2013年发布至今,Docker 一直广受瞩目,被认为可能会改变软件行业 。
但是,许多人并不清楚 Docker 到底是什么,要解决什么问题,好处又在哪里?本文就来详细解释,帮助大家理解它,还带有简单易懂的实例,教你如何将它用于日常开发 。
文章插图
一、环境配置的难题软件开发最大的麻烦事之一,就是环境配置 。用户计算机的环境都不相同,你怎么知道自家的软件,能在那些机器跑起来?
用户必须保证两件事:操作系统的设置,各种库和组件的安装 。只有它们都正确,软件才能运行 。举例来说,安装一个 Python 应用,计算机必须有 Python 引擎,还必须有各种依赖,可能还要配置环境变量 。
如果某些老旧的模块与当前环境不兼容,那就麻烦了 。开发者常常会说:"它在我的机器可以跑了"(It works on my machine),言下之意就是,其他机器很可能跑不了 。
环境配置如此麻烦,换一台机器,就要重来一次,旷日费时 。很多人想到,能不能从根本上解决问题,软件可以带环境安装?也就是说,安装的时候,把原始环境一模一样地复制过来 。
二、虚拟机虚拟机(virtual machine)就是带环境安装的一种解决方案 。它可以在一种操作系统里面运行另一种操作系统,比如在 windows 系统里面运行 linux 系统 。应用程序对此毫无感知,因为虚拟机看上去跟真实系统一模一样,而对于底层系统来说,虚拟机就是一个普通文件,不需要了就删掉,对其他部分毫无影响 。
虽然用户可以通过虚拟机还原软件的原始环境 。但是,这个方案有几个缺点 。
(1)资源占用多
虚拟机会独占一部分内存和硬盘空间 。它运行的时候,其他程序就不能使用这些资源了 。哪怕虚拟机里面的应用程序,真正使用的内存只有 1MB,虚拟机依然需要几百 MB 的内存才能运行 。
(2)冗余步骤多
虚拟机是完整的操作系统,一些系统级别的操作步骤,往往无法跳过,比如用户登录 。
(3)启动慢
启动操作系统需要多久,启动虚拟机就需要多久 。可能要等几分钟,应用程序才能真正运行 。
三、Linux 容器由于虚拟机存在这些缺点,Linux 发展出了另一种虚拟化技术:Linux 容器(Linux Containers,缩写为 LXC) 。
Linux 容器不是模拟一个完整的操作系统,而是对进程进行隔离 。或者说,在正常进程的外面套了一个保护层 。对于容器里面的进程来说,它接触到的各种资源都是虚拟的,从而实现与底层系统的隔离 。
由于容器是进程级别的,相比虚拟机有很多优势 。
(1)启动快
容器里面的应用,直接就是底层系统的一个进程,而不是虚拟机内部的进程 。所以,启动容器相当于启动本机的一个进程,而不是启动一个操作系统,速度就快很多 。
(2)资源占用少
容器只占用需要的资源,不占用那些没有用到的资源;虚拟机由于是完整的操作系统,不可避免要占用所有资源 。另外,多个容器可以共享资源,虚拟机都是独享资源 。
(3)体积小
容器只要包含用到的组件即可,而虚拟机是整个操作系统的打包,所以容器文件比虚拟机文件要小很多 。
总之,容器有点像轻量级的虚拟机,能够提供虚拟化的环境,但是成本开销小得多 。
四、Docker 是什么?Docker 属于 Linux 容器的一种封装,提供简单易用的容器使用接口 。它是目前最流行的 Linux 容器解决方案 。
Docker 将应用程序与该程序的依赖,打包在一个文件里面 。运行这个文件,就会生成一个虚拟容器 。程序在这个虚拟容器里运行,就好像在真实的物理机上运行一样 。有了 Docker,就不用担心环境问题 。
总体来说,Docker 的接口相当简单,用户可以方便地创建和使用容器,把自己的应用放入容器 。容器还可以进行版本管理、复制、分享、修改,就像管理普通的代码一样 。
五、Docker 的用途Docker 的主要用途,目前有三大类 。
(1)提供一次性的环境 。比如,本地测试他人的软件、持续集成的时候提供单元测试和构建的环境 。
(2)提供弹性的云服务 。因为 Docker 容器可以随开随关,很适合动态扩容和缩容 。
(3)组建微服务架构 。通过多个容器,一台机器可以跑多个服务,因此在本机就可以模拟出微服务架构 。
六、Docker 的安装Docker 是一个开源的商业产品,有两个版本:社区版(Community Edition,缩写为 CE)和企业版(Enterprise Edition,缩写为 EE) 。企业版包含了一些收费服务,个人开发者一般用不到 。下面的介绍都针对社区版 。
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