石头记

Docker、Kubernetes、CI/CD 等技术分享

Docker Compose

简介

Compose 项目是 Docker 官方的开源项目，负责实现对 Docker 容器集群的快速编排。Compose 定位是 「定义和运行多个 Docker 容器化应用（Defining and running multi-container Docker applications）」，其前身是开源项目 Fig。

在日常工作中，经常会碰到需要多个容器相互配合来完成某项任务的情况。例如要实现一个 Web 项目，除了 Web 服务容器本身，往往还需要再加上缓存服务容器，已经后端的数据库服务容器。Compose 恰好满足了这样的需求。它允许用户通过一个单独的 docker-compose.yml 模板文件（YAML 格式）来定义一组相关联的应用容器为一个项目（project）。

Compose 中有两个重要的概念：

  • 服务 (service)：一个应用的容器，实际上可以包括若干运行相同镜像的容器实例。
  • 项目 (project)：由一组关联的应用容器组成的一个完整业务单元，在 docker-compose.yml 文件中定义。

安装

Compose 支持 Linux、macOS、Windows 10 三大平台。参考官方文档：https://docs.docker.com/compose/overview/

Compose 可以通过 Python 的包管理工具 pip 进行安装，也可以直接下载编译好的二进制文件使用，甚至能够直接在 Docker 容器中运行。

前两种方式是传统方式，适合本地环境下安装使用；最后一种方式则不破坏系统环境，更适合云端场景。

Docker for Mac 、Docker for Windows 自带 docker-compose 二进制文件，安装 Docker 之后可以直接使用。

二进制安装

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sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.22.0/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose
sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

使用

最常见的项目是 web 网站，该项目应该包含 web 应用和缓存。
下面我们用 Python 来建立一个能够记录页面访问次数的 web 网站。

web 应用

新建文code件夹，在该目录中编写 app.py 文件

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from flask import Flask
from redis import Redis

app = Flask(__name__)
redis = Redis(host='redis', port=6379)

@app.route('/')
def hello():
    count = redis.incr('hits')
    return 'Hello World! 该页面已被访问 {} 次。\n'.format(count)

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", debug=True)

Dockerfile

编写 Dockerfile 文件，内容为

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FROM python:3.6-alpine
ADD . /code
WORKDIR /code
RUN pip install redis flask
CMD ["python", "app.py"]

docker-compose.yml

编写 docker-compose.yml 文件，这个是 Compose 使用的主模板文件。

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version: '3'
services:

  web:
    build: .
    ports:
     - "5000:5000"

  redis:
    image: "redis:alpine"

运行 compose 项目

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$ docker-compose up

此时访问本地 5000 端口，每次刷新页面，计数就会加 1。

命令

对于 Compose 来说，大部分命令的对象既可以是项目本身，也可以指定为项目中的服务或者容器。如果没有特别的说明，命令对象将是项目，这意味着项目中所有的服务都会受到命令影响。

执行 docker-compose [COMMAND] –help 或者 docker-compose help [COMMAND] 可以查看具体某个命令的使用格式。

docker-compose 命令的基本的使用格式是

docker-compose [-f=…] [options] [COMMAND] [ARGS…]

常用命令：

docker-compose build [options] [SERVICE…] 构建（重新构建）项目中的服务容器
docker-compose up [options] [SERVICE…] 自动完成包括构建镜像，（重新）创建服务，启动服务，并关联服务相关容器的一系列操作
docker-compose start [SERVICE…] 启动已经存在的服务容器
docker-compose stop [options] [SERVICE…] 停止已经处于运行状态的容器，但不删除它。通过 docker-compose start 可以再次启动这些容器
docker-compose down 此命令将会停止 up 命令所启动的容器，并移除网络

模板

模板文件是使用 Compose 的核心，涉及到的指令关键字也比较多。这里面大部分指令跟 docker run 相关参数的含义都是类似的。

默认的模板文件名称为 docker-compose.yml，格式为 YAML 格式。

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version: "3"

services:
  webapp:
    image: examples/web
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - "/data"

注意每个服务都必须通过 image 指令指定镜像或 build 指令（需要 Dockerfile）等来自动构建生成镜像。

如果使用 build 指令，在 Dockerfile 中设置的选项(例如：CMD, EXPOSE, VOLUME, ENV 等) 将会自动被获取，无需在 docker-compose.yml 中再次设置。

下面分别介绍各个指令的用法。

build

指定 Dockerfile 所在文件夹的路径（可以是绝对路径，或者相对 docker-compose.yml 文件的路径）。 Compose 将会利用它自动构建这个镜像，然后使用这个镜像。

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version: '3'
services:

  webapp:
    build: ./dir

你也可以使用 context 指令指定 Dockerfile 所在文件夹的路径。

使用 dockerfile 指令指定 Dockerfile 文件名。

使用 arg 指令指定构建镜像时的变量。

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version: '3'
services:

  webapp:
    build:
      context: ./dir
      dockerfile: Dockerfile-alternate
      args:
        buildno: 1

使用 cache_from 指定构建镜像的缓存

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build:
  context: .
  cache_from:
    - alpine:latest
    - corp/web_app:3.14

cap_add, cap_drop

指定容器的内核能力（capacity）分配。

例如，让容器拥有所有能力可以指定为：

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cap_add:
  - ALL

去掉 NET_ADMIN 能力可以指定为：

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cap_drop:
  - NET_ADMIN

command

覆盖容器启动后默认执行的命令。

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command: echo "hello world"

configs

仅用于 Swarm mode。

cgroup_parent

指定父 cgroup 组，意味着将继承该组的资源限制。

例如，创建了一个 cgroup 组名称为 cgroups_1。

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cgroup_parent: cgroups_1

container_name

指定容器名称。默认将会使用 项目名称_服务名称_序号 这样的格式。

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container_name: docker-web-container

注意: 指定容器名称后，该服务将无法进行扩展（scale），因为 Docker 不允许多个容器具有相同的名称。

deploy

仅用于 Swarm mode。

devices

指定设备映射关系。

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devices:
  - "/dev/ttyUSB1:/dev/ttyUSB0"

depends_on

解决容器的依赖、启动先后的问题。以下例子中会先启动 redis db 再启动 web

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version: '3'

services:
  web:
    build: .
    depends_on:
      - db
      - redis

  redis:
    image: redis

  db:
    image: postgres

注意：web 服务不会等待 redis db 「完全启动」之后才启动。

dns

自定义 DNS 服务器。可以是一个值，也可以是一个列表。

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dns: 8.8.8.8

dns:
  - 8.8.8.8
  - 114.114.114.114

配置 DNS 搜索域。可以是一个值，也可以是一个列表。

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dns_search: example.com

dns_search:
  - domain1.example.com
  - domain2.example.com

tmpfs

挂载一个 tmpfs 文件系统到容器。

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tmpfs: /run
tmpfs:
  - /run
  - /tmp

env_file

从文件中获取环境变量，可以为单独的文件路径或列表。

如果通过 docker-compose -f FILE 方式来指定 Compose 模板文件，则 env_file 中变量的路径会基于模板文件路径。

如果有变量名称与 environment 指令冲突，则按照惯例，以后者为准。

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env_file: .env

env_file:
  - ./common.env
  - ./apps/web.env
  - /opt/secrets.env

环境变量文件中每一行必须符合格式，支持 # 开头的注释行。

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# common.env: Set development environment
PROG_ENV=development

environment

设置环境变量。你可以使用数组或字典两种格式。

只给定名称的变量会自动获取运行 Compose 主机上对应变量的值，可以用来防止泄露不必要的数据。

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environment:
  RACK_ENV: development
  SESSION_SECRET:

environment:
  - RACK_ENV=development
  - SESSION_SECRET

如果变量名称或者值中用到 true|false，yes|no 等表达 布尔 含义的词汇，最好放到引号里，避免 YAML 自动解析某些内容为对应的布尔语义。这些特定词汇，包括

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y|Y|yes|Yes|YES|n|N|no|No|NO|true|True|TRUE|false|False|FALSE|on|On|ON|off|Off|OFF

expose

暴露端口，但不映射到宿主机，只被连接的服务访问。

仅可以指定内部端口为参数

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expose:
  - "3000"
  - "8000"

注意：不建议使用该指令。

链接到 docker-compose.yml 外部的容器，甚至并非 Compose 管理的外部容器。

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external_links:
  - redis_1
  - project_db_1:mysql
  - project_db_1:postgresql

extra_hosts

类似 Docker 中的 –add-host 参数，指定额外的 host 名称映射信息。

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extra_hosts:
  - "googledns:8.8.8.8"
  - "dockerhub:52.1.157.61"

会在启动后的服务容器中 /etc/hosts 文件中添加如下两条条目。

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8.8.8.8 googledns
52.1.157.61 dockerhub

healthcheck

通过命令检查容器是否健康运行。

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healthcheck:
  test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost"]
  interval: 1m30s
  timeout: 10s
  retries: 3

image

指定为镜像名称或镜像 ID。如果镜像在本地不存在，Compose 将会尝试拉取这个镜像。

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image: ubuntu
image: orchardup/postgresql
image: a4bc65fd

labels

为容器添加 Docker 元数据（metadata）信息。例如可以为容器添加辅助说明信息。

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labels:
  com.startupteam.description: "webapp for a startup team"
  com.startupteam.department: "devops department"
  com.startupteam.release: "rc3 for v1.0"

注意：不推荐使用该指令。

logging

配置日志选项。

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logging:
  driver: syslog
  options:
    syslog-address: "tcp://192.168.0.42:123"

目前支持三种日志驱动类型。

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driver: "json-file"
driver: "syslog"
driver: "none"

options 配置日志驱动的相关参数。

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options:
  max-size: "200k"
  max-file: "10"

network_mode

设置网络模式。使用和 docker run 的 –network 参数一样的值。

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network_mode: "bridge"
network_mode: "host"
network_mode: "none"
network_mode: "service:[service name]"
network_mode: "container:[container name/id]"

networks

配置容器连接的网络。

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version: "3"
services:

  some-service:
    networks:
     - some-network
     - other-network

networks:
  some-network:
  other-network:

pid

跟主机系统共享进程命名空间。打开该选项的容器之间，以及容器和宿主机系统之间可以通过进程 ID 来相互访问和操作。

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pid: "host"

ports

暴露端口信息。

使用宿主端口：容器端口 (HOST:CONTAINER) 格式，或者仅仅指定容器的端口（宿主将会随机选择端口）都可以。

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ports:
  - "3000"
  - "8000:8000"
  - "49100:22"
  - "127.0.0.1:8001:8001"

注意：当使用 HOST:CONTAINER 格式来映射端口时，如果你使用的容器端口小于 60 并且没放到引号里，可能会得到错误结果，因为 YAML 会自动解析 xx:yy 这种数字格式为 60 进制。为避免出现这种问题，建议数字串都采用引号包括起来的字符串格式。

secrets

存储敏感数据，例如 mysql 服务密码。

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version: "3.1"
services:

mysql:
  image: mysql
  environment:
    MYSQL_ROOT_PASSWORD_FILE: /run/secrets/db_root_password
  secrets:
    - db_root_password
    - my_other_secret

secrets:
  my_secret:
    file: ./my_secret.txt
  my_other_secret:
    external: true

security_opt

指定容器模板标签（label）机制的默认属性（用户、角色、类型、级别等）。例如配置标签的用户名和角色名。

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security_opt:
  - label:user:USER
  - label:role:ROLE

stop_signal

设置另一个信号来停止容器。在默认情况下使用的是 SIGTERM 停止容器。

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stop_signal: SIGUSR1

sysctls

配置容器内核参数。

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sysctls:
  net.core.somaxconn: 1024
  net.ipv4.tcp_syncookies: 0

sysctls:
  - net.core.somaxconn=1024
  - net.ipv4.tcp_syncookies=0

ulimits

指定容器的 ulimits 限制值。

例如，指定最大进程数为 65535，指定文件句柄数为 20000（软限制，应用可以随时修改，不能超过硬限制） 和 40000（系统硬限制，只能 root 用户提高）。

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ulimits:
  nproc: 65535
  nofile:
    soft: 20000
    hard: 40000

volumes

数据卷所挂载路径设置。可以设置宿主机路径 （HOST:CONTAINER） 或加上访问模式 （HOST:CONTAINER:ro）。

该指令中路径支持相对路径。

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volumes:
  - /var/lib/mysql
  - cache/:/tmp/cache
  - ~/configs:/etc/configs/:ro

其它指令
此外，还有包括 domainname, entrypoint, hostname, ipc, mac_address, privileged, read_only, shm_size, restart, stdin_open, tty, user, working_dir 等指令，基本跟 docker run 中对应参数的功能一致。

指定服务容器启动后执行的入口文件。

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entrypoint: /code/entrypoint.sh

指定容器中运行应用的用户名。

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user: nginx

指定容器中工作目录。

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working_dir: /code

指定容器中搜索域名、主机名、mac 地址等。

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domainname: your_website.com
hostname: test
mac_address: 08-00-27-00-0C-0A

允许容器中运行一些特权命令。

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privileged: true

指定容器退出后的重启策略为始终重启。该命令对保持服务始终运行十分有效，在生产环境中推荐配置为 always 或者 unless-stopped。

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restart: always

以只读模式挂载容器的 root 文件系统，意味着不能对容器内容进行修改。

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read_only: true

打开标准输入，可以接受外部输入。

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stdin_open: true

模拟一个伪终端。

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tty: true

读取变量

Compose 模板文件支持动态读取主机的系统环境变量和当前目录下的 .env 文件中的变量。

例如，下面的 Compose 文件将从运行它的环境中读取变量 ${MONGO_VERSION} 的值，并写入执行的指令中。

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version: "3"
services:

db:
  image: "mongo:${MONGO_VERSION}"

如果执行 MONGO_VERSION=3.2 docker-compose up 则会启动一个 mongo:3.2 镜像的容器；如果执行 MONGO_VERSION=2.8 docker-compose up 则会启动一个 mongo:2.8 镜像的容器。

若当前目录存在 .env 文件，执行 docker-compose 命令时将从该文件中读取变量。

在当前目录新建 .env 文件并写入以下内容。

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# 支持 # 号注释
MONGO_VERSION=3.6

执行 docker-compose up 则会启动一个 mongo:3.6 镜像的容器。

dockercontainercompose

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