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Docker Compose 完全指南:从入门到实战部署

qtfan 0 34 次浏览 技术文章

C Docker Compose 完全指南：从入门到实战部署

前言

在现代应用开发中，微服务架构已成为主流，一个应用往往由多个相互关联的服务组成。手动管理这些服务的启动、停止和互联变得异常复杂。Docker Compose 应运而生，它通过一个简单的 YAML 文件就能定义和运行多容器 Docker 应用，极大地简化了容器化应用的管理工作。

C 一、Docker Compose 是什么？

1.1 核心概念

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。它允许您使用一个单独的 YAML 文件来配置应用的所有服务，然后通过一条命令就能创建并启动所有服务。

1.2 与原生 Docker 的区别

#技术分享| 特性 | Docker CLI | Docker Compose | | ---

| 单容器管理 | 优秀 | 支持但非主要用途 | | 多容器管理 | 复杂，需要脚本 | 优秀，原生支持 | | 配置方式 | 命令行参数 | YAML 声明式文件 | | 依赖管理 | 手动处理 | 自动处理服务依赖 | | 环境复现 | 困难 | 简单且一致 |

C 二、安装 Docker Compose

2.1 在不同系统上的安装

Linux 系统安装 ：

sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/v2.23.0/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

docker-compose --version

Windows/macOS 安装 ：Docker Desktop 已经包含了 Docker Compose，无需单独安装。

docker compose version

2.2 升级 Docker Compose

docker-compose --version

sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/v2.23.0/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

C 三、为什么要使用 Docker Compose？

3.1 解决的主要痛点

  1. 简化多容器管理 ：一条命令管理所有服务
  2. 环境一致性 ：确保开发、测试、生产环境一致
  3. 快速搭建开发环境 ：新成员只需一条命令即可获得完整环境
  4. 服务依赖管理 ：自动处理服务启动顺序
  5. 配置即代码 ：版本控制所有环境配置

3.2 适用场景

  • 本地开发环境搭建
  • 自动化测试环境
  • 单主机小型部署
  • CI/CD 流水线中的测试阶段
  • 演示和教学环境

C 四、Docker Compose 核心概念

4.1 核心组件

  1. Service ：一个容器化的应用/服务
  2. Project ：由多个服务组成的完整应用
  3. Compose File ：定义服务、网络、卷的 YAML 文件

4.2 文件结构

典型的 Docker Compose 项目结构：

my-app/
├── docker-compose.yml    # 主配置文件

├── .env # 环境变量文件

├── backend/ # 后端服务目录

│ ├── Dockerfile │ └── src/ ├── frontend/ # 前端服务目录

│ ├── Dockerfile │ └── src/ └── database/ # 数据库初始化脚本

└── init.sql

C 五、Docker Compose 文件语法详解

5.1 文件版本和结构

version: '3.8'

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

redis: image: "redis:alpine"

networks: app-network: driver: bridge

volumes: db-data: driver: local

5.2 常用配置指令详解

基本配置 ：

services:
  webapp:
    image: nginx:latest
    container_name: my-nginx
    restart: unless-stopped
    depends_on:
      - db
      - redis

构建配置 ：

services:
  app:
    build:
      context: ./dir
      dockerfile: Dockerfile
      args:
        buildno: 1
        user: someuser

网络配置 ：

services:
  web:
    networks:
      - frontend
      - backend

networks: frontend: driver: bridge ipam: config: - subnet: 172.16.238.0/24 backend: driver: bridge

数据卷配置 ：

services:
  db:
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql
      - ./logs:/app/logs
      - /etc/localtime:/etc/localtime:ro

volumes: db-data: driver: local driver_opts: type: nfs o: addr=192.168.1.1,rw device: ":/path/to/nfs"

环境变量配置 ：

services:
  web:
    environment:
      - DATABASE_HOST=db
      - REDIS_HOST=redis
      - DEBUG=false
    env_file:
      - ./common.env
      - ./apps/web.env

C 六、Docker Compose 常用命令

6.1 基本操作命令

docker-compose up -d

docker-compose up -d web redis

docker-compose down

docker-compose ps

docker-compose logs docker-compose logs -f web

docker-compose restart web

docker-compose pause web docker-compose unpause web

6.2 调试和维护命令

docker-compose exec web bash
docker-compose exec db mysql -u root -p

docker-compose run --rm web python manage.py migrate

docker-compose config

docker-compose images

docker-compose build --no-cache

docker-compose up --scale web=3 --scale worker=2

七、实战案例：部署 WordPress 网站

7.1 项目结构

wordpress-site/
├── docker-compose.yml
├── .env
├── mysql/
│   └── init.sql
└── wordpress/
    └── wp-config.php

7.2 Docker Compose 配置文件

version: '3.8'

services: db: image: mysql:8.0 container_name: wordpress_db restart: always environment: MYSQL_ROOT_PASSWORD: ${DB_ROOT_PASSWORD} MYSQL_DATABASE: ${DB_NAME} MYSQL_USER: ${DB_USER} MYSQL_PASSWORD: ${DB_PASSWORD} volumes: - db_data:/var/lib/mysql - ./mysql/init.sql:/docker-entrypoint-initdb.d/init.sql networks: - wordpress_network healthcheck: test: ["CMD", "mysqladmin", "ping", "-h", "localhost"] interval: 30s timeout: 10s retries: 5

wordpress: image: wordpress:6.3 container_name: wordpress_app restart: always depends_on: db: condition: service_healthy environment: WORDPRESS_DB_HOST: db:3306 WORDPRESS_DB_USER: ${DB_USER} WORDPRESS_DB_PASSWORD: ${DB_PASSWORD} WORDPRESS_DB_NAME: ${DB_NAME} volumes: - wp_data:/var/www/html - ./wordpress/wp-config.php:/var/www/html/wp-config.php ports: - "80:80" networks: - wordpress_network healthcheck: test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:80"] interval: 30s timeout: 10s retries: 5

phpmyadmin: image: phpmyadmin:latest container_name: wordpress_phpmyadmin restart: always depends_on: - db environment: PMA_HOST: db PMA_PORT: 3306 PMA_USER: ${DB_USER} PMA_PASSWORD: ${DB_PASSWORD} ports: - "8080:80" networks: - wordpress_network

volumes: db_data: driver: local wp_data: driver: local

networks: wordpress_network: driver: bridge ipam: config: - subnet: 172.20.0.0/16

7.3 环境变量文件 (.env)

# 数据库配置

DB_ROOT_PASSWORD=secure_root_password_123 DB_NAME=wordpress_db DB_USER=wordpress_user DB_PASSWORD=secure_password_456

# WordPress 配置

WP_DEBUG=false WP_HOME=http://localhost

7.4 部署和操作

cd wordpress-site

docker-compose up -d

docker-compose ps

docker-compose logs -f

docker-compose down

docker-compose down -v

docker run --rm -v wordpress-site_db_data:/source -v $(pwd):/backup alpine tar czf /backup/db-backup-$(date +%Y%m%d).tar.gz -C /source .

docker-compose up -d --scale wordpress=3

八、实战案例：部署微服务应用

8.1 复杂的微服务架构

version: '3.8'

x-common-variables: &common-variables SPRING_PROFILES_ACTIVE: docker EUREKA_CLIENT_SERVICE_URL_DEFAULTZONE: http://discovery:8761/eureka

services: discovery: image: springcloud/eureka-server:latest container_name: eureka-discovery ports: - "8761:8761" networks: - microservices-net healthcheck: test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:8761"] interval: 30s

gateway: build: ./api-gateway container_name: api-gateway ports: - "8080:8080" environment: <<: *common-variables depends_on: - discovery networks: - microservices-net restart: on-failure

user-service: build: ./user-service container_name: user-service environment: <<: *common-variables DATABASE_URL: jdbc:postgresql://user-db:5432/userdb depends_on: - discovery - user-db networks: - microservices-net deploy: replicas: 2

order-service: build: ./order-service container_name: order-service environment: <<: *common-variables DATABASE_URL: jdbc:postgresql://order-db:5432/orderdb depends_on: - discovery - order-db networks: - microservices-net

user-db: image: postgres:13 container_name: user-database environment: POSTGRES_DB: userdb POSTGRES_USER: user POSTGRES_PASSWORD: password123 volumes: - user-data:/var/lib/postgresql/data - ./init/user-db-init.sql:/docker-entrypoint-initdb.d/init.sql networks: - microservices-net

order-db: image: postgres:13 container_name: order-database environment: POSTGRES_DB: orderdb POSTGRES_USER: order POSTGRES_PASSWORD: password123 volumes: - order-data:/var/lib/postgresql/data networks: - microservices-net

zipkin: image: openzipkin/zipkin:latest container_name: zipkin ports: - "9411:9411" networks: - microservices-net

adminer: image: adminer:latest container_name: adminer ports: - "8081:8080" networks: - microservices-net

volumes: user-data: driver: local order-data: driver: local

networks: microservices-net: driver: bridge ipam: config: - subnet: 172.25.0.0/16

8.2 操作和管理微服务

docker-compose up -d --build

docker-compose up -d --build gateway user-service

docker-compose logs -f gateway

docker-compose up -d --scale user-service=3

docker-compose run --rm user-service ./migrate.sh

docker-compose ps docker-compose top

docker-compose exec user-service bash

docker-compose build user-service docker-compose up -d --no-deps user-service

九、最佳实践和高级技巧

9.1 配置文件优化

使用多个 Compose 文件 ：

docker-compose.yml

docker-compose.override.yml

docker-compose.prod.yml

docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.prod.yml up -d

环境特定的配置 ：

version: '3.8'

services: web: volumes: - ./src:/app/src ports: - "9229:9229" environment: - NODE_ENV=development - DEBUG=true

db: ports: - "5432:5432"

9.2 性能和资源管理

services:
  web:
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.50'
          memory: 512M
        reservations:
          cpus: '0.25'
          memory: 256M

healthcheck: test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:3000/health"] interval: 30s timeout: 10s retries: 3 start_period: 40s

9.3 安全最佳实践

services:
  database:
    read_only: true
    security_opt:
      - no-new-privileges:true
    tmpfs:
      - /tmp:rw,size:64M

app: user: "1000:1000" cap_drop: - ALL cap_add: - NET_BIND_SERVICE

十、常见问题排查

10.1 网络连接问题

docker-compose network ls

docker-compose exec web nslookup database

docker-compose port web 80

10.2 服务启动失败

docker-compose logs --tail=100 web

docker-compose up -d --force-recreate web

docker-compose config --services

10.3 资源冲突处理

docker-compose down
sudo lsof -i :8080

docker-compose down -v docker volume prune

总结

Docker Compose 是一个极其强大的工具，它通过声明式的 YAML 配置文件简化了多容器应用的管理。通过本文的学习，你应该能够：

  1. 理解 Docker Compose 的核心概念 和价值主张
  2. 掌握 Compose 文件的语法和结构 ，能够编写复杂的配置
  3. 使用各种 Compose 命令 来管理应用生命周期
  4. 部署实际项目 ，如 WordPress 和微服务架构
  5. 遵循最佳实践 ，确保配置的可维护性和安全性

记住，Docker Compose 特别适合开发、测试和单机部署场景。对于生产环境的多机部署，建议考虑 Docker Swarm 或 Kubernetes 等编排工具。

通过不断实践和探索，你将能够充分利用 Docker Compose 的强大功能，显著提高开发效率和部署可靠性。

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