

  • 功能
    启动停止的容器
  • 语法

  docker start [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container start

  • 样例

  docker start mywebsite3

  

  ---

  docker stop

  • 功能
    停止运行的容器
  • 语法

  docker stop [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container stop

  • 关键参数
    • -s :发送的信号
  • 样例

  

  docker stop mywebsite3

  

  ---

  docker restart

  • 功能
    重启命令
  • 语法

  docker restart [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container restart

  • 关键参数
    • -s :发送信号
  • 样例

  docker restart mywebsite3

  

  docker restart -s 9 mywebsite3

  

  ---

  docker kill

  • 功能
    强制退出容器
  • 语法

  docker kill [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container kill

  • 关键参数

    • -s :发送的信号

  • 注意事项

    • Docker stop 发送的是 SIGTERM 信号， docker kill 发送的是 SIGKILL 信号

  • 样例

  

  docker kill mywebsite3

  

  ---

  docker top

  • 功能
    查看容器中运行的进程信息，支持 ps 命令参数。
  • 语法

  docker top CONTAINER [ps OPTIONS]

  • 别名

  docker container top

  • 注意事项
    • 容器运行时不一定有/bin/bash 终端来交互执行 top 命令，而且容器还不一定有top 命令，可以使用 docker top 来实现查看 container 中正在运行的进程。
  • 样例

  docker top 642fd46da1b7

  

  ---

  docker stats

  • 功能
    显示容器资源的使用情况，包括： CPU、内存、网络 I/O 等。
  • 语法

  docker stats [OPTIONS] [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container stats

  • 关键参数

    • –all , -a :显示所有的容器，包括未运行的。
    • –format :指定返回值的模板文件。如 table,json
    • –no-stream :展示当前状态就直接退出了，不再实时更新。
    • –no-trunc :不截断输出。

  • 返回报文

    • CONTAINER ID 与 NAME: 容器 ID 与名称。
    • CPU % 与 MEM %: 容器使用的 CPU 和内存的百分比。
    • MEM USAGE / LIMIT: 容器正在使用的总内存，以及允许使用的内存总量。
    • NET I/O: 容器通过其网络接口发送和接收的数据量。
    • BLOCK I/O: 容器从主机上的块设备读取和写入的数据量。
    • PIDs: 容器创建的进程或线程数。

  • 样例

  docker stats

  

  #监控某一个容器docker stats mywebsite3

  

  #查看所有容器（包括已经停止的）docker stats -a 

  

  docker stats --format json

  

  docker stats --no-stream

  

  ---

  docker container inspect

  • 功能
    查看容器详细信息
  • 语法

  docker container inspect [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

  • 关键参数
    • -f :指定返回值的模板文件。如 table、 json
    • -s :显示总的文件大小。
  • 注意事项
    • docker inspect 会自动检查是镜像还是容器然后显示相信信息
  • 样例

  docker container inspect 642fd46da1b7

  

  docker container inspect -f json mywebsite3

  

  docker container inspect -s mywebsite3

  

  ---

  docker port

  • 功能
    用于列出指定的容器的端口映射，或者查找将 PRIVATE_PORT NAT 到面向公众的端口。
  • 语法

  docker port CONTAINER [PRIVATE_PORT[/PROTO]]

  • 别名

  docker container port

  • 样例

  docker port mywebsite3

  

  ---

  docker cp

  • 功能
    在容器和宿主机之间拷贝文件
  • 语法

  docker cp [OPTIONS] CONTAINER:SRC_PATH DEST_PATH|-docker cp [OPTIONS] SRC_PATH|- CONTAINER:DEST_PATH

  • 别名

  docker container cp

  • 样例

  docker cp mywebsite3:/usr/share/nginx/html/index.html .

  

  修改文件并重新拷贝到容器中

  

  docker cp ./index.html mywebsite3:/usr/share/nginx/html/

  

  ---

  docker diff

  • 功能
    检查容器里文件结构的更改
  • 语法

  docker diff CONTAINER

  • 样例

  docker diff mywebsite3

  

  ---

  docker commit

  • 功能
    从容器创建一个新的镜像
  • 语法

  docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]

  • 参数
    • -a :提交的镜像作者。
    • -c :使用 Dockerfile 指令来创建镜像；可以修改启动指令。
    • -m :提交时的说明文字。
    • -p :在 commit 时，将容器暂停。
  • 样例

  docker commit mywebsite3forcommit mywebsite3:v1.0

  

  当我们修改容器中的文件然后再次制作一个镜像时，发现新增加的文件是存在的。

  

  docker commit -a 'cjl' -m 'create by cjl' -p mywebsite3forcommit mywebsite3:v3.0

  

  下面演示最后一个选项：-c选项

  docker commit -a 'cjl' -m 'create by cjl' -c 'CMD ["tail","-f","/etc/hosts"]' -p mywebsite3forcommit mywebsite3:v4.0

  
  
  

  ---

  docker pause

  • 功能
    暂停容器中所有的进程
  • 语法

  docker pause CONTAINER [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container pause

  • 样例

  docker pause mywebsite4

  

  ---

  docker unpause

  • 功能
    恢复容器中所有的进程。
  • 语法

  docker unpause CONTAINER [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container unpause

  • 样例

  docker unpause mywebsite5 mywebsite6

  

  ---

  docker rm

  • 功能
    删除停止的容器
  • 语法

  docker rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container rm

  • 关键参数
    • -f :通过 SIGKILL 信号强制删除一个运行中的容器。
  • 样例

  docker rm mywebsite7

  

  docker rm -f mywebsite7

  

  ---

  docker export

  • 功能
    导出容器内容为 tar 文件
  • 语法

  docker export [OPTIONS] CONTAINER

  • 别名

  docker container export

  • 关键参数

    • -o:写入到文件。

  • 样例

  docker export -o mywebsite4.tar mywebsite4

  

  ---

  docker import

  • 功能
    从归档文件中创建镜像
  • 语法

  docker import [OPTIONS] file|URL|- [REPOSITORY[:TAG]]

  • 别名

  docker image import

  • 关键参数
    • -c :应用 docker 指令创建镜像；
    • -m :提交时的说明文字；
  • 样例

  docker import mywebsite4.tar mywebsite4:v1.0

  

  这里我们需要注意的是，使用docker import命令导出的镜像会丢失原始镜像中的数据

  

  docker import -c 'CMD ["nginx","-g","daemon off;"]' -m "create by cjl" mywebsite4.tar mywebsite4:v2.0

  

  ---

  docker wait

  • 功能
    阻塞运行直到容器停止，然后打印出它的退出代码。
  • 语法

  docker wait CONTAINER [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container wait

  • 样例

  docker wait mywebsite5

  

  ---

  docker rename

  • 功能
    重命名容器
  • 语法

  docker rename CONTAINER NEW_NAME

  • 别名

  docker container rename

  • 样例

  docker rename mywebsite6 mywebsite6.1

  

  ---

  docker container prune

  • 功能
    删除所有停止的容器
  • 语法

  docker container prune [OPTIONS]

  • 关键参数
    • -f, –force：不提示是否进行确认
  • 样例

  docker container prune

  

  ---

  docker update

  • 功能
    更新容器配置（CPU使用数量、内存使用大小等）
  • 语法

  docker update [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

  • 别名

  docker container update

  • 关键参数
    • –cpus： cpu 数量
    • –cpuset-cpus :使用哪些 cpu
    • –memory :内存限制
    • –memory-swap：交换内存
    • –cpu-period :是用来指定容器对 CPU 的使用要在多长时间内做一次重新分配
    • –cpu-quota： 是用来指定在这个周期内，最多可以有多少时间用来跑这个容器
  • 样例

  

  docker update -m 500m mywebsite4

  

  上面发生报错是因为docker 默认没有启用memory-swap交换内存，直接设置了内存问题会出问题，也就是说宿主 swap 支持使用多少则容器即可使用多少。因此设置内存的同时必须设置–memory-swap。

  ---