多容器应用程序

说明

启动单容器应用程序很简单。例如,一个执行特定数据处理任务的Python脚本可以在包含其所有依赖项的容器中运行。同样,一个提供静态网站和少量API端点的Node.js应用程序也可以有效地容器化,并包含其所有必要的库和依赖项。然而,随着应用程序规模的扩大,将它们作为单独的容器进行管理变得更加困难。

想象一下,数据处理Python脚本需要连接到数据库。突然间,你不仅要管理脚本,还要在同一个容器中管理数据库服务器。如果脚本需要用户登录,你还需要一个认证机制,这会进一步增加容器的大小。

容器的一个最佳实践是每个容器应该只做一件事并且把它做好。虽然这条规则有例外,但要避免让一个容器做多个事情的倾向。

现在你可能会问,“我需要单独运行这些容器吗?如果我单独运行它们,该如何将它们全部连接起来?”

虽然 docker run 是一个用于启动容器的便捷工具,但随着应用程序堆栈的增长,使用它进行管理会变得困难。原因如下:

  • 想象一下,运行多个 docker run 命令(前端、后端和数据库),并为开发、测试和生产环境配置不同的配置。这容易出错且耗时。
  • 应用程序通常相互依赖。随着堆栈的扩展,手动按特定顺序启动容器和管理网络连接变得困难。
  • 每个应用程序都需要自己的 docker run 命令,这使得难以单独扩展服务。扩展整个应用程序意味着可能会在不需要提升的组件上浪费资源。
  • 为每个应用程序持久化数据需要在每个 docker run 命令中单独挂载卷或配置。这导致了一种分散的数据管理方法。
  • 通过单独的 docker run 命令为每个应用程序设置环境变量既繁琐又容易出错。

这就是 Docker Compose 大显身手的地方。

Docker Compose 在一个名为 compose.yml 的单一 YAML 文件中定义您的整个多容器应用程序。该文件指定了所有容器的配置、它们的依赖关系、环境变量,甚至卷和网络。使用 Docker Compose:

  • 您不需要运行多个 docker run 命令。您只需在一个 YAML 文件中定义您的整个多容器应用程序。这集中了配置并简化了管理。
  • 您可以按特定顺序运行容器,并轻松管理网络连接。
  • 您可以简单地在多容器设置中向上或向下扩展单个服务。这允许根据实时需求进行高效分配。
  • 您可以轻松实现持久化卷。
  • 在您的 Docker Compose 文件中一次性设置环境变量非常简单。

通过利用 Docker Compose 运行多容器设置,您可以构建以模块化、可扩展性和一致性为核心的应用程序。

试用

在本实战指南中,您将首先了解如何使用 docker run 命令构建并运行一个基于 Node.js、Nginx 反向代理和 Redis 数据库的计数器 Web 应用程序。您还将了解如何使用 Docker Compose 简化整个部署过程。

设置

  1. 获取示例应用程序。如果您有 Git,您可以克隆示例应用程序的仓库。否则,您可以下载示例应用程序。选择以下选项之一。


    在终端中使用以下命令克隆示例应用程序仓库。

    $ git clone https://github.com/dockersamples/nginx-node-redis
    

    进入 nginx-node-redis 目录:

    $ cd nginx-node-redis
    

    在此目录中,您会发现两个子目录 - nginxweb

    下载源代码并解压。

    进入 nginx-node-redis-main 目录:

    $ cd nginx-node-redis-main
    

    在此目录中,您会发现两个子目录 - nginxweb


  2. 下载并安装 Docker Desktop。

构建镜像

  1. 进入 nginx 目录,通过运行以下命令来构建镜像:

    $ docker build -t nginx .
    
  2. 进入 web 目录并运行以下命令以构建第一个 Web 镜像:

    $ docker build -t web .
    

运行容器

  1. 在运行多容器应用程序之前,您需要创建一个网络以便它们之间进行通信。您可以使用 docker network create 命令来实现:

    $ docker network create sample-app
    
  2. 通过运行以下命令启动 Redis 容器,该命令将其附加到先前创建的网络并创建网络别名(用于 DNS 查找):

    $ docker run -d  --name redis --network sample-app --network-alias redis redis
    
  3. 通过运行以下命令启动第一个Web容器:

    $ docker run -d --name web1 -h web1 --network sample-app --network-alias web1 web
    
  4. 通过运行以下命令启动第二个 Web 容器:

    $ docker run -d --name web2 -h web2 --network sample-app --network-alias web2 web
    
  5. 通过运行以下命令启动 Nginx 容器:

    $ docker run -d --name nginx --network sample-app  -p 80:80 nginx
    

    注意

    Nginx 通常用作 Web 应用程序的反向代理,将流量路由到后端服务器。在这种情况下,它将流量路由到 Node.js 后端容器(web1 或 web2)。

  6. 通过运行以下命令验证容器是否已启动:

    $ docker ps
    

    您将看到类似以下的输出:

    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED              STATUS              PORTS                NAMES
    2cf7c484c144   nginx     "/docker-entrypoint.…"   9 seconds ago        Up 8 seconds        0.0.0.0:80->80/tcp   nginx
    7a070c9ffeaa   web       "docker-entrypoint.s…"   19 seconds ago       Up 18 seconds                            web2
    6dc6d4e60aaf   web       "docker-entrypoint.s…"   34 seconds ago       Up 33 seconds                            web1
    008e0ecf4f36   redis     "docker-entrypoint.s…"   About a minute ago   Up About a minute   6379/tcp             redis
  7. 如果您查看 Docker Desktop 仪表板,您可以看到容器并深入了解它们的配置。

    A screenshot of the Docker Desktop Dashboard showing multi-container applications
  8. 一切准备就绪后,您可以在浏览器中打开 http://localhost 查看网站。多次刷新页面以查看处理请求的主机和总请求数:

    web2: Number of visits is: 9
    web1: Number of visits is: 10
    web2: Number of visits is: 11
    web1: Number of visits is: 12
    

    注意

    您可能已经注意到,Nginx 作为反向代理,可能会以轮询方式将传入的请求分配到两个后端容器之间。这意味着每个请求可能会轮流定向到不同的容器(web1 和 web2)。输出显示 web1 和 web2 容器的计数器连续递增,而存储在 Redis 中的实际计数器值仅在响应发送回客户端后才会更新。

  9. 您可以使用 Docker Desktop 仪表板通过选择容器并选择 删除 按钮来删除容器。

    A screenshot of Docker Desktop Dashboard showing how to delete the multi-container applications

使用 Docker Compose 简化部署

Docker Compose 提供了一种结构化且简化的方法来管理多容器部署。正如前面所述,使用 Docker Compose,您不需要运行多个 docker run 命令。您只需要在一个名为 compose.yml 的 YAML 文件中定义您的整个多容器应用程序。让我们来看看它是如何工作的。

导航到项目目录的根目录。在这个目录中,你会找到一个名为 compose.yml 的文件。这个 YAML 文件就是所有魔法发生的地方。它定义了组成你的应用程序的所有服务及其配置。每个服务指定了其镜像、端口、卷、网络以及其功能所需的其他设置。

  1. 使用 docker compose up 命令启动应用程序:

    $ docker compose up -d --build
    

    当您运行此命令时,您应该会看到类似于以下的输出:

    Running 5/5
    ✔ Network nginx-nodejs-redis_default    Created                                                0.0s
    ✔ Container nginx-nodejs-redis-web1-1   Started                                                0.1s
    ✔ Container nginx-nodejs-redis-redis-1  Started                                                0.1s
    ✔ Container nginx-nodejs-redis-web2-1   Started                                                0.1s
    ✔ Container nginx-nodejs-redis-nginx-1  Started
    
  2. 如果您查看 Docker Desktop 仪表板,您可以看到容器并深入了解它们的配置。

    A screenshot of the Docker Desktop Dashboard showing the containers of the application stack deployed using Docker Compose
  3. 或者,您可以使用 Docker Desktop 仪表板删除容器,方法是选择应用程序堆栈并选择 删除 按钮。

    A screenshot of Docker Desktop Dashboard that shows how to remove the containers that you deployed using Docker Compose

在本指南中,您了解了使用 Docker Compose 启动和停止多容器应用程序是多么容易,这与 docker run 相比,docker run 容易出错且难以管理。

其他资源