📚 课程目录第2章 Docker基础回顾

Docker容器化缓存一致性治理部署与调试指南 - 第2节

2.1 Docker 核心概念：镜像、容器、仓库

Docker 的三大核心概念构成了容器化技术的基石。理解镜像、容器与仓库之间的关系，是掌握 Docker 操作的第一步。镜像是一个只读的、轻量级的可执行软件包，包含运行应用程序所需的一切（代码、运行时、系统工具、库和设置）。容器是镜像的运行实例，具有独立的文件系统、网络和进程空间。仓库则用于存储和分发镜像。

  核心关系速记： 镜像（类）→ 容器（对象）→ 仓库（Git 远程仓库）。镜像通过 docker run 实例化为容器，通过 docker push/pull 与仓库交互。

2.1.1 镜像与容器的生命周期对比

维度	镜像 (Image)	容器 (Container)
本质	只读模板，分层文件系统	镜像的读写实例，包含运行态
创建	`docker build` 或 `docker pull`	`docker create` 或 `docker run`
状态	静态，不可变	运行中、已停止、暂停、已删除
存储	镜像层缓存，可复用	容器层（可写层），容器删除后数据丢失（除非挂载卷）
标识	`repository:tag` 或 `image_id`	`container_name` 或 `container_id`

2.1.2 仓库类型与镜像命名规范

官方仓库（Docker Hub）： 默认公共仓库，镜像名如 nginx:latest、python:3.11-slim。
私有仓库（Registry）： 企业自建或云厂商提供（如 Harbor、AWS ECR、阿里云 ACR），镜像名需包含仓库地址，如 registry.example.com/myapp:v1.0。
镜像标签（Tag）规范： 建议使用语义化版本号 + 环境标识，例如 app-backend:1.2.3-prod。避免使用 latest 作为生产部署标签。

最佳实践： 生产环境中始终使用精确的镜像摘要（Digest）进行部署，例如 nginx@sha256:abc123...，确保每次拉取的镜像内容完全一致，避免标签被覆盖导致的不一致问题。

2.2 Dockerfile 编写规范

Dockerfile 是构建镜像的自动化脚本，其编写质量直接影响镜像的安全性、构建速度和运行时性能。以下规范基于生产环境最佳实践总结。

2.2.1 基础指令与执行顺序

指令	用途	关键规范
`FROM`	指定基础镜像	优先使用官方 `slim` 或 `alpine` 版本；必须指定精确 tag
`WORKDIR`	设置工作目录	始终使用绝对路径，避免 `RUN cd` 导致的路径混乱
`COPY` / `ADD`	添加文件到镜像	优先使用 `COPY`；`ADD` 仅用于自动解压 tar 或远程 URL 场景
`RUN`	执行构建命令	合并同类命令减少层数；使用 `&&` 连接，末尾清理缓存
`CMD` / `ENTRYPOINT`	定义容器启动命令	推荐组合使用：`ENTRYPOINT` 固定执行程序，`CMD` 提供默认参数
`EXPOSE`	声明容器监听端口	仅作文档用途，不实际映射端口；需配合 `-p` 或 `docker-compose` 使用

2.2.2 多阶段构建与缓存优化

多阶段构建（Multi-stage Build）是减少镜像体积的核心手段。通过在一个 Dockerfile 中使用多个 FROM 语句，将编译环境与运行环境分离。

# 第一阶段：编译环境
FROM golang:1.21-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY go.mod go.sum ./
RUN go mod download
COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -o myapp .

# 第二阶段：运行环境
FROM alpine:3.19
RUN apk add --no-cache ca-certificates tzdata
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/myapp .
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["./myapp"]

常见陷阱： 不要在 RUN 指令中直接使用 apt-get upgrade 或 yum update，这会导致基础镜像版本漂移，破坏构建可重复性。应始终锁定基础镜像的精确版本。

2.2.3 .dockerignore 文件

在构建上下文中排除不必要的文件，可显著提升构建速度并避免敏感信息泄露。典型 .dockerignore 内容：

node_modules/
.git/
.env
*.md
Dockerfile
.dockerignore
dist/
__pycache__/
*.log

2.3 docker-compose 编排入门

docker-compose 通过 YAML 文件定义和运行多容器应用，是本地开发环境和 CI 测试中最常用的编排工具。它解决了手动管理多个 docker run 命令的痛点。

2.3.1 docker-compose.yml 核心结构

一个标准的 Compose 文件包含三个顶级字段：services（定义容器）、networks（定义网络）、volumes（定义持久化存储）。

version: '3.8'

services:
  web:
    build: ./web
    ports:
      - "8080:80"
    depends_on:
      - redis
    environment:
      - REDIS_HOST=redis
    networks:
      - app-net

  redis:
    image: redis:7-alpine
    volumes:
      - redis-data:/data
    networks:
      - app-net

volumes:
  redis-data:

networks:
  app-net:
    driver: bridge

2.3.2 常用命令速查

命令	用途	说明
`docker-compose up -d`	启动所有服务（后台）	自动构建不存在的镜像
`docker-compose down`	停止并移除所有容器、网络	默认不删除卷，加 `-v` 删除卷
`docker-compose logs -f`	实时查看所有服务日志	可指定服务名如 `logs web`
`docker-compose exec web sh`	进入运行中的容器	类似 `docker exec`，但自动识别服务
`docker-compose build`	重新构建所有服务镜像	加 `--no-cache` 强制全量构建

开发效率技巧： 在 docker-compose.yml 中使用 volumes 挂载本地代码目录到容器内，实现代码修改后容器内即时生效，无需每次重新构建镜像。例如：./web:/app。

2.3.3 环境变量与配置管理

避免在 docker-compose.yml 中硬编码敏感信息。推荐使用 .env 文件或 Docker Secrets 管理配置。

# .env 文件（与 docker-compose.yml 同级）
DB_HOST=postgres
DB_PORT=5432
DB_USER=app_user
DB_PASSWORD=${DB_PASSWORD:-default_dev_pass}

# docker-compose.yml 中引用
services:
  app:
    image: myapp:latest
    environment:
      - DB_HOST=${DB_HOST}
      - DB_PORT=${DB_PORT}
      - DB_USER=${DB_USER}
      - DB_PASSWORD=${DB_PASSWORD}

  生产环境提示： 在 CI/CD 流水线中，通过 --env-file 参数指定不同环境的配置文件，实现开发、测试、生产环境的配置分离。例如：docker-compose --env-file .env.prod up -d。