从0到1实现项目Docker编排部署

2024-10-22 10:05 由努力的小雨发表于 #软件工程

在深入讨论 Docker 编排之前，首先让我们了解一下 Docker 技术本身。Docker 是一个开源平台，旨在帮助开发者自动化应用程序的部署、扩展和管理。自 2013 年推出以来，Docker 迅速发展成为现代软件开发和运维领域不可或缺的重要工具。

Docker 采用容器技术，将应用程序及其所有依赖项封装在一起，从而确保它们能够在不同环境中一致地运行。与传统的虚拟化技术（如虚拟机）相比，Docker 的容器更轻量级，启动时间也显著缩短。这一优势使得开发者能够更高效地进行应用程序开发和测试，尤其是在快速迭代和频繁发布的场景中。

随着 DevOps 思潮的兴起，开发与运维之间的界限变得日益模糊，Docker 在这一转变中提供了强有力的技术支持。然而，随着项目规模的扩大和复杂性的增加，Docker 容器的数量也随之增长，这就引发了对 Docker 编排的需求。

Docker 编排（Orchestration）指的是管理和协调多个 Docker 容器的工具和技术，其主要目的是简化容器的部署、扩展和管理流程。通过编排，用户可以更轻松地管理复杂的应用程序架构，确保各个组件能够高效协同工作。

因此，本文将为读者提供一份从零开始部署 Docker 编排项目的实用指南，帮助您掌握这一关键技术，提升应用程序管理的效率和灵活性。

项目准备

在本节中，我们将以 Java 项目为例，假设您已经拥有一个微服务架构的项目。整体项目结构可能会如下所示：

接下来，我们将逐步开始构建 Docker 容器，并按照一系列系统化的步骤来实现这一过程。

核心概念

我们首先将对一些基本概念进行详细解释，包括 Dockerfile、Docker 构建命令以及 docker-compose.yml 文件的基本概念介绍。理解这些概念后，我们将进入实际操作环节，通过实践加深对这些工具的掌握。

Dockerfile

Dockerfile 是一个文本文件，它包含了一系列构建 Docker 镜像所需的指令。这些指令不仅定义了镜像的基础环境，还详细描述了应用程序的安装步骤、所需的依赖关系、配置的环境变量，以及其他必要的设置。例如：

# 使用一个基础镜像
FROM maven:3.8.3-openjdk-17 AS builder

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制 pom.xml 和源代码
COPY pom.xml .
COPY src ./src

# 构建项目
RUN mvn clean package

# 使用一个轻量级的基础镜像运行应用
FROM openjdk:17-jdk-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 从构建阶段复制 JAR 文件
COPY --from=builder /app/target/demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar ./myapp.jar

# 设置容器启动时执行的命令
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "myapp.jar"]

接下来，我们需要将这个配置应用到我们的项目中。为了演示的方便，我们使用了自定义的文件名称来启动项目，这样可以更清晰地展示每个步骤的具体过程。当然，你也可以选择使用默认的文件名，这样操作会更加简单直接。无论你选择哪种方式，最终的效果都是一样的。如下图所示：

构建命令

docker build 是构建 Docker 镜像的核心命令，它用于将 Dockerfile 中定义的指令转换为可执行的镜像。在执行这个命令时，你可以使用一系列可选参数，以便更好地定制构建过程。

docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

PATH：指定包含 Dockerfile 的上下文路径。通常是当前目录（.）或具体的目录路径。

URL：可以是 Git 仓库的 URL，Docker 会从该地址获取 Dockerfile。

-：表示从标准输入读取 Dockerfile。

常用选项有以下这些：

-t, --tag：为镜像指定一个名称和标签。例如：-t myapp:latest。
-f, --file：指定 Dockerfile 的路径。
--no-cache：在构建时不使用缓存，确保每个步骤都从头开始运行。
--target：如果 Dockerfile 中定义了多阶段构建，可以通过这个选项指定要构建的目标阶段。

docker-compose.yml 文件

docker-compose.yml 文件是用于定义和运行多个 Docker 容器的配置文件，它使得管理应用程序的服务、网络和数据卷变得更加简便和高效。通过这个简单的 YAML 文件，你可以在一个统一的配置中描述整个应用的架构，使得容器的启动、停止和管理变得一目了然。在我们的示例程序中，我们包含了 MySQL 服务。

尽管我们本地已经有一个独立的 MySQL 实例，但为了更好地演示如何同时运行多个 Docker 容器，我们选择将 MySQL 作为一个 Docker 容器来启动。此外，值得一提的是，MySQL 已经有官方提供的预构建镜像，这意味着我们无需花费额外的精力去构建和配置数据库，直接使用现成的镜像即可。

现在，让我们开始这一过程吧！

version: '3.8'

services:
  app:
    image: ccr.ccs.tencentyun.com/studiousxiaoyu/my-java-app:latest  # 替换为你的 Java 应用镜像
    ports:
      - "18080:18080"  # 映射端口
    environment:
      SPRING_DATASOURCE_URL: jdbc:mysql://db:13306/agent?useSSL=false&serverTimezone=UTC&useUnicode=true&characterEncoding=utf-8
      SPRING_DATASOURCE_USERNAME: user
      SPRING_DATASOURCE_PASSWORD: password

  db:
    image: mysql:5.7  # 使用 MySQL 5.7
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root_password  # 设置 root 用户密码
      MYSQL_DATABASE: agent  # 创建数据库
      MYSQL_USER: user  # 创建新用户
      MYSQL_PASSWORD: password  # 新用户密码
    ports:
      - "13306:13306"  # 映射 MySQL 端口
    volumes:
      - db_data:/var/lib/mysql  # 数据持久化

volumes:
  db_data:  # 定义一个数据卷

你可以通过运行 docker-compose up 命令来启动所有在 docker-compose.yml 文件中定义的服务。

开始构建

假设我们已经将代码项目成功从仓库部署到了服务器上，接下来，我们就可以直接在服务器上进行操作了。如果你还没有安装过 Docker，可以先自行安装，过程并不复杂。

完成安装后，只需进入项目根目录，并执行相应的命令即可开始使用。

docker build -t my-java-app -f demo.dockerfile .

构建过程的具体步骤和流程如图所示：

我们可以耐心等待接下来的步骤完成，因为此时的过程与生产环境已经非常相似。接下来，我们只需将最终构建的镜像推送到我们的私有仓库中，以便进行后续的部署和管理。

镜像仓库

当然，公司的私有仓库地址是必不可少的。在这里，我们以腾讯云的容器镜像服务为例，来展示如何进行镜像的存储和管理。

推送私库

之前我们已经详细讲解过如何创建私有仓库的步骤，因此在此不再赘述。现在，我们可以直接将构建好的镜像推送到仓库中，以便进行后续的使用和管理。

接下来，我们将对我们的镜像进行标签操作，完成标签操作后，我们将镜像推送到私有仓库中，以便于后续的部署和使用。

sudo docker tag my-java-app:latest ccr.ccs.tencentyun.com/studiousxiaoyu/my-java-app:latest

sudo docker push ccr.ccs.tencentyun.com/studiousxiaoyu/my-java-app:latest

最后推送成功如下：

容器编排

接下来，我们将使用编排文件来定义和管理所需的服务。为了实现这一目标，我们需要在指定的目录下创建一个名为 docker-compose.yaml 的文件。该文件的内容将与我们之前展示的配置保持一致。

创建完文件后，我们将直接执行启动命令，来验证我们的配置是否正确，并观察各个服务是否能顺利启动。

docker-compose -f spring-ai.yaml up -d

最后看下日志，我们成功启动：

总结

通过本文，我们深入探讨了 Docker 的核心概念及其编排技术的重要性。从 Docker 的轻量级容器架构到其在现代 DevOps 环境中的应用，Docker 不仅提高了开发和部署的效率，还使得多容器管理变得更加高效。我们逐步介绍了 Dockerfile、构建命令及 docker-compose.yml 文件的使用，帮助读者掌握如何构建和管理微服务架构。

在具体操作中，我们以 Java 项目为例，通过实用的示范引导，展示了如何在本地环境中构建和部署 Docker 容器。随着项目规模的扩大，掌握 Docker 编排将显得尤为重要，它不仅简化了容器管理流程，还增强了应用的灵活性和可扩展性。希望本文所提供的指南对你有所帮助。

我是努力的小雨，一名 Java 服务端码农，潜心研究着 AI 技术的奥秘。我热爱技术交流与分享，对开源社区充满热情。同时也是一位腾讯云创作之星、阿里云专家博主、华为云云享专家、掘金优秀作者。

💡 我将不吝分享我在技术道路上的个人探索与经验，希望能为你的学习与成长带来一些启发与帮助。

🌟 欢迎关注努力的小雨！🌟