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Docker容器化工具及常用操作的详细解析

2025-08-11 11:21:29 作者：Kent_Li

Docker是容器化技术的核心工具,掌握其常用命令能高效管理容器、镜像、网络和数据卷,这篇文章主要介绍了Docker容器化工具及常用操作的详细解析,需要的朋友可以参考下

前言

Docker 是一款用于 “构建、发布、运行” 应用程序 的容器化工具，核心价值是通过 “容器” 实现应用的 跨环境一致性部署（解决 “开发环境能跑，生产环境跑不了” 的问题）。其底层依赖 Linux 内核的 Namespace（资源隔离）和 Cgroups（资源限制）技术，能在单一主机上虚拟出多个独立的 “轻量级虚拟机”，但比传统虚拟机更省资源、启动更快（秒级启动）。以下是其核心概念、常用操作、进阶技巧的详细解析：

一、核心概念（深度解析）

1.镜像（Image）

本质：一个分层的只读文件系统，包含运行应用所需的完整环境（操作系统内核除外，共享主机内核）。

*   例如：`nginx` 镜像包含 Linux 基础系统、Nginx 程序、配置文件等，拉取后可直接启动成 Web 服务器。

分层结构：采用 UnionFS（联合文件系统），每一层对应 Dockerfile 中的一条指令（如 FROM、RUN），分层设计的优势：

*   **复用性**：不同镜像可共享底层层（如多个镜像都基于 `ubuntu:20.04`，则共享该基础层），节省存储空间；

*   **可追溯性**：每一层修改可单独记录，便于调试（如通过 `docker history 镜像名` 查看分层历史）。

标签（Tag）：用于区分同一镜像的不同版本（如 python:3.9 与 python:3.10），默认标签为 latest（指向最新版本，但不建议生产环境使用，避免版本变更导致问题）。

2.容器（Container）

本质：镜像的可运行实例，在镜像只读层之上添加了一层 可写层（Container Layer），所有运行时修改（如新建文件、修改配置）都保存在这一层。

*   示例：启动 `ubuntu` 容器后，执行 `touch test.txt`，文件会保存在可写层；删除容器后，可写层被清理，文件消失（需通过数据卷持久化）。

生命周期：

*   **创建**：`docker create`（仅创建不启动）或 `docker run`（创建并启动）；

*   **运行**：`docker start` 启动处于停止状态的容器；

*   **暂停**：`docker pause` 冻结容器进程（保留内存状态），`docker unpause` 恢复；

*   **停止**：`docker stop` 发送 SIGTERM 信号，等待进程退出（默认等待 10 秒），`docker kill` 强制发送 SIGKILL 终止进程；

*   **删除**：`docker rm` 删除容器（需先停止，或用 `-f` 强制删除运行中容器）。

3.仓库（Repository）与 Registry

仓库（Repository）：存储同一镜像不同标签的集合（如 nginx 仓库包含 1.21、1.23 等标签的镜像）。
Registry：仓库的集合平台（如 Docker Hub 是公共 Registry，包含数百万镜像；企业可搭建私有 Registry，如 Harbor）。
拉取 / 推送流程：

*   拉取：`docker pull 仓库地址/镜像名:标签`（如 `docker pull ``mycompany.com/nginx:v1.0` 从私有仓库拉取）；

*   推送：需先登录 Registry（`docker login 仓库地址`），再执行 `docker push 仓库地址/镜像名:标签`。

二、常用命令（含细节与场景）

1. 镜像管理（含高级操作）

命令	作用与细节
`docker pull [镜像名:标签]`	- 从 Registry 拉取镜像，支持指定仓库地址（如 `docker pull harbor.example.com/base/ubuntu:20.04`）；- 若标签不存在，默认拉取 `latest`（可能失败，建议显式指定标签）。
`docker images`	- 列出本地镜像，包含仓库名、标签、ID、创建时间、大小；- 常用参数：`-q` 仅显示镜像 ID，`--filter "dangling=true"` 显示虚悬镜像（标签为 `<none>` 的废弃镜像）。
`docker rmi [镜像ID/名称]`	- 删除镜像，需先删除依赖它的所有容器（可用 `docker rm -f $(docker ps -aq --filter ancestor=镜像名)` 批量删除关联容器）；- 批量删除：`docker rmi $(docker images -q --filter "dangling=true")` 清理虚悬镜像。
`docker build -t [镜像名:标签] .`	- 基于 Dockerfile 构建镜像，`.` 表示构建上下文（Docker 会将该目录下所有文件发送给 Docker 引擎）；- 优化技巧： - 用 `.dockerignore` 文件排除无关文件（如 `node_modules`），减少上下文大小； - 合理排序指令（频繁修改的指令放后面），利用分层缓存加速构建。
`docker tag [源镜像] [新镜像名:标签]`	- 为镜像添加新标签（如 `docker tag nginx:latest mynginx:v1`），用于推送至私有仓库前重命名。
`docker save -o [文件] [镜像]` / `docker load -i [文件]`	- 导出镜像为本地文件（`save`），或从文件导入镜像（`load`），用于无网络环境迁移镜像（如 `docker save -o nginx.tar nginx:latest`）。

2. 容器管理（含参数详解）

命令	作用与细节
`docker run [参数] [镜像名] [命令]`	核心参数详解：- `-d`：后台运行（守护模式），容器启动后返回容器 ID；- `-p 主机端口:容器端口`：端口映射（如 `-p 8080:80` 允许外部通过主机 8080 端口访问容器 80 端口）； - 进阶：`-p 127.0.0.1:8080:80` 仅允许本地访问，`-p 80` 随机映射主机端口（用 `docker port 容器名` 查看）；- `-v 主机目录:容器目录[:权限]`：挂载数据卷（如 `-v /data:/app/data:ro` 只读挂载，容器内无法修改）；- `--name 容器名`：指定名称（如 `--name web-server`），避免用默认随机名称；- `--restart 策略`：容器退出后的重启策略（`always` 总是重启，`on-failure:3` 失败时最多重启 3 次）；- `-e KEY=VALUE`：设置环境变量（如 `-e "TZ=Asia/Shanghai"` 配置时区）；- `--network 网络名`：指定容器所属网络（默认使用 `bridge` 网络）；示例：`docker run -d --name mysql -p 3306:3306 -v mysql-data:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 --restart always mysql:8.0`
`docker ps`	- 列出运行中的容器，默认显示容器 ID、名称、镜像、状态、端口映射等；- 常用参数： - `-a` 显示所有容器（包括停止的）； - `-l` 显示最近创建的容器； - `--format "{{.ID}} {{.Names}} {{.Status}}"` 自定义输出格式（如仅显示 ID、名称、状态）。
`docker start/stop/restart [容器]`	- `start`：启动停止的容器（保留之前的可写层数据）；- `stop`：优雅停止（发送 SIGTERM，等待 10 秒后强制终止）；- `restart`：先停止再启动（常用于配置生效）。
`docker exec -it [容器] [命令]`	- 进入运行中的容器执行命令，`-it` 组合用于交互式操作（如 `bash` 终端）；- 示例：`docker exec -it mysql mysql -uroot -p` 直接在容器内启动 MySQL 客户端；- 非交互式执行：`docker exec 容器名 ls /app` 查看容器内文件。
`docker logs [容器]`	- 查看容器日志（标准输出 stdout 和标准错误 stderr）；- 常用参数： - `-f` 实时跟踪日志（类似 `tail -f`）； - `-t` 显示时间戳； - `--tail 100` 仅显示最后 100 行； - `--since 30m` 显示 30 分钟内的日志。
`docker rm [容器]`	- 删除容器，`-f` 强制删除运行中的容器（等价于先 `stop` 再 `rm`）；- 批量删除：`docker rm $(docker ps -aq)` 删除所有停止的容器。

3. 数据管理（数据卷与挂载）

数据卷（Volume）：Docker 管理的持久化存储，独立于容器生命周期，适合长期保存数据（如数据库文件）。

*   命令：

    *   创建卷：`docker volume create myvol`；

    *   查看卷：`docker volume ls`；

    *   挂载卷：`docker run -v myvol:/app/data ...`（卷名而非主机路径）；

    *   查看卷详情：`docker volume inspect myvol`（可看到卷在主机的实际路径，如 `/var/lib/docker/volumes/myvol/_data`）。

绑定挂载（Bind Mount）：直接挂载主机目录到容器，适合开发时实时同步代码（如挂载本地代码目录到容器，修改本地文件后容器内立即生效）。

*   注意：主机目录路径必须绝对路径（如 `-v /home/code:/app`，Windows 下为 `-v C:\code:/app`）；

*   权限问题：容器内用户 ID 可能与主机不同，需通过 `-u` 参数指定用户（如 `docker run -u $(id -u):$(id -g) ...` 避免权限冲突）。

临时文件系统（Tmpfs Mount）：数据仅存于内存，容器停止后丢失，适合临时缓存（如 docker run --tmpfs /tmp ...）。

4. 网络管理（容器通信）

默认网络模式：

*   `bridge`：默认模式，容器通过虚拟网桥通信，可通过端口映射访问外部；

*   `host`：容器共享主机网络（无端口映射，直接使用主机 IP 和端口，性能好但安全性低）；

*   `none`：禁用网络，适合无需联网的容器；

*   `container:容器名`：共享指定容器的网络（如两个容器共用网络栈）。

自定义网络：适合多容器通信（如前端容器访问后端容器），支持 DNS 解析（通过容器名访问）。

*   命令：

    *   创建网络：`docker network create mynet`（默认桥接模式）；

    *   容器加入网络：`docker run --network mynet --name backend ...`；

    *   跨网络通信：`docker network connect mynet 容器名` 将运行中容器加入新网络。

5. 系统管理与优化

命令	作用与细节
`docker info`	查看 Docker 系统信息，包括：- 服务器版本、API 版本、操作系统；- 镜像数、容器数（运行 / 停止 / 总数）；- 存储驱动（如 `overlay2`，推荐用于生产环境）；- 网络驱动、数据卷驱动等。
`docker system prune`	清理无用资源（未使用的镜像、容器、网络、卷），释放磁盘空间：- 基础用法：`docker system prune` 清理未使用的容器、网络；- 进阶：`docker system prune -a` 同时清理未被使用的镜像；`docker system prune --volumes` 清理未使用的卷（谨慎！可能删除重要数据）。
`docker stats`	实时查看容器资源占用（CPU、内存、网络 IO、磁盘 IO），类似 `top` 命令；- 参数：`--no-stream` 只显示一次，`--format` 自定义输出。
`docker inspect [对象]`	查看容器、镜像、网络、卷的详细元数据（JSON 格式）：- 示例：`docker inspect 容器名` 可获取 IP 地址、挂载信息、环境变量等；- 过滤输出：`docker inspect --format '{{.NetworkSettings.IPAddress}}' 容器名` 仅显示 IP 地址。

三、Dockerfile 详解（构建自定义镜像）

Dockerfile 是构建镜像的 “脚本文件”，包含一系列指令，每条指令对应镜像的一层。以下是常用指令及最佳实践：

1. 基础指令

FROM [镜像]：指定基础镜像（如 FROM python:3.9-slim，推荐使用官方精简镜像 slim 版本减小体积）；
WORKDIR /app：设置工作目录（后续命令默认在此目录执行，类似 cd）；
COPY [源路径] [目标路径]：复制主机文件到镜像（如 COPY requirements.txt .）；
ADD [源路径] [目标路径]：类似 COPY，但支持 URL 下载和自动解压压缩包（建议优先用 COPY，更明确）；
RUN [命令]：执行命令并提交结果（如 RUN pip install -r requirements.txt）；

*   技巧：多条命令用 `&&` 连接（如 `RUN apt update && apt install -y gcc && rm -rf /var/lib/apt/lists/*`），减少分层数量；

ENV KEY=VALUE：设置环境变量（如 ENV PYTHONDONTWRITEBYTECODE=1 禁止生成 .pyc 文件）；
EXPOSE 80：声明容器监听的端口（仅为文档说明，实际需通过 -p 映射）；
CMD ["命令", "参数"]：容器启动时执行的命令（若 docker run 后指定命令，会覆盖 CMD）；
ENTRYPOINT ["命令"]：容器入口点（与 CMD 配合，CMD 作为参数，如 ENTRYPOINT ["python"]，CMD ["``app.py``"]，启动时执行 python ``app.py）。

2. 构建优化示例

# 基础镜像（精简版）

FROM python:3.9-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app
# 复制依赖文件并安装（利用缓存，修改代码不重新安装依赖）
COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
# 复制代码（最后复制，减少缓存失效）
COPY . .
# 声明端口
EXPOSE 8000
# 启动命令
CMD ["uvicorn", "main:app", "--host", "0.0.0.0", "--port", "8000"]

四、Docker Compose（多容器管理）

当应用依赖多个服务（如 “Web 应用 + 数据库 + Redis”），手动管理容器网络、挂载、启动顺序繁琐，此时用 docker-compose 简化流程：

1. 核心配置文件docker-compose.yml

version: '3.8'  # 兼容最新特性
services:
  web:  # Web服务
   build: .  # 基于当前目录Dockerfile构建
   ports:
     - "8000:8000"
   depends_on:  # 依赖db和redis，启动时先启动依赖
     - db
     - redis
   environment:
     - DATABASE_URL=mysql://root:123456@db:3306/mydb
   restart: always
 db:  # 数据库服务
   image: mysql:8.0
   volumes:
     - mysql-data:/var/lib/mysql  # 数据卷持久化
   environment:
     - MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456
     - MYSQL_DATABASE=mydb
   restart: always
 redis:  # Redis服务
   image: redis:6-alpine  # 精简版镜像
   volumes:
     - redis-data:/data
   restart: always
volumes:  # 声明数据卷（自动创建）
 mysql-data:
 redis-data:

2. 常用命令

命令	作用
`docker-compose up -d`	后台启动所有服务（首次运行会构建镜像）
`docker-compose down`	停止并删除所有服务、网络（保留数据卷）

总结

到此这篇关于Docker容器化工具及常用操作的文章就介绍到这了,更多相关Docker容器化工具及操作内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！