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Docker使用手记（1） Win11下的初次使用

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  1. 基本概念
  2. docker-desktop安装与配置
    1. 启动虚拟化
    2. 开启WSL2
    3. 更新WSL2内核
    4. 文件路径
    5. 加速下载：设置国内镜像
  3. 存储控制与空间清理
  4. 常用命令行操作
    1. 查看信息
    2. 操作镜像
      1. Hello World - 拉取镜像，创建实例
      2. 列出和删除镜像
      3. 定制镜像
    3. 操作容器
      1. Hello World - 创建容器，列出容器，删除容器
      2. 运行持久化
      3. 后台运行和进入容器
      4. 终止和重新启动容器
      5. 指定名称
      6. 暴露端口
  5. Docker + VSCode构建一个python开发环境
    1. 创建包含python开发环境的容器
    2. 使用VS Code一键在容器中运行脚本
  6. 使用Nginx镜像快速搭建一个静态服务器
    1. 挂载磁盘目录

基本概念

容器（container），镜像（image），卷（volume）

用面向对象的思想来理解，容器就是实例，镜像就是类，卷就是数据存储区。比如ubuntu:18.04就是一个简单的镜像，用这个镜像可以按照需求创建不同的容器，一堆的容器可以共用一个卷作为某一存储区。

docker-desktop安装与配置

下载地址：https://www.docker.com/products/docker-desktop

下载后直接安装，启动的时候如果电脑条件没准备好，会有相应的提示：https://docs.docker.com/desktop/windows/troubleshoot/#virtualization

启动虚拟化

打开任务管理器-性能-CPU，查看是否开启虚拟化。如果未开启需要在BIOS界面开启。

image-20211210210109206

开启WSL2

如果不使用WSL2作为后端或者已开启WSL2，可以跳过这一步。

搜索“启用或关闭Windows功能”，找到“虚拟机平台”和“适用于Linux的Windows子系统”，勾上，确定。

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更新WSL2内核

WSL安装 | 第四步

启动Docker Desktop之后如果遇到如下提示，则需要安装WSL2内核的更新。

image-20211210211442094

下载.msi安装后重启Docker Desktop即可解决。

文件路径

docker桌面如果使用WSL2作为后端，会在wsl中创建两个发行版用来存放数据，这两个发行版的数据文件默认存放路径为：

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C:\Users\[用户名]\AppData\Local\Docker\wsl\data\ext4.vhdx
C:\Users\[用户名]\AppData\Local\Docker\wsl\distro\ext4.vhdx

安装镜像或者在容器中安装一些库时，会存放在data下面的数据文件中，即便删除了容器或镜像也依旧存在着，需要手动清理（见后续章节）。

加速下载：设置国内镜像

https://vuepress.mirror.docker-practice.com/install/mirror

打开Docker Desktop，设置，Docker Engine，在json文件中添加registry-mirrors字段以设置国内加速镜像地址。

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{
  "registry-mirrors": [
    "https://hub-mirror.c.163.com",
    "https://mirror.baidubce.com"
  ]
}

可以通过docker info查看是否添加镜像成功。

存储控制与空间清理

释放win10子系统WSL2的磁盘空间

随着不同镜像的定制和安装，.vhdx文件会越来越大，而且不随着镜像的删除而变小。

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C:\Users\[username]\AppData\Local\Docker\wsl\data\ext4.vhdx

清理空间的手段有两种，一是针对现有文件进行压缩，另一种则是初始化归零。后者直接在Docker Desktop中-Troubleshoot-Clean / Purge data完成，前者需要通过wsl和diskpart命令实现。下面介绍前者——文件压缩方法。

首先通过Docker Desktop清空所有数据，得到最原始的磁盘大小，接着拉取一个镜像，可以看到磁盘体积变大。

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此时把镜像删除，磁盘体积并没有发生更改。关闭Docker Desktop，接着在命令行关闭wsl并启动diskpart。

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wsl --shutdown
diskpart

接着在弹出的命令窗口中进行如下操作：

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DISKPART> select vdisk file="C:\Users\[username]\AppData\Local\Docker\wsl\data\ext4.vhdx"
# DiskPart 已成功选择虚拟磁盘文件。
DISKPART> attach vdisk readonly
# 100 百分比已完成
# DiskPart 已成功连接虚拟磁盘文件。
DISKPART> compact vdisk
# 100 百分比已完成
# DiskPart 已成功压缩虚拟磁盘文件。
DISKPART> detach vdisk
# DiskPart 已成功分离虚拟磁盘文件。

或者直接进行压缩操作。（可能会提示：“虚拟磁盘服务错误: 所请求的操作需要以只读方式 连接虚拟磁盘。”）

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DISKPART> select vdisk file="C:\Users\[username]\AppData\Local\Docker\wsl\data\ext4.vhdx"
# DiskPart 已成功选择虚拟磁盘文件。
DISKPART> compact vdisk
# 100 百分比已完成
# DiskPart 已成功压缩虚拟磁盘文件。

压缩完成后，重新启动Docker Desktop，再去检查文件。看到磁盘文件体积相较于压缩前有所减小，但整体仍大于一开始创建时的体积，猜测可能是存放了一些软件运行时状态导致的，无伤大雅。

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常用命令行操作

Docker从入门到实践 | gitbook

Docker从入门到实践 | 国内镜像

查看信息

查看docker信息

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docker info

查看wsl信息

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wsl -l -v
  NAME                   STATE           VERSION
* docker-desktop         Running         2
  docker-desktop-data    Running         2

查看系统空间占用

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docker system df
TYPE                TOTAL               ACTIVE              SIZE                RECLAIMABLE
Images              24                  0                   1.992GB             1.992GB (100%)
Containers          1                   0                   62.82MB             62.82MB (100%)
Local Volumes       9                   0                   652.2MB             652.2MB (100%)
Build Cache                                                 0B                  0B

操作镜像

Hello World - 拉取镜像，创建实例

获取镜像。从默认的镜像仓库library/ubuntu获取标签为18.04的镜像。

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docker pull ubuntu:18.04

运行镜像。这行命令以ubuntu:18.04作为镜像，创建了一个容器；-it是复合命令，意为交互式终端，-i表示交互式，-t表示终端，若只有-i，则不显示终端，若只有-t，则显示终端后无法输入；--rm表示运行结束后删除容器，不加这个参数则需要手动删除；bash表示容器创建后执行的命令，也可以用sh命令。

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docker run -it --rm ubuntu:18.04 bash

创建容器后，将在命令行进入linux的终端，此时输入cat /etc/os-release，可以查看系统信息。

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PS C:\> docker run -it ubuntu:18.04 bash
root@06277a511296:/# cat /etc/os-release
NAME="Ubuntu"
VERSION="18.04.6 LTS (Bionic Beaver)"
ID=ubuntu
ID_LIKE=debian
PRETTY_NAME="Ubuntu 18.04.6 LTS"
VERSION_ID="18.04"
HOME_URL="https://www.ubuntu.com/"
SUPPORT_URL="https://help.ubuntu.com/"
BUG_REPORT_URL="https://bugs.launchpad.net/ubuntu/"
PRIVACY_POLICY_URL="https://www.ubuntu.com/legal/terms-and-policies/privacy-policy"
VERSION_CODENAME=bionic
UBUNTU_CODENAME=bionic

列出和删除镜像

列出镜像。一个镜像可以对应多个标签（TAG），如下面例子最下方两个所示，唯一标识符是ID。

只列出ID，只需加上-q参数。

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$ docker image ls
REPOSITORY           TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
redis                latest              5f515359c7f8        5 days ago          183 MB
nginx                latest              05a60462f8ba        5 days ago          181 MB
mongo                3.2                 fe9198c04d62        5 days ago          342 MB
<none>               <none>              00285df0df87        5 days ago          342 MB
ubuntu               18.04               329ed837d508        3 days ago          63.3MB
ubuntu               bionic              329ed837d508        3 days ago          63.3MB

上方镜像列表有一行为<none>，意为“悬虚镜像（dangling image）”，没有实际价值，可以通过命令docker image prune删除。

关于中间层镜像、筛选列出、以特定格式显示等更丰富的功能，后续用到再补充。

删除镜像：根据列出的镜像ID、名称等进行删除，可以搭配列出使用。

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docker image rm redis  # 删除名称包含redis的镜像
docker image rm 5f515359c7f8 05a60462f8ba fe9198c04d62  # 根据ID删除多个镜像
docker image rm $(docker image ls -q redis)  # 删除筛选出来（名称包含redis）的镜像

定制镜像

定制镜像前，先来做这么一个实践：拉取一个nginx的镜像，启动作为web服务器，并修改其中首页的内容。

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docker pull nginx  # 拉取镜像
docker run --name webserver -d -p 80:80 nginx  # 创建并运行容器

执行完以上两步，打开浏览器输入127.0.0.1，可以看到nginx的首页。

image-20211212003422469

可以通过如下命令查看首页的页面代码：

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docker exec -it webserver /bin/bash  # 进入容器操作终端
cat /usr/share/nginx/html/index.html  # 查看nginx默认首页页面代码

使用以下命令修改首页内容。

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/bin/echo '<h1>Hello, World</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html

此时再进入浏览器，刷新页面后看到内容发生了改变。

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将以上的步骤记录下并保存到Dockerfile中，即完成了镜像的定制。创建一个空目录，添加名为Dockerfile的文本文件，在其中写入：

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FROM nginx
RUN /bin/echo '<h1>Hello, World</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html

接着在该目录下打开终端，输入如下命令构建镜像。注意最后的.表示当前路径，作为构建的上下文（context），不可遗漏。

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docker build -t nginx:my-build .

[+] Building 0.9s (6/6) FINISHED
 => [internal] load build definition from Dockerfile
 => => transferring dockerfile: 121B
 => [internal] load .dockerignore
 => => transferring context: 2B
 => [internal] load metadata for docker.io/library/nginx:latest
 => [1/2] FROM docker.io/library/nginx
 => [2/2] RUN /bin/echo '<h1>Hello, World</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html
 => exporting to image
 => => exporting layers
 => => writing image sha256:6800734708deddc231dbd96b22cd5d9b782ea6d80e53a350156588bf1385d91d
 => => naming to docker.io/library/nginx:my-build

查看镜像列表，可以看到我们刚刚创建的镜像，名为nginx，标签是my-build。

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docker image ls -a

REPOSITORY   TAG        IMAGE ID       CREATED         SIZE
nginx        my-build   6800734708de   4 minutes ago   141MB
nginx        latest     f652ca386ed1   9 days ago      141MB
ubuntu       18.04      5a214d77f5d7   2 months ago    63.1MB

运行一个容器，并进入浏览器查看，即可看到，通过定制化后的镜像运行的容器，首页内容已经是我们想要的样式。

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docker run -d -p 8080:80 nginx:my-build

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关于定制镜像的更多内容请参考教程：https://vuepress.mirror.docker-practice.com/image/build/

操作容器

Hello World - 创建容器，列出容器，删除容器

创建容器。根据某个镜像创建容器，接着执行一条命令，执行完退出容器。

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docker run ubuntu:18.04 /bin/echo "Hello World"

列出容器：

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docker container ls  # 列出正在运行的容器
docker container ls -a  # 列出所有容器，包括不在运行的

CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND   CREATED         STATUS                     PORTS     NAMES
72c82c8a430b   ubuntu:18.04   "bash"    10 seconds ago   Exited (0) 10 seconds ago             vigilant_solomon
009cab741133   ubuntu:18.04   "bash"    13 seconds ago   Exited (0) 13 seconds ago             musing_kalam
fc3a75dbaff4   ubuntu:18.04   "bash"    17 seconds ago   Exited (0) 16 seconds ago             modest_tharp

删除容器。根据列出的容器ID或名称，删除一个或多个容器。

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docker container rm 72c82c8a430b 009cab741133 fc3a75dbaff4

删除没有在运行的容器

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docker container prune

运行持久化

run命令用于创建容器后执行一条命令，持久化运行有两种情形，一是执行的命令存在无限循环，二是使用了交互式终端-it。

后台运行和进入容器

后台运行只需要在启动时加上参数-d，配合交互式终端保持持久化，命令如下：

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docker run -dit ubuntu:18.04
docker run -dit ubuntu:18.04 /bin/bash
5ffeb933aabec239fc79b9331af8aa4f1e85d4661a3ee6e46e00ecb39335887f

返回一个ID，可以通过如下命令重新进入运行的容器中：

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docker exec -it 5ffeb933aab /bin/bash

终止和重新启动容器

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docker container stop 5ffeb933aab
5ffeb933aab

docker container start 5ffeb933aab
5ffeb933aab

指定名称

--name

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docker run --name my_container -d ubuntu:18.04

暴露端口

暴露指定端口：-p + hostPort:containerPort

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docker run --name my_container -p 80:80 -d ubutntu:18.04

更详细的用法用到再补充。

Docker + VSCode构建一个python开发环境

创建包含python开发环境的容器

拉取镜像

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docker pull python:slim

创建容器

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docker run -dit --name py python:slim

进入终端查看

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docker exec -it py bash
python -V
# Python 3.10.1
pip -V
# pip 21.2.4 from /usr/local/lib/python3.10/site-packages/pip (python 3.10)

使用VS Code一键在容器中运行脚本

python程序安装完，如何调用其中的解译器运行我们的.py脚本？

方法一：直接在容器中创建脚本，编写代码（不建议这么干，因为除了脚本还可能有数据，并不推荐向容器中写入数据）；

方法二：挂载一个容器外部的代码文件夹，编写完代码进入容器运行代码；

很显然方法二是一个很不错的方案，但是仍有一点欠缺，能否在编写完脚本代码后通过一个简单的操作，将代码文件在容器内的解译器中编译执行？很显然，这个操作是存在的，借助Visual Studio Code Remote - Containers扩展，“在容器中打开当前文件夹”，即可在VS Code中编写完代码后，直接点击一个运行按钮来调用容器内的python解译器来执行脚本。

参考：https://code.visualstudio.com/docs/remote/containers#_quick-start-open-an-existing-folder-in-a-container

安装完扩展Visual Studio Code Remote - Containers后，创建一个文件夹，写入一个main.py，输入以下代码：

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def main():
    print('Hello World')

if __name__ == '__main__':
    main()

接着在文件目录添加文件Dockerfile，写入：

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FROM python:slim

接着打开左侧的“远程资源管理器”或按下快捷键Ctrl + Shift + P，找到Open Folder in Container，点击后选择脚本代码所在的文件夹，然后选择From ‘Dockerfile’，VSCode就会自动检测目录下的Dockerfile并以此重新构建一个镜像并创建卷（如果不存在名为vscode的卷的话），接着创建一个容器并启动它，此时的左下角就会有如下提示

image-20211214221805518

在VSCode中打开终端，可以看到终端路径已经是容器中的路径了。运行脚本，就相等于在容器中运行。

image-20211214221856967

使用Nginx镜像快速搭建一个静态服务器

知识点：挂载静态文件路径和配置文件路径

参考：https://vuepress.mirror.docker-practice.com/appendix/repo/nginx/

拉取nginx镜像：

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docker pull nginx

nginx的配置文件入口：/etc/nginx/nginx.conf；

nginx服务器配置文件目录：/etc/nginx/conf.d/，其中的所有.conf文件都会被nginx.conf引用（include）进来；

nginx默认的静态目录：/usr/share/nginx/html/；

挂载磁盘目录

使用--mount关键字

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docker run -d -p 3303:80 --name webserver --mount type=bind,source=D:\dist,target=/usr/share/nginx/html,readonly --mount type=bind,source=D:\nginx\conf.d,target=/etc/nginx/conf.d nginx

以上命令：创建一个名为webserver的容器；绑定容器的80端口到本机的3303；挂载本机D:\dist目录为容器的/usr/share/nginx/html目录，容器权限为只读；挂载本机D:\nginx\conf.d目录为容器的/etc/nginx/conf.d目录，默认权限为读和写；使用的镜像名称为nginx。

挂载目录也可以挂载单个文件，docker会根据sourse指定的路径判断是文件还是文件夹。

以上挂载的配置可以通过docker inspect webserver查看：

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docker inspect webserver
....
"Mounts": [
    {
        "Type": "bind",
        "Source": "D:\\dist",
        "Target": "/usr/share/nginx/html",
        "ReadOnly": true
    },
    {
        "Type": "bind",
        "Source": "D:\\nginx\\conf.d",
        "Target": "/etc/nginx/conf.d"
    }
],
...

除了使用--mount关键字，还可以用-v关键字，写法更简便

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docker run -d -p 3303:80 --name webserver -v D:\dist:/usr/share/nginx/html:ro -v D:\nginx\conf.d:/etc/nginx/conf.d nginx

查看挂载配置：

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docker inspect webserver
....
"Mounts": [
    {
        "Type": "bind",
        "Source": "D:\\nginx\\conf.d",
        "Destination": "/etc/nginx/conf.d",
        "Mode": "",
        "RW": true,
        "Propagation": "rprivate"
    },
    {
        "Type": "bind",
        "Source": "D:\\dist",
        "Destination": "/usr/share/nginx/html",
        "Mode": "ro",
        "RW": false,
        "Propagation": "rprivate"
    }
],
...