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使用 Docker 搭建 Java Web 運行環境

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來源:黃勇 ,

my.oschina.net/huangyong/blog/372491

Docker 是 2014 年最為火爆的技術之一,幾乎所有的程式員都聽說過它。Docker 是一種“輕量級”容器技術,它幾乎動搖了傳統虛擬化技術的地位,現在國內外已經有越來越多的公司開始逐步使用 Docker 來替換現有的虛擬化平臺了。作為一名 Java 程式員,我們是時候一起把 Docker 學起來了!

本文會對虛擬化技術與 Docker 容器技術做一個對比,然後引出一些 Docker 的名詞術語,比如:容器、鏡像等,隨後將使用 Docker 搭建一個 Java Web 運行環境,最後將對本文做一個總結。

我們先來回顧一下傳統虛擬化技術的體系架構:

可見,我們在宿主機的操作系統上,可安裝了多個虛擬機,而在每個虛擬機中,通過虛擬化技術,實現了一個虛擬操作系統,隨後,就可以在該虛擬操作系統上,安裝自己所需的應用程式了。這一切看似非常簡單,但其中的技術細節是相當高深莫測的,大神級人物都不一定說得清楚。

凡是使用過虛擬機的同學,應該都知道,啟動虛擬機就像啟動一臺計算機,初始化過程是相當慢的,我們需要等很久,才能看到登錄界面。一旦虛擬機啟動以後,就可以與宿主機建立網絡連接,確保虛擬機與宿主機之間是互聯互通的。不同的虛擬機之間卻是相互隔離的,也就是說,彼此並不知道對方的存在,但每個虛擬機占用的都是宿主機的硬體與網絡資源。

我們再來對比一下 Docker 技術的體系架構吧:

可見,在宿主機的操作系統上,有一個 Docker 服務在運行(或者稱為“Docker 引擎”),在此服務上,我們可開啟多個 Docker 容器,而每個 Docker 容器中可運行自己所需的應用程式,Docker 容器之間也是相互隔離的,同樣地,都是占用的宿主機的硬體與網絡資源。

Docker 容器相對於虛擬機而言,除了在技術實現上完全不一樣以外,啟動速度較虛擬機而言有本質的飛躍,啟動一個容器只在眨眼瞬間。不管是虛擬機還是 Docker 容器,它們都是為了隔離應用程式的運行環境,節省我們的硬體資源,為我們開發人員提供福利。

我們再來看看 Docker 的 Logo 吧:

很明顯,這是一隻鯨魚,它托著許多集裝箱。我們可以把宿主機可當做這隻鯨魚,把相互隔離的容器可看成集裝箱,每個集裝箱中都包含自己的應用程式。這 Logo 簡直的太形象了!

需要強調的是,筆者並非否定虛擬化技術,而是想通過本文讓更多的讀者瞭解如何使用 Docker 技術,讓大家知道除了虛擬化技術以外,還有另一種替代技術,也能讓應用程式隔離起來。

下麵,我們將結合一個 Java Web 應用的部署過程,來描述如何“烹飪”Docker 這份美味佳餚。您準備好了嗎?我們現在就開始!

原料

前提條件

首先,您要準備一個 CentOS 的操作系統,虛擬機也行。總之,可以通過 Linux 客戶端工具訪問到 CentOS 操作系統就行。

需要說明的是,Ubuntu 或其它 Linux 操作系統也能玩 Docker,只不過本文選擇了以 CentOS 為例,僅此而已。

CentOS 具體要求如下:

  1. 必須是 64 位操作系統

  2. 建議內核在 3.8 以上

通過以下命令查看您的 CentOS 內核:

uname -r

如果執行以上命令後,輸出的內核版本號低於 3.8,請參考下麵的方法來來升級您的 Linux 內核。

對於 CentOS 6.5 而言,內核版本預設是 2.6。首先,可通過以下命令安裝最新內核:

rpm –import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org

rpm -ivh http://www.elrepo.org/elrepo-release-6-5.el6.elrepo.noarch.rpm

yum -y –enablerepo=elrepo-kernel install kernel-lt

隨後,編輯以下配置檔案:

vi /etc/grub.conf

將default=1修改為default=0。

最後,通過reboot命令重啟操作系統。

重啟後如果不出意外的話,再次查看內核,您的 CentOS 內核將會顯示為 3.10。

如果到這裡,您和我們所期望的結果是一致的。恭喜您!下麵我們就一起來安裝 Docker 了。

安裝 Docker

只需通過以下命令即可安裝 Docker 軟體:

rpm -Uvh http://download.fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm

yum -y install docker-io

可使用以下命令,查看 Docker 是否安裝成功:

docker version

若輸出了 Docker 的版本號,則說明安裝成功,我們下麵就可以開始使用 Docker 了。

可通過以下命令啟動 Docker 服務:

ervice docker start

做法

就像曾經安裝軟體一樣,我們首先需要有一張刻錄了該軟體的光盤,如果您使用的是虛擬光驅,那麼就需要運行一種名為“鏡像”的檔案,通過它來安裝軟體。在 Docker 的世界里,也有一個名為“鏡像”的東西,已經安裝我們所需的操作系統,我們一般成為“Docker 鏡像”,本文簡稱“鏡像”。

那麼問題來了,我們從哪裡下載鏡像呢?

Docker 官網 確實已經提供了所有的鏡像下載地址,可惜在國內卻是無法訪問的。幸好國內好心人提供了一個Docker 中文網,在該網站上可以下載我們所需的 Docker 鏡像。

下載鏡像

我們不妨還是以 CentOS 為例,通過以下步驟,下載一個 CentOS 的鏡像。

首先,訪問 Docker 中文網,在首頁中搜索名為“centos”的鏡像,在搜索的結果中,有一個“官方鏡像”,它就是我們所需的。

然後,進入 CentOS 官方鏡像頁面,在“Pull this repository”輸入框中,有一段命令,把它複製下來,在自己的命令列上運行該命令,隨後將立即下載該鏡像。

最後,使用以下命令查看本地所有的鏡像:

docker images

當下載完成後,您應該會看到:

REPOSITORY                TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE

docker.cn/docker/centos   centos6             25c5298b1a36        7 weeks ago         215.8 MB

如果看到以上輸出,說明您可以使用“docker.cn/docker/centos”這個鏡像了,或將其稱為倉庫(Repository),該鏡像有一個名為“centos6”的標簽(Tag),此外還有一個名為“25c5298b1a36 ”的鏡像 ID(可能您所看到的鏡像 ID 與此處的不一致,那是正常現象,因為這個數字是隨機生成的)。此外,我們可以看到該鏡像只有 215.8 MB,非常小巧,而不像虛擬機的鏡像檔案那樣龐大。

現在鏡像已經有了,我們下麵就需要使用該鏡像,來啟動容器。

啟動容器

容器是在鏡像的基礎上來運行的,一旦容器啟動了,我們就可以登錄到容器中,安裝自己所需的軟體或應用程式。既然鏡像已經下載到本地,那麼如何才能啟動容器呢?

只需使用以下命令即可啟動容器:

docker run -i -t -v /root/software/:/mnt/software/ 25c5298b1a36 /bin/bash

這條命令比較長,我們稍微分解一下,其實包含以下三個部分:

docker run

其中,相關引數包括:

  • -i:表示以“交互樣式”運行容器

  • -t:表示容器啟動後會進入其命令列

  • -v:表示需要將本地哪個目錄掛載到容器中,格式:-v :

假設我們的所有安裝程式都放在了宿主機的/root/software/目錄下,現在需要將其掛載到容器的/mnt/software/目錄下。

需要說明的是,不一定要使用“鏡像 ID”,也可以使用“倉庫名:標簽名”,例如:docker.cn/docker/centos:centos6。

初始命令表示一旦容器啟動,需要運行的命令,此時使用“/bin/bash”,表示什麼也不做,只需進入命令列即可。

安裝相關軟體

為了搭建 Java Web 運行環境,我們需要安裝 JDK 與 Tomcat,下麵的過程均在容器內部進行。我們不妨選擇/opt/目錄作為安裝目錄,首先需要通過cd /opt/命令進入該目錄。

安裝 JDK

首先,解壓 JDK 程式包:

tar -zxf /mnt/software/jdk-7u67-linux-x64.tar.gz -C .

然後,重命名 JDK 目錄:

mv jdk1.7.0_67/ jdk/

安裝 Tomcat

首先,解壓 Tomcat 程式包:

tar -zxf /mnt/software/apache-tomcat-7.0.55.tar.gz -C .

然後,重命名 Tomcat 目錄:

mv apache-tomcat-7.0.55/ tomcat/

設置環境變數

首先,編輯.bashrc檔案

vi ~/.bashrc

然後,在該檔案末尾添加如下配置:

export JAVA_HOME=/opt/jdk

export PATH=$PATH:$JAVA_HOME

最後,需要使用source命令,讓環境變數生效:

source ~/.bashrc

編寫運行腳本

我們需要編寫一個運行腳本,當啟動容器時,運行該腳本,啟動 Tomcat,具體過程如下:

首先,創建運行腳本:

vi /root/run.sh

然後,編輯腳本內容如下:

#!/bin/bash

source ~/.bashrc

sh /opt/tomcat/bin/catalina.sh run

註意:這裡必須先加載環境變數,然後使用 Tomcat 的運行腳本來啟動 Tomcat 服務。

最後,為運行腳本添加執行權限:

chmod u+x /root/run.sh

退出容器

當以上步驟全部完成後,可使用exit命令,退出容器。

隨後,可使用如下命令查看正在運行的容器:

docker ps

此時,您應該看不到任何正在運行的程式,因為剛纔已經使用exit命令退出的容器,此時容器處於停止狀態,可使用如下命令查看所有容器:

docker ps -a

輸出如下內容:

CONTAINER ID        IMAGE                             COMMAND             CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES

57c312bbaad1        docker.cn/docker/centos:centos6   “/bin/bash”         27 minutes ago      Exited (0) 19 seconds ago                       naughty_goldstine

記住以上CONTAINER ID(容器 ID),隨後我們將通過該容器,創建一個可運行 Java Web 的鏡像。

創建 Java Web 鏡像

使用以下命令,根據某個“容器 ID”來創建一個新的“鏡像”:

docker commit 57c312bbaad1 huangyong/javaweb:0.1

該容器的 ID 是“57c312bbaad1”,所創建的鏡像名是“huangyong/javaweb:0.1”,隨後可使用鏡像來啟動 Java Web 容器。

啟動 Java Web 容器

有必要首先使用docker images命令,查看當前所有的鏡像:

REPOSITORY                TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE

huangyong/javaweb         0.1                 fc826a4706af        38 seconds ago      562.8 MB

docker.cn/docker/centos   centos6             25c5298b1a36        7 weeks ago         215.8 MB

可見,此時已經看到了最新創建的鏡像“huangyong/javaweb:0.1”,其鏡像 ID 是“fc826a4706af”。正如上面所描述的那樣,我們可以通過“鏡像名”或“鏡像 ID”來啟動容器,與上次啟動容器不同的是,我們現在不再進入容器的命令列,而是直接啟動容器內部的 Tomcat 服務。此時,需要使用以下命令:

docker run -d -p 58080:8080 –name javaweb huangyong/javaweb:0.1 /root/run.sh

稍作解釋:

  • -d:表示以“守護樣式”執行/root/run.sh腳本,此時 Tomcat 控制台不會出現在輸出終端上。

  • -p:表示宿主機與容器的端口映射,此時將容器內部的 8080 端口映射為宿主機的 58080 端口,這樣就向外界暴露了 58080 端口,可通過 Docker 網橋來訪問容器內部的 8080 端口了。

  • –name:表示容器名稱,用一個有意義的名稱命名即可。

關於 Docker 網橋的內容,需要補充說明一下。實際上 Docker 在宿主機與容器之間,搭建了一座網絡通信的橋梁,我們可通過宿主機 IP 地址與端口號來映射容器內部的 IP 地址與端口號,

在一系列引數後面的是“鏡像名”或“鏡像 ID”,怎麼方便就怎麼來。最後是“初始命令”,它是上面編寫的運行腳本,裡面封裝了加載環境變數並啟動 Tomcat 服務的命令。

當運行以上命令後,會立即輸出一長串“容器 ID”,我們可通過docker ps命令來查看當前正在運行的容器。

CONTAINER ID        IMAGE                   COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES

82f47923f926        huangyong/javaweb:0.1   “/root/run.sh”      4 seconds ago       Up 3 seconds        0.0.0.0:58080->8080/tcp   javaweb

品嘗

在瀏覽器中,輸入以下地址,即可訪問 Tomcat 首頁:

http://192.168.65.132:58080/

註意:這裡使用的是宿主機的 IP 地址,與對外暴露的端口號 58080,它映射容器內部的端口號 8080。

總結

通過本文,我們瞭解了 Docker 是什麼?它與虛擬機的差別在哪裡?以及如何安裝 Docker?如何下載 Docker 鏡像?如何運行 Docker 容器?如何在容器內安裝應用程式?如何在容器上創建鏡像?如何以服務的方式啟動容器?這一切看似簡單,但操作也是相當繁瑣的,不過熟能生巧,需要我們不斷地操練。

除了這種手工生成 Docker 鏡像的方式以外,還有一種更像是寫代碼一樣,可以自動地創建 Docker 鏡像的方式。只需要我們編寫一個 Dockerfile 檔案,隨後使用docker build命令即可完成以上所有的手工操作。

不必過於驚訝,一切盡在不言中……

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