📚 课程目录第1章 Docker基础

第一章：Docker 基础——镜像、容器、仓库

说实话，刚接触 Docker 那会儿，我总觉得它就是个“轻量级虚拟机”。直到在项目里踩了几次坑，才真正明白——它跟虚拟机完全是两码事。这一章，我们先把最核心的三个概念掰扯清楚：镜像、容器、仓库。

1.1 为什么需要 Docker？

先聊聊场景。你在本地开发环境跑得好好的，代码一提交，测试同事就报“跑不起来”。查了半天，环境不一致——他 Ubuntu 20.04，你 Mac，依赖库版本差了一个小号。这种“在我机器上没问题”的梗，我遇到不下十次。

Docker 的思路很简单：把应用和它需要的所有依赖打包成一个“镜像”。这个镜像到哪都能跑，只要目标机器装了 Docker 引擎。说白了，就是环境一致性问题被彻底解决了。

核心价值：开发、测试、生产环境完全一致，告别“环境差异”带来的 bug。

1.2 三个核心概念

来，我们一个一个说。

镜像（Image）

镜像是一个只读的模板，里面包含了操作系统、运行环境、应用代码和配置。你可以把它理解成“光盘”或者“快照”。我习惯把镜像叫做“构建的产物”——你写 Dockerfile，然后 build，出来的就是镜像。

镜像采用分层结构。每一层都是只读的，层与层之间有缓存。为什么 build 第二次会快很多？因为没改的层直接复用缓存。我刚开始不懂，每次 build 都清缓存重来，浪费了不少时间。

小技巧：写 Dockerfile 时，把不常变的依赖层放在前面，常变的代码层放在后面。这样改代码不会破坏依赖层缓存。

容器（Container）

容器是镜像的运行实例。镜像跑起来，就有了一个容器。容器有自己独立的文件系统、网络、进程空间。你可以 start、stop、rm 它。它就像一个轻量级的“进程沙箱”。

记住一个点：容器是临时的。你删掉容器，里面的数据就没了。所以重要数据要用卷（volume）挂载到宿主机。我在项目里吃过这个亏——容器重启后日志全丢了，后来才加上持久化。

仓库（Repository）

仓库用来存储和分发镜像。你可以把镜像推送（push）到仓库，别人拉取（pull）下来用。Docker Hub 是官方的公共仓库，企业里常用 Harbor、Nexus 等私有仓库。

仓库名通常以 registry/image:tag 格式出现。比如 nginx:1.21，1.21 就是标签（tag）。没有标签时默认取 latest——但注意，latest 只是个名字，不是版本号。我曾经在 CI 里用了 latest，结果某天镜像更新后构建直接挂了。所以，生产环境务必指定具体版本标签。

1.3 安装与配置

安装 Docker 其实很简单。我假设你用的是 Ubuntu/Debian 系统。如果是 CentOS 或 Mac，步骤类似，但命令略有不同。下面给一份常见的安装脚本：

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

# 更新包索引
sudo apt-get update

# 安装依赖
sudo apt-get install ca-certificates curl gnupg lsb-release

# 添加 Docker 官方 GPG 密钥
sudo mkdir -p /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg

# 设置仓库
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

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

# 验证安装
sudo docker run hello-world

注意：安装后默认需要用 sudo 执行 Docker 命令。如果想免 sudo，把当前用户加入 docker 组：sudo usermod -aG docker $USER。然后退出重登。不过——加入 docker 组等同于有了 root 权限，生产环境要谨慎。

1.4 快速上手：常用命令

安装好了，我们跑几个命令试试。这些命令你以后几乎天天用：

# 查看 Docker 版本
docker version

# 查看系统信息
docker info

# 拉取镜像
docker pull nginx:1.21

# 列出本地镜像
docker images

# 运行容器（交互模式）
docker run -it --rm nginx:1.21 /bin/bash

# 后台运行容器
docker run -d --name my-nginx -p 8080:80 nginx:1.21

# 查看运行中的容器
docker ps

# 停止容器
docker stop my-nginx

# 删除容器
docker rm my-nginx

# 删除镜像
docker rmi nginx:1.21

提示：--rm 参数让容器在退出后自动删除。适合临时测试。加 -d 后台运行后，容器会一直跑，直到你 stop 它。

1.5 核心概念关系图

为了让你更直观地理解镜像、容器、仓库之间的关系，我画了一张图——这也算是我自己学习时的脑补。你可以看看：

1.6 镜像与容器的关系表格

很多人容易把镜像和容器搞混。我整理了一个对比表，看一眼就明白：

特性	镜像	容器
本质	只读模板	运行实例
生命周期	持久存在（除非删除）	可创建、停止、删除
可写性	不可以写	可以写（有可写层）
分层结构	多层只读层	镜像层 + 容器可写层
常见操作	pull, push, build, tag	run, exec, start, stop, rm
大小	固定（镜像大小）	镜像大小 + 可写层增量
标识	镜像名:标签	容器ID或名称

1.7 基础操作小实验

我们来亲自拉一个镜像，跑个容器，玩一下。打开终端跟着做：

# 拉取一个非常小的镜像：alpine（只有5MB左右）
docker pull alpine:3.18

# 查看镜像列表
docker images

# 运行一个交互式容器，执行 shell
docker run -it --rm alpine:3.18 /bin/sh

# 进入容器后，你可以试试看：
# / # echo "Hello Docker"
# / # cat /etc/os-release

# 退出容器
# / # exit

我曾经遇到的坑：alpine 镜像默认没有 bash，只有 sh。如果你写成 /bin/bash，容器会报错。所以看镜像里有什么就用什么，或者用 ubuntu 镜像更舒服。

1.8 本章小结

我们把这章的核心点再过一遍：

Docker 是什么：解决环境一致性问题的容器化引擎。
镜像：只读模板，分层构建，docker build 生成。
容器：镜像的运行实例，有可写层，生命周期独立。
仓库：镜像分发中心，docker pull/push 操作。
安装配置：20.04/22.04 环境下几步搞定，别忘了考虑用户权限。