4. Docker Compose 编排：服务定义、网络配置、依赖管理、环境变量

在微服务架构中，Docker Compose 是定义和运行多容器 Docker 应用的核心工具。本章聚焦于 Compose 文件的四大关键要素：服务定义、网络配置、依赖管理与环境变量。掌握这些要素，是构建可复现、可调试的微服务环境的基础。

4.1 服务定义：微服务的声明式描述

每个微服务在 docker-compose.yml 中对应一个 services 下的顶级键。服务定义的核心字段包括镜像来源、容器名称、端口映射、卷挂载以及重启策略。

version: "3.8"
services:
  user-service:
    image: myregistry/user-service:1.0.0
    container_name: user-svc
    ports:
      - "8081:8080"
    volumes:
      - ./logs/user:/var/log/app
    restart: unless-stopped

  order-service:
    build: ./order
    ports:
      - "8082:8080"
    restart: on-failure:3

4.2 网络配置：服务间通信的骨架

Docker Compose 默认创建一个名为 <项目名>_default 的桥接网络，所有服务自动加入该网络并通过服务名互相访问。但在微服务架构中，通常需要自定义网络来实现隔离、分层或跨主机通信。

networks:
  frontend:
    driver: bridge
  backend:
    driver: bridge
  database:
    driver: bridge

services:
  api-gateway:
    networks:
      - frontend
      - backend
  user-service:
    networks:
      - backend
      - database
  postgres:
    networks:
      - database

4.3 依赖管理：控制启动顺序与健康检查

微服务之间存在启动顺序依赖，例如订单服务需要等待用户服务就绪。Compose 提供 depends_on 声明依赖关系，但该字段仅控制容器启动顺序，不保证服务内部进程已就绪。生产环境应配合 healthcheck 实现真正的依赖等待。

services:
  postgres:
    image: postgres:15
    healthcheck:
      test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U app"]
      interval: 5s
      timeout: 3s
      retries: 5

  user-service:
    image: user-service:1.0
    depends_on:
      postgres:
        condition: service_healthy
    healthcheck:
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:8080/actuator/health"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 3

  order-service:
    image: order-service:1.0
    depends_on:
      user-service:
        condition: service_healthy
      postgres:
        condition: service_healthy

4.4 环境变量：配置注入与多环境管理

环境变量是微服务配置注入的标准方式，Compose 支持多种注入途径：直接在 environment 字段定义、引用宿主机变量、使用 .env 文件批量加载。

• 直接定义： 适用于少量固定值，如 SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod。
• 宿主机变量引用： 使用 ${HOST_VAR} 语法，敏感信息可通过宿主机环境传入。
• .env 文件： 项目根目录下的 .env 文件自动加载，适合管理多环境差异。

# .env 文件
DB_HOST=postgres
DB_PORT=5432
DB_USER=app_user
DB_PASSWORD=${DB_PASSWORD}   # 从宿主机环境读取，不写入文件

# docker-compose.yml
services:
  user-service:
    image: user-service:1.0
    environment:
      - SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod
      - DB_HOST=${DB_HOST}
      - DB_PORT=${DB_PORT}
      - DB_USER=${DB_USER}
      - DB_PASSWORD=${DB_PASSWORD}
    env_file:
      - ./config/common.env

4.5 综合编排示例：三服务微服务栈

以下是一个包含 API 网关、用户服务、PostgreSQL 的完整编排示例，整合了服务定义、网络隔离、健康检查依赖与环境变量管理。

version: "3.8"

networks:
  frontend:
    driver: bridge
  backend:
    driver: bridge

services:
  api-gateway:
    image: nginx:alpine
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro
    networks:
      - frontend
      - backend
    depends_on:
      user-service:
        condition: service_healthy
    restart: unless-stopped

  user-service:
    image: user-service:1.0.0
    environment:
      - SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod
      - DB_HOST=postgres
      - DB_PORT=5432
      - DB_USER=${DB_USER}
      - DB_PASSWORD=${DB_PASSWORD}
    networks:
      - backend
    healthcheck:
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:8080/actuator/health"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 3
    depends_on:
      postgres:
        condition: service_healthy
    restart: unless-stopped

  postgres:
    image: postgres:15
    environment:
      - POSTGRES_USER=${DB_USER}
      - POSTGRES_PASSWORD=${DB_PASSWORD}
      - POSTGRES_DB=userdb
    volumes:
      - pgdata:/var/lib/postgresql/data
    networks:
      - backend
    healthcheck:
      test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U ${DB_USER}"]
      interval: 5s
      timeout: 3s
      retries: 5
    restart: unless-stopped

volumes:
  pgdata: