从零开始掌握 Docker：核心命令与实践指南

从零开始掌握 Docker：核心命令与实践指南

摘要： 本文系统整理了 Docker 的核心概念与常用命令，涵盖镜像管理、容器操作、数据存储、网络配置、Compose 编排以及 Dockerfile 构建等内容。通过清晰的命令示例和实用说明，帮助开发者快速上手 Docker 容器化技术，提升开发与部署效率。

关键词： Docker, 容器化, 镜像, 容器, Docker Compose, Dockerfile, 命令手册

一、 Docker 镜像管理

镜像是 Docker 容器运行的基础模板。

1. 搜索镜像

在 Docker Hub 或其他注册中心查找镜像。

docker search nginx

2. 拉取镜像

下载镜像到本地仓库。推荐指定标签（如 :latest, :alpine）。

docker pull nginx          # 拉取最新版 (latest)
docker pull nginx:latest   # 显式指定最新版
docker pull nginx:alpine   # 拉取 Alpine Linux 精简版

3. 查看本地镜像

列出所有已下载的镜像。

docker images
docker image ls  # 等效命令

4. 删除镜像

移除不再需要的本地镜像。注意： 依赖该镜像的容器必须先删除或停止。

docker rmi nginx:latest    # 通过仓库名:标签删除
docker rmi <镜像ID>         # 通过唯一镜像 ID 删除 (更精确)

二、 Docker 容器操作

容器是镜像的运行实例。

1. 运行容器

启动一个新的容器实例。

docker run nginx                      # 前台运行 (会占用终端)
docker run -d --name mynginx nginx    # 后台运行 (-d) 并命名容器 (--name)
docker run -d --name myweb -p 8080:80 nginx  # 后台运行，并将容器 80 端口映射到宿主机 8080 端口 (-p)
# 常用选项:
#   -d: 后台运行 (detached mode)
#   --name: 为容器指定一个易记的名称
#   -p <主机端口>:<容器端口>: 端口映射
#   -it: 交互模式运行 (通常与 /bin/bash 结合进入容器)
#   -e: 设置环境变量
#   --restart=always: 容器退出时自动重启

2. 查看容器状态

docker ps          # 查看正在运行的容器
docker ps -a       # 查看所有容器 (包括已停止的)
docker ps -aq      # 查看所有容器的 ID (只显示 ID, 常用于批量操作)

3. 启动/停止/重启容器

docker start <容器名称|容器ID>    # 启动已停止的容器
docker stop <容器名称|容器ID>     # 优雅停止运行中的容器 (发送 SIGTERM)
docker restart <容器名称|容器ID>  # 重启容器

4. 查看容器资源使用与日志

docker stats <容器名称|容器ID>      # 实时查看容器的 CPU、内存、网络、磁盘等资源使用情况
docker logs <容器名称|容器ID>       # 查看容器日志 (默认显示已产生的日志)
docker logs -f <容器名称|容器ID>    # 持续跟踪 (follow) 容器日志输出 (类似 tail -f)

5. 进入运行中的容器

在运行的容器内启动一个交互式 Shell（通常是 /bin/bash 或 /bin/sh）。

docker exec -it mynginx /bin/bash
# -i: 保持 STDIN 打开
# -t: 分配一个伪终端 (TTY)

6. 删除容器

移除不再需要的容器。注意： 正在运行的容器需要先停止或使用 -f 强制删除。

docker rm <容器名称|容器ID>        # 删除已停止的容器
docker rm -f <容器名称|容器ID>     # 强制删除运行中的容器
docker rm $(docker ps -aq)       # 批量删除所有已停止的容器 (危险操作!)

三、 构建与分享自定义镜像

1. 提交容器更改创建新镜像

基于一个运行中的容器的当前状态创建新的镜像层。

docker commit -m "update index.html" mynginx mynginx:v1.0
# -m: 提交信息
# mynginx: 源容器名称
# mynginx:v1.0: 新镜像名称:标签

2. 保存镜像为文件

将镜像导出为 .tar 文件，方便离线传输或备份。

docker save -o mynginx.tar mynginx:v1.0
# -o: 指定输出文件名

3. 从文件加载镜像

从 .tar 文件恢复镜像到本地仓库。

docker load -i mynginx.tar
# -i: 指定输入文件

4. 分享镜像到 Docker Hub (或其他注册中心)

1. 登录：

   docker login  # 默认登录 Docker Hub, 提示输入用户名密码
   

2. 标记镜像： 为本地镜像添加符合目标仓库规范的名称（通常是 <DockerHub用户名>/<仓库名>:<标签>）。

   docker tag mynginx:v1.0 <你的DockerHub用户名>/mynginx:v1.0
   

3. 推送镜像：

   docker push <你的DockerHub用户名>/mynginx:v1.0
   

四、 Docker 数据管理 (存储卷 Volumes)

Docker 使用存储卷 (Volumes) 或绑定挂载 (Bind Mounts) 来持久化容器数据，避免容器删除后数据丢失。

1. 目录挂载 (Bind Mounts)

将宿主机上的一个具体目录直接挂载到容器内指定路径。文件存在于宿主机文件系统上。

docker run -d -p 80:80 -v /宿主机/绝对路径/nginxhtml:/usr/share/nginx/html --name myapp nginx
# -v /宿主机路径:/容器路径

• 优点： 直观，方便在宿主机直接修改文件。
• 缺点： 依赖宿主机特定目录结构，移植性稍差。

2. 卷挂载 (Volumes)

使用 Docker 管理的命名卷挂载到容器内路径。卷存储在 Docker 管理的区域 (/var/lib/docker/volumes/)，与容器生命周期解耦。

docker run -d -p 80:80 -v mynginxconf:/etc/nginx -v mynginxhtml:/usr/share/nginx/html --name myapp nginx
# -v 卷名:/容器路径

• 优点： 移植性好，由 Docker 管理生命周期，备份/恢复方便。
• 缺点： 数据位置不如绑定挂载直观。

3. 卷管理命令

docker volume ls                 # 列出所有 Docker 管理的卷
docker volume create myvolume    # 创建一个新的命名卷
docker volume inspect myvolume   # 查看指定卷的详细信息 (包括其物理存储位置 Mountpoint)
docker volume rm myvolume        # 删除一个不再使用的卷
# 注意：删除容器时，使用 -v 选项可以同时删除关联的匿名卷 (未命名的卷)。命名卷需要显式删除。

五、 Docker 网络管理

Docker 容器默认通过 docker0 虚拟网桥连接并相互隔离。

1. 查看容器网络信息

docker container inspect <容器名称|容器ID>  # 查看容器详细信息，包括其 IP 地址、网关、网络配置等

2. 默认网络 (docker0) 的局限性

• 容器 IP 地址在重启或重新创建后可能变化。
• 默认网络不支持通过容器名称进行服务发现（只能通过易变的 IP 地址访问）。

3. 创建自定义网络

自定义网络解决了 docker0 的局限性：

• 为容器提供稳定的、可预测的 IP 地址段。
• 支持通过容器名称作为主机名进行服务发现（容器间可以直接用名字通信）。

docker network create mynet      # 创建一个名为 mynet 的自定义桥接网络
docker network ls               # 列出所有 Docker 网络

4. 将容器连接到自定义网络

docker run -d -p 8081:80 --name app1 --network mynet nginx
docker run -d -p 8082:80 --name app2 --network mynet nginx

• 现在 app1 可以直接通过 ping app2 或 http://app2 访问 app2 容器，反之亦然。
• 使用 docker inspect app1 查看其网络配置，确认它连接到了 mynet 并获取了 IP。

5. 删除网络

注意： 只能删除没有容器连接的网络。

docker network rm mynet

六、 使用 Docker Compose 编排多容器应用

Docker Compose 使用 YAML 文件 (docker-compose.yml 或 compose.yml) 定义和运行多容器 Docker 应用。

1. 上线应用 (启动服务)

在包含 compose.yaml 文件的目录下运行：

docker compose -f compose.yaml up -d
# -f: 指定 Compose 文件 (默认为 compose.yml 或 docker-compose.yml 时可省略)
# -d: 后台运行 (detached)
# up: 创建并启动所有定义的服务、网络、卷

• Compose 只会重建或重启配置发生变化的容器（智能更新）。

2. 下线应用 (停止并清理)

docker compose -f compose.yaml down      # 停止并移除容器、网络 (默认保留卷和镜像)
docker compose -f compose.yaml down --rmi all -v  # 停止并移除容器、网络，同时删除所有相关镜像(--rmi all)和卷(-v)
# --rmi all: 删除 Compose 文件中定义的服务所使用的所有镜像
# -v: 删除 Compose 文件中定义的匿名卷和 compose 创建时指定的命名卷 (谨慎使用!)

七、 使用 Dockerfile 构建镜像

Dockerfile 是一个文本文件，包含构建 Docker 镜像所需的一系列指令。

常用 Dockerfile 指令

示例 Dockerfile (构建 Java 应用镜像)

# 使用 OpenJDK 11 官方镜像作为基础
FROM openjdk:11

# 添加维护者信息 (元数据)
LABEL author="liuqi" version="1.0"

# 将构建上下文中的 app.jar 复制到镜像根目录下
COPY app.jar /app.jar

# 声明应用运行时监听的端口
EXPOSE 8081

# 设置容器启动时执行的命令 (主进程)
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app.jar"]

构建镜像

在包含 Dockerfile 和 app.jar 的目录下运行：

docker build -t myjavaapp:v1.0 .
# -t: 指定构建出的镜像名称和标签 (myjavaapp:v1.0)
# . : 指定构建上下文路径 (当前目录)，Dockerfile 和 COPY 的文件都相对于此路径

八、 Docker 镜像分层存储机制

Docker 镜像采用分层存储 (Layer Storage) 机制，这是其高效性和轻量化的核心：

1. Union File System (联合文件系统)： 如 AUFS, Overlay2 等。这些文件系统允许将多个目录（称为“层”）挂载到同一个虚拟目录下。对用户呈现的是一个单一的文件系统视图。
2. 只读层 (Read-Only Layers)：
   • 镜像由一系列只读层叠加组成。
   • 每一层代表 Dockerfile 中的一条指令（如 FROM, RUN, COPY, ADD）所引入的文件系统变化。
   • 这些层是共享的。如果多个镜像基于同一个基础镜像（如 ubuntu:latest），那么它们共享基础镜像的所有只读层，节省磁盘空间。
3. 容器层 (Container Layer / Read-Write Layer)：
   • 当从镜像启动一个容器时，Docker 会在所有只读层之上添加一个薄薄的读写层（通常称为“容器层”或“可写层”）。
   • 容器运行时的所有文件写入操作（创建、修改、删除文件）都只发生在这个读写层中。
   • 容器删除时，这个读写层也会被丢弃（除非使用卷持久化数据）。
4. 写时复制 (Copy-on-Write - CoW)：
   • 如果一个容器需要修改只读层中的某个文件（例如修改配置文件），CoW 机制会触发：
     1. 该文件会从底层的只读层复制到容器的读写层。
     2. 后续所有对该文件的修改都只发生在读写层的这个副本上。
   • 底层的只读文件保持不变。这保证了基础镜像的完整性和可共享性。
   • 只有首次修改时才复制，优化了性能和存储空间。

图解：

+---------------------------------------------------+
|                  Container (myapp)                |
| +-----------------------------------------------+ |
| |             Read-Write Layer (R/W)            | | (容器层 - 存储运行时修改)
| +-----------------------------------------------+ |
| +-----------------------------------------------+ |
| |               Read-Only Layer (n)             | | (镜像层 - 由 `RUN apt-get install` 添加)
| +-----------------------------------------------+ |
|                     ...                          |
| +-----------------------------------------------+ |
| |               Read-Only Layer (2)             | | (镜像层 - 由 `COPY app.jar` 添加)
| +-----------------------------------------------+ |
| +-----------------------------------------------+ |
| |               Read-Only Layer (1)             | | (镜像层 - 由 `FROM openjdk:11` 引入的基础层)
| +-----------------------------------------------+ |
+---------------------------------------------------+
        (Union Mount Point - 呈现为单一文件系统视图)

优势：

• 高效构建： 构建镜像时，如果某层及其之上的层没有变化，Docker 会直接使用缓存中的层，极大加速构建过程。
• 节省空间： 多个镜像和容器共享基础层。
• 快速启动： 启动容器只需添加一个薄薄的读写层，无需复制整个文件系统。
• 镜像复用： 公共基础层只需下载一次。