• 2020系统综合实践 第3次实践作业

    2020系统综合实践 第3次实践作业

    一个最终的应用通常需要组装多个容器提供的多个服务。以web服务为例，需要完成web服务器、数据库、开发程序等服务的组装，典型的如LAMP（Linux+Apache+Mysql+PHP）或LNMP（Linux+Nginx+Mysql+PHP）。Docker compose是作为定义和运行多容器的工具，用户可以使用 YML 文件来配置应用程序需要的所有服务。本次作业需要各位实践Docker compose，各位可以在第二次实践作业的基础之上开展，要求如下：

    （1）完成Docker-compose的安装

    参考资料：Install Docker Compose

    我这里采用的是在Linux系统上安装Docker-compose，具体步骤如下：

    • 运行以下命令以下载Docker Compose的当前稳定版本（要安装其他版本的Compose，请替换1.25.5为要使用的Compose版本）：
    sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.25.5/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

    • 将可执行权限应用于二进制文件：
    sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

    • 创建指向/usr/bin或路径中任何其他目录的符号链接：
    sudo ln -s /usr/local/bin/docker-compose /usr/bin/docker-compose

    • 测试安装是否成功：
    $ docker-compose --version

    若可以看到docker-compose的版本则说明安装成功：

    （2）Dockerfile编写

    要求：

    LNMP/LAMP选择一种；

    分别构建web、php应用、数据库等镜像服务，php镜像亦有提供php:-apache的变体；

    提示：php连接数据库需要安装必要的核心扩展部件（PHP Core Extensions）安装方法可参考官方镜像介绍。

    我这里选择的是LNMP（Linux+Nginx+Mysql+PHP）来分别构建web、php应用、数据库等镜像服务。具体步骤如下所示：

    1.由于我们做实验的过程中需要用到PHP，所以需要先拉取一个PHP镜像：

    sudo docker pull php:7.4-fpm

    2.在系统主目录下创建一个docker_compose文件夹，此文件夹用于存放实验中我们需要用到的各种配置文件，docker_compose中的具体配置文件如下所示：

    在创建好相应的文件后，可以使用如下命令来查看docker_compose文件中的目录结构：

    cyk@cyk-vir tual-machine: ~/docker_ compose$ tree

    3.编写相应的配置文件：

    • 编写dockerfile_nginx：
    #基础镜像
FROM nginx
#作者信息
MAINTAINER cyk2430
#声明暴露的端口
EXPOSE 3030
    • 编写default.conf：
    server {
    listen       3030;        #修改映射端口
    server_name  localhost;

    location / {
        root   /home/cyk/docker_compose/web/html;     #修改工作目录
        index  index.html index.htm;
    }

    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    location = /50x.html {
        root   /usr/share/nginx/html;
    }

    location ~ .php$ {
        root           /home/cyk/docker_compose/web/php;          #修改工作目录
        fastcgi_pass   cykphp:9000;        #修改为容器名
        fastcgi_index  index.php;
        fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name; 
        include        fastcgi_params;
    }
}

    在编写default.conf配置文件时，要注意修改的映射端口要与dockerfile_nginx文件中声明暴露的端口相一致。

    • 编写dockerfile_php：
    #基础镜像
FROM php:7.4-fpm
#作者信息
MAINTAINER cyk2430
FROM php:7.4-fpm

RUN apt-get update && apt-get install -y 
        libfreetype6-dev 
        libjpeg62-turbo-dev 
        libpng-dev 
    && docker-php-ext-install pdo_mysql 
    && docker-php-ext-configure gd --with-freetype --with-jpeg 
    && docker-php-ext-install -j$(nproc) gd
    • 编写dockerfile_mysql：
    #基础镜像
FROM mysql
#作者信息
MAINTAINER cyk2430
#设置root密码
ENV MYSQL_ROOT_PASSWORD 123456
#设置不可免密登录
ENV MYSQL_ALLOW_EMPTY_PASSWORD no
    • 编写docker-compose.yml：
    version: "3"
services:
    nginx:
        image: cyknginx_image                #指定镜像名
        container_name: cyknginx             #指定容器名
        build:
            context: .
            dockerfile: dockerfile_nginx      #指定dockerfile文件
        ports:
            - "80:3030"                       #修改端口映射，要注意与之前声明的端口匹配
        volumes:
            - ./web:/home/cyk/docker_compose/web/html                  
            - ./default.conf:/etc/nginx/conf.d/default.conf     #配置文件
    php:
        image: cykphp_image 
        container_name: cykphp 
        build:
            context: .
            dockerfile: dockerfile_php 
        environment:
            MYSQL_PASSWORD: 123456           
        volumes:
            - ./web:/home/cyk/docker_compose/web/php                

    mysql:
        image: cyksql_image 
        container_name: cyksql
        build:
            context: .
            dockerfile: dockerfile_mysql
        ports:
            - "3306:3306"
        volumes:
            - ./mysql_data:/var/lib/mysql
    • 在Web文件夹下创建index.html和index.php两个文件：

    编写index.html（文件里的内容可由用户自己指定）：

    <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Web</title>
</head>
<body>
<h1 style = "text-align: center">Hello 031702430!<br/>
Welcome to My Web Server.</h1>
</body>
</html>

    编写index.php：

    <?php phpinfo();?>
    • source.list文件是在后面构建PHP镜像时，通过进行换源用于提高下载速度的（可根据需要自行取舍），具体内容如下所示：
    deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ buster main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ buster-updates main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ buster-backports main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security buster/updates main contrib non-free

    （3）使用Compose实现多容器运行机制

    1.在相应的配置文件都编写好之后，我们就可以完成上述LNMP的微服务组合部署了。此时需要在刚刚创建的docker_compose文件夹下打开终端，运行如下命令：

    sudo docker-compose up -d -- build


    （需要注意此过程可能会十分的漫长，大家要耐心等待，我印象中等待这一步完成花了将近二三十分钟左右的时间，这里我没通过进行换源用于提高下载速度，也是在后面班级群里有同学提问才知道的。。。）

    2.在相应的镜像构建成功后，我们可以查看此时的镜像和容器列表：

    3.在Firefox浏览器中访问localhost/index.html，即可看到之前在Web文件下创建index.html里的内容：

    4.在Firefox浏览器中访问localhost/index.php，可查看PHP配置信息：

    （4）服务测试

    要求和提示：

    • 包括但不限于测试数据库连接、数据库新建、表新建、表记录的插入修改和删除是否成功（pdo或mysqli均可）；
    • 相关测试代码可直接参考PHP与MySQL的教程。

    1.测试数据库连接：

    • 此时需要先编辑index.php文件：
    <?php
$servername = "cyksql";    #servername 需要根据自己的实际情况配置
$username = "root";
$password = "123456";     

try {
    $conn = new PDO("mysql:host=$servername", $username, $password);
    echo "恭喜连接成功"; 
}
catch(PDOException $e)
{
    echo $e->getMessage();
}
    • 打开Firefox浏览器，访问localhost/index.php进行测试：

    2.数据库新建：

    • 先编辑index.php文件：
    <?php
$servername = "cyksql";
$username = "root";
$password = "123456";

try {
    $conn = new PDO("mysql:host=$servername", $username, $password);

    // 设置 PDO 错误模式为异常
    $conn->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
    $sql = "CREATE DATABASE cyk2430DB";  //指定创建的数据库名，为cyk2430DB

    // 使用 exec() ，因为没有结果返回
    $conn->exec($sql);

    echo "数据库创建成功<br>";
}
catch(PDOException $e)
{
    echo $sql . "<br>" . $e->getMessage();
}
$conn = null;
?>

    • 打开Firefox浏览器，访问localhost/index.php进行测试：

    • 在命令行中输入以下命令，查看数据库：

    sudo docker exec -it cyksql /bin/bash
mysql -u root -p
show databases;

    此时可以看见数据库列表中包含了我们之间新建的数据库cyk2430DB：

    3.表新建：

    • 先编辑index.php文件：
    <?php
$servername = "cyksql";
$username = "root";
$password = "123456";
$dbname="cyk2430DB";    

try {
    $conn = new PDO("mysql:host=$servername;dbname=$dbname", $username, $password);
    // 设置 PDO 错误模式，用于抛出异常
    $conn->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
    // 使用 sql 创建数据表
    $sql = "CREATE TABLE student (   //创建student表，包含sno、name1
    sno VARCHAR(10) PRIMARY KEY,
    name VARCHAR(7) NOT NULL,
    sex  VARCHAR(2) NOT NULL,
    age  SMALLINT NOT NULL
    )";
    // 使用 exec() ，没有结果返回 
    $conn->exec($sql);
    echo "数据表 student 创建成功";
}
catch(PDOException $e)
{
    echo $sql . "<br>" . $e->getMessage();
}
$conn = null;
?>
    • 在命令行中输入以下命令，查看新建的student表：

    4.表记录的插入：

    • 先编辑index.php文件：
    <?php
$servername = "cyksql";
$username = "root";
$password = "123456";
$dbname="cyk2430DB";        #变量设置
 
try {
    $conn = new PDO("mysql:host=$servername;dbname=$dbname", $username, $password);
    $conn->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
    // 开始事务
    $conn->beginTransaction();
    // SQL 语句
    $conn->exec("INSERT INTO student (sno,name,sex,age) 
    VALUES ('031702430', 'cyk','M',21)");
    $conn->exec("INSERT INTO student (sno,name,sex,age) 
    VALUES ('031702428', 'phd','M',23)");
    $conn->exec("INSERT INTO student (sno,name,sex,age) 
    VALUES ('031702401', 'xh','W',24)");
 
    // 提交事务
    $conn->commit();
    echo "恭喜学生信息导入成功!";
}
catch(PDOException $e)
{
    echo $sql . "<br>" . $e->getMessage();
}
 
$conn = null;
?>

    • 打开Firefox浏览器，访问localhost/index.php进行测试：

    • 使用数据库查询语句select * from student;查看student表中的数据：

    5.表记录的修改：

    • 先编辑index.php文件：
    <?php
$servername = "cyksql";
$username = "root";
$password = "123456";
$dbname="cyk2430DB";        #变量设置
 
try {
    $conn = new PDO("mysql:host=$servername;dbname=$dbname", $username, $password);
    $conn->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
    // 开始事务
    $conn->beginTransaction();
    // SQL 语句（修改student表中的数据）
    $conn->exec("UPDATE student SET sno='031702430' WHERE age=25"); 
    $conn->exec("UPDATE student SET name='phd' WHERE age=20");
 
    // 提交事务
    $conn->commit();
    echo "修改学生信息成功!";
}
catch(PDOException $e)
{
    echo $sql . "<br>" . $e->getMessage();
}
 
$conn = null;
?>
    • 再次使用数据库查询语句select * from student;查看student表中的数据，可看到数据修改成功：

    6.删除表中的数据：

    • 编辑index.php文件：
    <?php
$servername = "cyksql";
$username = "root";
$password = "123456";
$dbname="cyk2430DB";        #变量设置
 
try {
    $conn = new PDO("mysql:host=$servername;dbname=$dbname", $username, $password);
    $conn->setAttribute(PDO::ATTR_ERRMODE, PDO::ERRMODE_EXCEPTION);
    // 开始事务
    $conn->beginTransaction();
    // SQL 语句（删除student表中的数据）
    $conn->exec("DELETE FROM student where sno='031702401'"); 
    
 
    // 提交事务
    $conn->commit();
    echo "删除学生信息成功!";
}
catch(PDOException $e)
{
    echo $sql . "<br>" . $e->getMessage();
}
 
$conn = null;
?>

    • 查看student表中的数据，可发现相应记录已成功删除：

    （5）选做

    • 增加一个phpmyadmin容器，实现web端的数据库管理。

    1.先拉取相应的镜像：

    sudo docker pull phpmyadmin/phpmyadmin

    2.在之前的docker_compose文件夹下新建一个dockerfile_phpmyadmin文件，并进行编辑：

    #基础镜像
FROM phpmyadmin/phpmyadmin            
#作者信息
MAINTAINER cyk2430
#声明暴露的端口
EXPOSE 8080

    重新查看docker_compose文件夹下的目录结构：

    3.修改之前创建的docker-compose.yml文件（主要是新加了phpmyadmin这个服务）：

    version: "3"
services:
    phpmyadmin:
            image: cykphpmyadmin_image
            container_name: cykphpmyadmin
            build: 
                context: .
                dockerfile: dockerfile_phpmyadmin
            ports: 
                - "8080:80" # phpmyadmin默认监听80
            environment:
                PMA_HOST: mysql                     #指定mysql服务所在的host
    nginx:
        image: cyknginx_image                #指定镜像名
        container_name: cyknginx             #指定容器名
        build:
            context: .
            dockerfile: dockerfile_nginx      #指定dockerfile文件
        ports:
            - "80:3030"                       #修改端口映射
        volumes:
            - ./web:/home/cyk/docker_compose/web/html                  
            - ./default.conf:/etc/nginx/conf.d/default.conf     #配置文件
    php:
        image: cykphp_image 
        container_name: cykphp 
        build:
            context: .
            dockerfile: dockerfile_php 
        environment:
            MYSQL_PASSWORD: 123456           
        volumes:
            - ./web:/home/cyk/docker_compose/web/php                

    mysql:
        image: cyksql_image 
        container_name: cyksql
        build:
            context: .
            dockerfile: dockerfile_mysql
        ports:
            - "3306:3306"
        volumes:
            - ./mysql_data:/var/lib/mysql

    4.接着在docker_compose文件夹下打开终端，重新运行docker-compose：

    sudo docker-compose up -d

    5.用浏览器访问http://localhost:8080/，并用自己的root的账号密码登录：

    6.在登陆后，从左边的目录中选择cyk2430DB数据库，查看Student表:

    此时我们就可以对数据库进行增删改查等一系列操作：

    • 向Student表插入新纪录：


    • 删除Student表中的记录：

    （6）实验小结：

    1.记录完成作业所花的时间：

    作业名称 耗时（小时）
    Docker-compose的安装 0.3
    Dockerfile编写以及使用Compose实现多容器运行机制 4
    服务测试 3
    增加phpmyadmin容器 1
    博客编写 3
    总计 11.3

    2.记录实验过程的主要问题和解决方法：

    （1）在实验过程中，我遇到的第一个问题是在使用命令sudo docker-compose up -d -- build来构建相应的镜像时，时不时地会卡在某一个地方，如下所示：

    在这一步我卡了很久，浪费了将近有一个多小时（欲哭无泪。。。）我刚开始以为可能是网络的原因，但是尝试换了不同的网络后还是这样。。后面询问了老师和同学后知道了可以使用更换国内源来解决dockerfile构建速度过慢的问题，具体的做法是在Dockerfile的开头中添加如下两句代码：

    RUN  sed -i s@/archive.ubuntu.com/@/mirrors.aliyun.com/@g /etc/apt/sources.list
RUN  apt-get clean

    这样子通过换源的方法就可以解决dockerfile构建速度过慢的问题了（虽然我自己做的时候是慢慢等待，花了将近30分钟左右的时间才成功构造出镜像，但是这个加速的方法我还是想分享一下，具体可参考链接：https://www.cnblogs.com/PyKK2019/p/11062019.html）

    （2）遇到的第二个比较坑的问题就是在第二步dokerfile文件的编写中，有一些工作目录的路径没有配置正确，这样子就导致了之后通过浏览器访问时会出现404 not found的问题，在这里我说一下default.conf和docker-compose.yml这两个配置文件需要注意的问题：

    在default.conf文件中root需要设置成Web文件夹下index.html文件所在的位置，我建议的做法是先直接找到index.html这一个文件，然后右击属性，把里面的文件位置直接给复制下来贴上去，这样子比较不容易出错。而php中的root就是设置成Web文件夹下index.php文件所在的位置。docker-compose.yml文件中要注意的路径的设置我也标注出来了，具体设置方法同上。

    （3）第三个问题就是在命令执行过程中，出现了进程被占用的错误，如下所示：

    E: 无法获得锁 /var/lib/dpkg/lock-frontend - open (11: 资源暂时不可用)
E: 无法获取 dpkg 前端锁 (/var/lib/dpkg/lock-frontend)，是否有其他进程正占用它？

    网上参考的办法是在终端中输入：

    sudo rm /var/cache/apt/archives/lock
sudo rm /var/lib/dpkg/lock

    来进行解锁，但是我这样子做了之后还是显示进程被占用，之后重启一下Ubuntu就可以了。

    3.实验感想：

    我做这次实验大约花了一个下午加一个晚上的时间，然后编写博客花了半个早上，由于之前很多比较坑的问题都已经有同学找到了解决办法，所以这次实验的总体还算是比较顺利的。(这里要感谢班级群里很多大佬的热心回答）但尽管如此，做实验的过程中一定要细心，比如dockerfile文件中不小心写错一个地方都可能会导致前功尽弃，这次实验很多细节问题都需要去留意。总体而言，通过这次实验，我收获了很多东西，例如学会了web服务器、数据库、开发程序等服务的组装（LNMP（Linux+Nginx+Mysql+PHP）），也顺便巩固了之前MySQL数据库的相关操作，同时通过选做部分学会了利用增加phpmyadmin容器来实现web端的数据库管理。经过这几次实验，我觉得做实验不仅是一个学习新知识的过程，更是一个学会思考、学会发现问题然后解决问题的过程，简单来说就是痛并快乐着！
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  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/chenyoukun/p/12850064.html
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