2020系统综合实践1 微服务与Docker 基本入门

目录

• (0) 运行环境
• (1) 课程调查
• (2) 了解微服务
  • 什么是微服务
  • 微服务的优点
  • 微服务的缺点
  • 微服务的几种部署方法
• (3)学习Docker技术
  • 概览
  • 相关概念
  • Docker架构图
  • Docker环境搭建
  • 使用Dockerfile定义镜像
  • 构建并测试镜像
  • 创建并运行容器
  • 容器的删除
  • 容器的更新
  • 容器的查询
  • 上传镜像到Docker Hub
  • 拉取镜像
  • 碎碎念

(0) 运行环境

本文基于VirtualBox+Debian（虽然是基于Debian的，但和Ubuntu并没有什么差别）
把遇到的一些问题和解决方法放在了这里。
另外，推荐使用WSL 2运行Docker

(1) 课程调查

因为教务处没有本课程的授课计划和教学大纲，所以不知道这是一门什么样的课。根据课程名来看，大概是要对前几年学到的知识，来一次综合实践运用，提升我们的综合能力吧。作为一个考研狗，希望本课程不会占用太多时间。

(2) 了解微服务

作为一个Android开发，对后端的东西，除了使用过SpringBoot和MySQL，其他的都不是很了解。之前在一些技术论坛上有见过微服务这个名词，但具体是个啥也不清楚。上知乎搜了下微服务话题下的精华回答：什么是微服务架构?，看完后对微服务有了一个大概的了解。

什么是微服务

根据维基百科上的定义，微服务是一种软件开发技术，是面向服务的架构（SOA）结构风格的一种变体，将应用程序编排成一系列松耦合的服务。在微服务架构中，各个服务是细粒度的，协议是轻量级的。

Microservices are a software development technique —a variant of the service-oriented architecture (SOA) structural style— that arranges an application as a collection of loosely coupled services.[1] In a microservices architecture, services are fine-grained and the protocols are lightweight.

微服务的优点

• 各个服务粒度小，方便负责各模块的开发人员专注做一件事
• 各个服务可以独立测试、部署、升级、发布
• 提高容错性，一个服务发生错误不会让整个系统瘫痪
• 方便新技术的应用
• 按需定制的DFX，资源利用率，每个服务可以各自进行x扩展和z扩展，而且，每个服务可以根据自己的需要部署到合适的硬件服务器上（看不懂）
• 需要选择HA的模式，选择接受服务的实例个数（看不懂）

微服务的缺点

• 提高了系统复杂度
• 开发人员要处理分布式系统的复杂性
• 服务之间的分布式通信问题
• 服务的注册与发现问题
• 服务之间的分布式事务问题
• 数据隔离带来的报表处理问题
• 服务之间的分布式一致性问题
• 服务管理的复杂性，服务的编排
• 不同服务实例的管理

这些缺点Docker似乎能解决一部分。

微服务的几种部署方法

• 每台主机上部署多个服务实例
• 每个主机一个服务实例
• 无服务的部署（？）

(3)学习Docker技术

概览

Docker提供了在松散隔离的环境（称为容器）中打包和运行应用程序的功能。隔离和安全性使您可以在给定主机上同时运行多个容器。容器是轻量级的，因为它们不需要HyperV的额外负担，而是直接在主机的内核中运行。这意味着与使用虚拟机相比，您可以在给定的硬件组合上运行更多的容器。您甚至可以在实际上是虚拟机的主机中运行Docker容器。
Docker提供格了一系列工具和平台来管理容器的生命周期：

• 使用容器开发应用和支持组件
• 容器成为分发和测试应用的单元
• 将应用程序作为容器或编排服务进行部署到生产环境，环境可以是本地数据中心/云服务，或者两者混合

相关概念

• Docker Engine：一个C/S应用，包含以下组件：长时间运行的守护进程daemon、一个REST API用于指挥守护进程、一个命令行接口
• Docker Daemon(dockerd)：监听Docker API请求，也可以与其他Daemon交互来管理Docker服务
• Docker Client(docker)：用于连接Daemon并与之交互，可以连接多个Daemon
• Image(镜像)：容器的模板，可以根据不同的配置生成多个实例，（类似系统镜像？）
• Container(容器)：镜像的实例，可以通过Docker API来开启/停止/删除，并且可以连接到多个网络，挂在多个存储，甚至可以在当前状态创建新镜像
• Docker Compose：一个定义和运行多容器Docker应用的工具，它的功能有开启/关闭服务、查看服务的运行状态输出服务的日志、运行一次性命令等。守护进程创建并管理Docker对象，例如镜像、容器、network、volumes
• Dockerfile：用于定义应用环境，使环境可以重复加载多次
• yml文件：用于定义组成应用的服务们的文件，使服务们可以在一个独立的环境中一起运行
• Docker Machine：用于安装Docker Engine到虚拟主机，并且可以使用相关命令来管理这些主机
• Swarm mode：用于编排部署多个Docker容器
• k8s：用于部署和管理容器

Docker架构图

以上内容参考Docker overview | Docker Documentation

Docker环境搭建

根据官方安装教程:

sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc # 移除旧版本

sudo apt-get update

sudo apt-get install 
    apt-transport-https 
    ca-certificates 
    curl 
    gnupg-agent 
    software-properties-common

# ubuntu用户需把命令中的debian改成ubuntu
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/debian /gpg | sudo apt-key add - 

sudo apt-key fingerprint 0EBFCD88

# ubuntu用户需把命令第二行的debian改成ubuntu
sudo add-apt-repository 
   "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/debian
   $(lsb_release -cs) 
   stable" 

sudo apt-get update

sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io

安装完成后，运行官方的Hello World示例:

sudo docker run hello-world

示例说明了Docker的运行过程：

1. Docker客户端连接至Docker守护进程
2. Docker守护进程从Docker Hub上拉取hello-world镜像
3. Docker守护进程从拉取的镜像创建一个新容器，终端上显示的这段话就是从这个容器创建的
4. Docker守护进程将输出流式传输到Docker客户端，显示到下图的终端上

使用Dockerfile定义镜像

要运行容器，首先就要定义容器基于的镜像，官方入门教程 Part2提供了一个Sample

git clone https://github.com/dockersamples/node-bulletin-board
cd node-bulletin-board/bulletin-board-app

这个镜像的Dockerfile内容如下，每个命令的含义都给出了比较详细的注释

# Use the official image as a parent image.
FROM node:current-slim

# Set the working directory.
WORKDIR /usr/src/app

# Copy the file from your host to your current location.
COPY package.json .

# Run the command inside your image filesystem.
RUN npm install

# Inform Docker that the container is listening on the specified port at runtime.
EXPOSE 8080

# Run the specified command within the container.
CMD [ "npm", "start" ]

# Copy the rest of your app's source code from your host to your image filesystem.
COPY . .

构建并测试镜像

构建过程中需要node，国内下载速度很慢，可以修改Dockerfile，将FROM node:current-slim替换为FROM daocloud.io/library/node:current-slim ，显著提升下载速度。

sudo docker build --tag bulletinboard:1.0 .

出现图中的两个successfully就代表构建成功。

创建并运行容器

docker run --publish 8000:8080 --detach --name bb bulletinboard:1.0

各参数含义：

• --publish ：将主机8000端口的流量转发至8080端口，容器有专用端口集，如果要从网络访问容器，必须这么做
• --detach ：让容器后台运行
• --name ：给你的容器取名，后续命令根据这个名字来引用该容器，在这里是bb

然后就可以访问容器啦。

容器的删除

docker rm --force bb

删除后localhost:8000便无法访问了，说明删除成功。

容器的更新

可更新的选项可以在官方文档查到。图中命令限制了容器的pid最大个数为3：

docker container update [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

容器的查询

docker ps

上传镜像到Docker Hub

• 注册登录 hub.docker.com
  
• Repositories→Create Repository
  
• 填写仓库名称，Create
  
• 在命令行登录

docker login

• 修改本地仓库名

docker tag bulletinboard:1.0 qyanzh/hello-docker:init

• push!

docker push qyanzh/hello-docker:init

拉取镜像

docker pull qyanzh/hello-docker:init

碎碎念

没想到这么个东西做了几乎一天才搞定……主要是踩了太多坑。看来“不要占用太多时间”的希望要破灭了 = =