📚 课程目录第4章 Docker与容器化基础

4. Docker 与容器化基础：Docker 安装、Dockerfile 编写、Docker Compose 编排入门

在微服务架构中，容器化是保障环境一致性与快速交付的核心技术。本章将围绕 Docker 的安装、镜像构建与多服务编排展开，为后续搭建 Go 微服务中间件链路（如 Redis、Kafka、Jaeger）提供标准化的运行环境。

4.1 Docker 安装与验证

Docker 支持主流操作系统，以下为 Ubuntu 22.04 LTS 与 macOS 的安装方式。安装完成后需验证守护进程与客户端版本。

操作系统	安装方式	验证命令
Ubuntu 22.04	使用官方 apt 仓库安装 docker-ce	`docker version` 与 `docker info`
macOS	下载 Docker Desktop for Mac	菜单栏 Docker 图标 + `docker ps`
Windows WSL2	安装 Docker Desktop 并启用 WSL2 后端	`wsl docker run hello-world`

生产建议： 在 Linux 服务器上安装后，务必执行 sudo usermod -aG docker $USER 将当前用户加入 docker 组，避免每次执行 docker 命令都需要 sudo。

4.1.1 快速安装脚本（Ubuntu）

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

# 安装依赖
sudo apt update
sudo apt 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

# 设置稳定版仓库
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 Engine
sudo apt update
sudo apt install docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-compose-plugin

# 验证安装
sudo docker run hello-world

4.2 Dockerfile 编写规范

Dockerfile 是构建镜像的蓝图。对于 Go 微服务，推荐使用多阶段构建（Multi-stage Build）来减小镜像体积，同时保留编译环境。

4.2.1 多阶段构建示例

# ===== 第一阶段：编译 =====
FROM golang:1.22-alpine AS builder

WORKDIR /app
COPY go.mod go.sum ./
RUN go mod download

COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -o /app/service ./cmd/server

# ===== 第二阶段：运行 =====
FROM alpine:3.19

RUN apk --no-cache add ca-certificates tzdata
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /app/service .

EXPOSE 8080
CMD ["./service"]

指令	作用	最佳实践
`FROM`	指定基础镜像	优先使用官方 alpine 或 slim 变体
`COPY --from`	从上一阶段复制产物	只复制编译后的二进制，不复制源码
`RUN`	执行构建命令	合并多条 RUN 以减少层数
`EXPOSE`	声明容器监听端口	仅作文档用途，实际映射需在运行时指定
`CMD`	设置默认启动命令	推荐使用 exec 格式 `["binary", "arg"]`

常见陷阱： 不要在 Dockerfile 中硬编码敏感信息（如数据库密码、API Key）。应通过构建参数（--build-arg）或运行时环境变量注入。

4.3 Docker Compose 编排入门

Docker Compose 通过 YAML 文件定义多容器应用，实现一键启动、网络互通与依赖管理。在 Go 微服务链路中，通常需要同时启动服务自身、消息队列、缓存与链路追踪后端。

4.3.1 基础 Compose 文件结构

version: "3.9"

services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    ports:
      - "8080:8080"
    environment:
      - REDIS_ADDR=redis:6379
      - KAFKA_BROKERS=kafka:9092
    depends_on:
      redis:
        condition: service_healthy
      kafka:
        condition: service_started

  redis:
    image: redis:7-alpine
    ports:
      - "6379:6379"
    healthcheck:
      test: ["CMD", "redis-cli", "ping"]
      interval: 5s
      timeout: 3s
      retries: 3

  kafka:
    image: confluentinc/cp-kafka:7.5.0
    environment:
      KAFKA_ADVERTISED_LISTENERS: PLAINTEXT://kafka:9092
      KAFKA_OFFSETS_TOPIC_REPLICATION_FACTOR: 1
    ports:
      - "9092:9092"

4.3.2 常用 Compose 指令速查

指令	用途	示例
`build`	指定构建上下文与 Dockerfile	`build: ./app`
`ports`	宿主机与容器端口映射	`"8080:8080"`
`environment`	设置环境变量	`REDIS_ADDR=redis:6379`
`depends_on`	控制服务启动顺序	`redis: condition: service_healthy`
`volumes`	挂载数据卷或配置文件	`./data:/data`
`networks`	自定义网络隔离	`networks: - backend`

  启动与调试命令：

  docker compose up -d — 后台启动所有服务

  docker compose logs -f app — 实时查看 app 服务日志

  docker compose exec app sh — 进入运行中的容器

  docker compose down — 停止并移除所有容器与网络

4.4 容器化架构总览

下图展示了使用 Docker Compose 编排的 Go 微服务中间件链路环境。每个中间件组件运行在独立容器中，通过 Compose 内部 DNS 名称互相通信。

4.5 本章小结

Docker 安装：推荐使用官方仓库或 Docker Desktop，安装后验证 docker version 与 docker run hello-world。
Dockerfile 编写：采用多阶段构建，第一阶段编译 Go 二进制，第二阶段使用 alpine 最小镜像运行，最终镜像体积可控制在 20MB 以内。
Docker Compose 编排：通过 YAML 定义服务、网络与依赖关系，使用 depends_on 配合 healthcheck 确保启动顺序，实现一键部署中间件链路。
架构总览：Go 微服务作为应用层，依赖 Redis、Kafka、Jaeger、MySQL 等中间件，全部由 Compose 统一管理，形成可复用的本地开发环境。