Docker 容器化 - 言语探秘技术方案交流

核心优势

📦

环境一致性

开发、测试、生产环境完全一致，彻底消除"在我机器上能跑"问题

🚀

快速部署

秒级启动容器，一键部署整套服务，支持快速回滚

🔄

资源隔离

容器间相互隔离，互不影响，安全可控，资源限制

📈

弹性伸缩

轻松扩展服务实例，应对流量变化，支持自动伸缩

💾

镜像复用

分层存储，镜像复用，节省磁盘空间和构建时间

🔧

易于维护

版本化管理，便于追踪变更，简化运维工作

核心概念

Docker 架构

Docker 核心组件

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                      Docker Client                          │
│                    (docker CLI)                             │
└─────────────────────────┬───────────────────────────────────┘
                          │ REST API
┌─────────────────────────▼───────────────────────────────────┐
│                      Docker Daemon                          │
│                      (dockerd)                              │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  ┌─────────────┐  ┌─────────────┐  ┌─────────────────────┐ │
│  │   Images    │  │  Containers │  │      Networks       │ │
│  │   镜像      │  │    容器     │  │        网络         │ │
│  └─────────────┘  └─────────────┘  └─────────────────────┘ │
│  ┌─────────────┐  ┌─────────────────────────────────────┐  │
│  │   Volumes   │  │           Docker Registry           │  │
│  │   数据卷    │  │         (Docker Hub / 私有仓库)     │  │
│  └─────────────┘  └─────────────────────────────────────┘  │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘

核心概念对比

概念	说明	类比
`Image`	只读模板，包含运行应用所需的所有内容	类 / 蓝图
`Container`	镜像的运行实例，可以启动、停止、删除	对象 / 实例
`Dockerfile`	构建镜像的脚本文件	配方 / 说明书
`Volume`	持久化存储，数据独立于容器生命周期	外接硬盘
`Network`	容器间通信的虚拟网络	局域网
`Registry`	存储和分发镜像的服务	应用商店

Dockerfile 编写

Node.js 应用 Dockerfile（多阶段构建）

多阶段构建可以显著减小最终镜像大小，提高安全性。

Dockerfile

# ============================================
# 阶段1: 依赖安装
# ============================================
FROM node:18-alpine AS deps

WORKDIR /app

# 只复制依赖文件，利用 Docker 缓存
COPY package.json package-lock.json ./

# 安装生产依赖
RUN npm ci --only=production && npm cache clean --force

# ============================================
# 阶段2: 构建（如果需要编译）
# ============================================
FROM node:18-alpine AS builder

WORKDIR /app

COPY package.json package-lock.json ./
RUN npm ci

COPY . .

# 如果有 TypeScript 或其他构建步骤
# RUN npm run build

# ============================================
# 阶段3: 生产镜像
# ============================================
FROM node:18-alpine AS runner

# 设置环境变量
ENV NODE_ENV=production
ENV PORT=3000

WORKDIR /app

# 创建非 root 用户（安全最佳实践）
RUN addgroup --system --gid 1001 nodejs && \
    adduser --system --uid 1001 appuser

# 从依赖阶段复制 node_modules
COPY --from=deps /app/node_modules ./node_modules

# 从构建阶段复制应用代码
COPY --from=builder /app/src ./src
COPY --from=builder /app/package.json ./

# 设置文件权限
RUN chown -R appuser:nodejs /app

# 切换到非 root 用户
USER appuser

# 暴露端口
EXPOSE 3000

# 健康检查
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=10s --start-period=5s --retries=3 \
    CMD wget --no-verbose --tries=1 --spider http://localhost:3000/health || exit 1

# 启动命令
CMD ["node", "src/app.js"]

Dockerfile 指令详解

指令	说明	示例
`FROM`	指定基础镜像	`FROM node:18-alpine`
`WORKDIR`	设置工作目录	`WORKDIR /app`
`COPY`	复制文件到镜像	`COPY . .`
`RUN`	执行命令（构建时）	`RUN npm install`
`ENV`	设置环境变量	`ENV NODE_ENV=production`
`EXPOSE`	声明端口（文档作用）	`EXPOSE 3000`
`CMD`	容器启动命令	`CMD ["node", "app.js"]`
`ENTRYPOINT`	容器入口点	`ENTRYPOINT ["npm"]`

.dockerignore 文件

.dockerignore

# 依赖目录
node_modules
npm-debug.log

# 版本控制
.git
.gitignore

# 开发配置
.env
.env.*
!.env.example

# 测试和文档
tests
*.md
docs

# Docker 相关
Dockerfile*
docker-compose*
.dockerignore

# IDE 配置
.vscode
.idea

# 日志和临时文件
logs
*.log
tmp
coverage

💡 最佳实践

使用 .dockerignore 排除不必要的文件，可以加快构建速度并减小镜像体积。

Docker Compose

完整的多服务编排配置

docker-compose.yml

version: '3.8'

services:
  # ==========================================
  # Node.js 应用服务
  # ==========================================
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
      args:
        - NODE_ENV=production
    container_name: myapp-server
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "3000:3000"
    environment:
      - NODE_ENV=production
      - PORT=3000
      - MONGODB_URI=mongodb://admin:${MONGO_PASSWORD}@mongo:27017/myapp?authSource=admin
      - REDIS_URL=redis://redis:6379
    depends_on:
      mongo:
        condition: service_healthy
      redis:
        condition: service_healthy
    networks:
      - app-network
    volumes:
      - ./logs:/app/logs
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '1'
          memory: 512M
        reservations:
          cpus: '0.5'
          memory: 256M

  # ==========================================
  # MongoDB 数据库
  # ==========================================
  mongo:
    image: mongo:6
    container_name: myapp-mongo
    restart: unless-stopped
    environment:
      - MONGO_INITDB_ROOT_USERNAME=admin
      - MONGO_INITDB_ROOT_PASSWORD=${MONGO_PASSWORD}
      - MONGO_INITDB_DATABASE=myapp
    volumes:
      - mongo-data:/data/db
      - ./mongo-init:/docker-entrypoint-initdb.d:ro
    networks:
      - app-network
    healthcheck:
      test: echo 'db.runCommand("ping").ok' | mongosh localhost:27017/test --quiet
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 5
      start_period: 30s

  # ==========================================
  # Redis 缓存
  # ==========================================
  redis:
    image: redis:7-alpine
    container_name: myapp-redis
    restart: unless-stopped
    command: redis-server --appendonly yes --maxmemory 128mb --maxmemory-policy allkeys-lru
    volumes:
      - redis-data:/data
    networks:
      - app-network
    healthcheck:
      test: ["CMD", "redis-cli", "ping"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 5

  # ==========================================
  # Nginx 反向代理
  # ==========================================
  nginx:
    image: nginx:alpine
    container_name: myapp-nginx
    restart: unless-stopped
    ports:
      - "80:80"
      - "443:443"
    volumes:
      - ./nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro
      - ./nginx/ssl:/etc/nginx/ssl:ro
      - ./public:/usr/share/nginx/html:ro
    depends_on:
      - app
    networks:
      - app-network

# ==========================================
# 数据卷
# ==========================================
volumes:
  mongo-data:
    driver: local
  redis-data:
    driver: local

# ==========================================
# 网络
# ==========================================
networks:
  app-network:
    driver: bridge
    ipam:
      config:
        - subnet: 172.20.0.0/16

开发环境配置

docker-compose.dev.yml

version: '3.8'

services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile.dev
    volumes:
      # 挂载源码，实现热重载
      - ./src:/app/src
      - ./package.json:/app/package.json
      # 排除 node_modules
      - /app/node_modules
    environment:
      - NODE_ENV=development
      - DEBUG=app:*
    command: npm run dev

  mongo:
    ports:
      # 开发时暴露端口，方便调试
      - "27017:27017"

  redis:
    ports:
      - "6379:6379"

# 使用方式: docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.dev.yml up

网络配置

Docker 网络类型

网络类型	说明	使用场景
`bridge`	默认网络，容器通过虚拟网桥通信	单机多容器
`host`	容器使用主机网络栈	高性能场景
`none`	禁用网络	安全隔离
`overlay`	跨主机容器通信	Docker Swarm

Nginx 反向代理配置

nginx/nginx.conf

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    # 上游服务器组
    upstream app_servers {
        server app:3000;
        # 如果有多个实例
        # server app2:3000;
        # server app3:3000;
    }

    # Gzip 压缩
    gzip on;
    gzip_types text/plain application/json application/javascript text/css;

    server {
        listen 80;
        server_name localhost;

        # 静态文件
        location /static/ {
            alias /usr/share/nginx/html/;
            expires 30d;
            add_header Cache-Control "public, immutable";
        }

        # API 代理
        location /api/ {
            proxy_pass http://app_servers;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection 'upgrade';
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_cache_bypass $http_upgrade;
            
            # 超时设置
            proxy_connect_timeout 60s;
            proxy_send_timeout 60s;
            proxy_read_timeout 60s;
        }

        # WebSocket 支持
        location /ws/ {
            proxy_pass http://app_servers;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection "upgrade";
        }
    }
}

数据持久化

Volume 类型对比

类型	语法	特点	使用场景
命名卷	`volume-name:/path`	Docker 管理，跨容器共享	数据库存储
绑定挂载	`./host:/container`	直接映射主机目录	开发时代码同步
tmpfs	`tmpfs:/path`	内存存储，容器停止即丢失	临时文件、敏感数据

数据备份与恢复

备份脚本 backup.sh

#!/bin/bash

# 设置变量
BACKUP_DIR="/backups"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)

# 备份 MongoDB
docker exec myapp-mongo mongodump \
    --username admin \
    --password $MONGO_PASSWORD \
    --authenticationDatabase admin \
    --out /backup

# 复制到主机
docker cp myapp-mongo:/backup $BACKUP_DIR/mongo_$DATE

# 备份 Volume
docker run --rm \
    -v mongo-data:/source:ro \
    -v $BACKUP_DIR:/backup \
    alpine tar czf /backup/mongo-data_$DATE.tar.gz -C /source .

# 清理7天前的备份
find $BACKUP_DIR -type f -mtime +7 -delete

echo "备份完成: $DATE"

常用命令

Docker 命令

命令	说明
`docker build -t myapp .`	构建镜像
`docker run -d -p 3000:3000 myapp`	运行容器
`docker ps -a`	查看所有容器
`docker logs -f container_name`	查看容器日志
`docker exec -it container_name sh`	进入容器
`docker stop $(docker ps -q)`	停止所有容器
`docker system prune -a`	清理未使用的资源

Docker Compose 命令

命令	说明
`docker-compose up -d`	后台启动所有服务
`docker-compose down -v`	停止并删除容器和卷
`docker-compose logs -f app`	查看指定服务日志
`docker-compose ps`	查看服务状态
`docker-compose restart app`	重启指定服务
`docker-compose build --no-cache`	重新构建镜像
`docker-compose exec app sh`	进入服务容器
`docker-compose pull`	拉取最新镜像

生产环境部署

生产环境检查清单

使用非 root 用户 - 在 Dockerfile 中创建并切换到普通用户
设置资源限制 - 限制 CPU 和内存使用，防止单个容器耗尽资源
配置健康检查 - 让编排系统能够检测和重启不健康的容器
使用多阶段构建 - 减小镜像体积，提高安全性
固定镜像版本 - 避免使用 latest 标签，确保可重复构建
配置日志驱动 - 使用集中式日志收集
启用重启策略 - 设置 restart: unless-stopped
使用 secrets 管理敏感信息 - 不要在镜像中硬编码密码

CI/CD 集成示例

.github/workflows/deploy.yml

name: Deploy

on:
  push:
    branches: [main]

jobs:
  build-and-deploy:
    runs-on: ubuntu-latest
    
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3
      
      - name: Login to Docker Hub
        uses: docker/login-action@v2
        with:
          username: ${{ secrets.DOCKER_USERNAME }}
          password: ${{ secrets.DOCKER_PASSWORD }}
      
      - name: Build and push
        uses: docker/build-push-action@v4
        with:
          context: .
          push: true
          tags: |
            username/myapp:latest
            username/myapp:${{ github.sha }}
      
      - name: Deploy to server
        uses: appleboy/ssh-action@master
        with:
          host: ${{ secrets.SERVER_HOST }}
          username: ${{ secrets.SERVER_USER }}
          key: ${{ secrets.SSH_PRIVATE_KEY }}
          script: |
            cd /app
            docker-compose pull
            docker-compose up -d
            docker system prune -f

⚠️ 安全提醒

生产环境中，敏感信息（如数据库密码）应该使用环境变量或 Docker Secrets 管理，不要写在配置文件中。