使用 Docker 搭建 Java Web 執行環境

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來源：黃勇 ，

my.oschina.net/huangyong/blog/372491

Docker 是 2014 年最為火爆的技術之一，幾乎所有的程式員都聽說過它。Docker 是一種“輕量級”容器技術，它幾乎動搖了傳統虛擬化技術的地位，現在國內外已經有越來越多的公司開始逐步使用 Docker 來替換現有的虛擬化平臺了。作為一名 Java 程式員，我們是時候一起把 Docker 學起來了！

本文會對虛擬化技術與 Docker 容器技術做一個對比，然後引出一些 Docker 的名詞術語，比如：容器、映象等，隨後將使用 Docker 搭建一個 Java Web 執行環境，最後將對本文做一個總結。

我們先來回顧一下傳統虛擬化技術的體系架構：

可見，我們在宿主機的作業系統上，可安裝了多個虛擬機器，而在每個虛擬機器中，透過虛擬化技術，實現了一個虛擬作業系統，隨後，就可以在該虛擬作業系統上，安裝自己所需的應用程式了。這一切看似非常簡單，但其中的技術細節是相當高深莫測的，大神級人物都不一定說得清楚。

凡是使用過虛擬機器的同學，應該都知道，啟動虛擬機器就像啟動一臺計算機，初始化過程是相當慢的，我們需要等很久，才能看到登入介面。一旦虛擬機器啟動以後，就可以與宿主機建立網路連線，確保虛擬機器與宿主機之間是互聯互通的。不同的虛擬機器之間卻是相互隔離的，也就是說，彼此並不知道對方的存在，但每個虛擬機器佔用的都是宿主機的硬體與網路資源。

我們再來對比一下 Docker 技術的體系架構吧：

可見，在宿主機的作業系統上，有一個 Docker 服務在執行（或者稱為“Docker 引擎”），在此服務上，我們可開啟多個 Docker 容器，而每個 Docker 容器中可執行自己所需的應用程式，Docker 容器之間也是相互隔離的，同樣地，都是佔用的宿主機的硬體與網路資源。

Docker 容器相對於虛擬機器而言，除了在技術實現上完全不一樣以外，啟動速度較虛擬機器而言有本質的飛躍，啟動一個容器只在眨眼瞬間。不管是虛擬機器還是 Docker 容器，它們都是為了隔離應用程式的執行環境，節省我們的硬體資源，為我們開發人員提供福利。

我們再來看看 Docker 的 Logo 吧：

很明顯，這是一隻鯨魚，它託著許多集裝箱。我們可以把宿主機可當做這隻鯨魚，把相互隔離的容器可看成集裝箱，每個集裝箱中都包含自己的應用程式。這 Logo 簡直的太形象了！

需要強調的是，筆者並非否定虛擬化技術，而是想透過本文讓更多的讀者瞭解如何使用 Docker 技術，讓大家知道除了虛擬化技術以外，還有另一種替代技術，也能讓應用程式隔離起來。

下麵，我們將結合一個 Java Web 應用的部署過程，來描述如何“烹飪”Docker 這份美味佳餚。您準備好了嗎？我們現在就開始！

原料

前提條件

首先，您要準備一個 CentOS 的作業系統，虛擬機器也行。總之，可以透過 Linux 客戶端工具訪問到 CentOS 作業系統就行。

需要說明的是，Ubuntu 或其它 Linux 作業系統也能玩 Docker，只不過本文選擇了以 CentOS 為例，僅此而已。

CentOS 具體要求如下：

1. 必須是 64 位作業系統

2. 建議核心在 3.8 以上

透過以下命令檢視您的 CentOS 核心：

uname -r

如果執行以上命令後，輸出的核心版本號低於 3.8，請參考下麵的方法來來升級您的 Linux 核心。

對於 CentOS 6.5 而言，核心版本預設是 2.6。首先，可透過以下命令安裝最新核心：

rpm –import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org

rpm -ivh http://www.elrepo.org/elrepo-release-6-5.el6.elrepo.noarch.rpm

yum -y –enablerepo=elrepo-kernel install kernel-lt

隨後，編輯以下配置檔案：

vi /etc/grub.conf

將default=1修改為default=0。

最後，透過reboot命令重啟作業系統。

重啟後如果不出意外的話，再次檢視核心，您的 CentOS 核心將會顯示為 3.10。

如果到這裡，您和我們所期望的結果是一致的。恭喜您！下麵我們就一起來安裝 Docker 了。

安裝 Docker

只需透過以下命令即可安裝 Docker 軟體：

rpm -Uvh http://download.fedoraproject.org/pub/epel/6/i386/epel-release-6-8.noarch.rpm

yum -y install docker-io

可使用以下命令，檢視 Docker 是否安裝成功：

docker version

若輸出了 Docker 的版本號，則說明安裝成功，我們下麵就可以開始使用 Docker 了。

可透過以下命令啟動 Docker 服務：

ervice docker start

做法

就像曾經安裝軟體一樣，我們首先需要有一張燒錄了該軟體的光碟，如果您使用的是虛擬光碟機，那麼就需要執行一種名為“映象”的檔案，透過它來安裝軟體。在 Docker 的世界裡，也有一個名為“映象”的東西，已經安裝我們所需的作業系統，我們一般成為“Docker 映象”，本文簡稱“映象”。

那麼問題來了，我們從哪裡下載映象呢？

Docker 官網 確實已經提供了所有的映象下載地址，可惜在國內卻是無法訪問的。幸好國內好心人提供了一個Docker 中文網，在該網站上可以下載我們所需的 Docker 映象。

下載映象

我們不妨還是以 CentOS 為例，透過以下步驟，下載一個 CentOS 的映象。

首先，訪問 Docker 中文網，在首頁中搜索名為“centos”的映象，在搜尋的結果中，有一個“官方映象”，它就是我們所需的。

然後，進入 CentOS 官方映象頁面，在“Pull this repository”輸入框中，有一段命令，把它複製下來，在自己的命令列上執行該命令，隨後將立即下載該映象。

最後，使用以下命令檢視本地所有的映象：

docker images

當下載完成後，您應該會看到：

REPOSITORY                TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE

docker.cn/docker/centos   centos6             25c5298b1a36        7 weeks ago         215.8 MB

如果看到以上輸出，說明您可以使用“docker.cn/docker/centos”這個映象了，或將其稱為倉庫（Repository），該映象有一個名為“centos6”的標簽（Tag），此外還有一個名為“25c5298b1a36 ”的映象 ID（可能您所看到的映象 ID 與此處的不一致，那是正常現象，因為這個數字是隨機生成的）。此外，我們可以看到該映象只有 215.8 MB，非常小巧，而不像虛擬機器的映象檔案那樣龐大。

現在映象已經有了，我們下麵就需要使用該映象，來啟動容器。

啟動容器

容器是在映象的基礎上來執行的，一旦容器啟動了，我們就可以登入到容器中，安裝自己所需的軟體或應用程式。既然映象已經下載到本地，那麼如何才能啟動容器呢？

只需使用以下命令即可啟動容器：

docker run -i -t -v /root/software/:/mnt/software/ 25c5298b1a36 /bin/bash

這條命令比較長，我們稍微分解一下，其實包含以下三個部分：

docker run

其中，相關引數包括：

• -i：表示以“互動樣式”執行容器

• -t：表示容器啟動後會進入其命令列

• -v：表示需要將本地哪個目錄掛載到容器中，格式：-v :

假設我們的所有安裝程式都放在了宿主機的/root/software/目錄下，現在需要將其掛載到容器的/mnt/software/目錄下。

需要說明的是，不一定要使用“映象 ID”，也可以使用“倉庫名:標簽名”，例如：docker.cn/docker/centos:centos6。

初始命令表示一旦容器啟動，需要執行的命令，此時使用“/bin/bash”，表示什麼也不做，只需進入命令列即可。

安裝相關軟體

為了搭建 Java Web 執行環境，我們需要安裝 JDK 與 Tomcat，下麵的過程均在容器內部進行。我們不妨選擇/opt/目錄作為安裝目錄，首先需要透過cd /opt/命令進入該目錄。

安裝 JDK

首先，解壓 JDK 程式包：

tar -zxf /mnt/software/jdk-7u67-linux-x64.tar.gz -C .

然後，重新命名 JDK 目錄：

mv jdk1.7.0_67/ jdk/

安裝 Tomcat

首先，解壓 Tomcat 程式包：

tar -zxf /mnt/software/apache-tomcat-7.0.55.tar.gz -C .

然後，重新命名 Tomcat 目錄：

mv apache-tomcat-7.0.55/ tomcat/

設定環境變數

首先，編輯.bashrc檔案

vi ~/.bashrc

然後，在該檔案末尾新增如下配置：

export JAVA_HOME=/opt/jdk

export PATH=$PATH:$JAVA_HOME

最後，需要使用source命令，讓環境變數生效：

source ~/.bashrc

編寫執行指令碼

我們需要編寫一個執行指令碼，當啟動容器時，執行該指令碼，啟動 Tomcat，具體過程如下：

首先，建立執行指令碼：

vi /root/run.sh

然後，編輯指令碼內容如下：

#!/bin/bash

source ~/.bashrc

sh /opt/tomcat/bin/catalina.sh run

註意：這裡必須先載入環境變數，然後使用 Tomcat 的執行指令碼來啟動 Tomcat 服務。

最後，為執行指令碼新增執行許可權：

chmod u+x /root/run.sh

退出容器

當以上步驟全部完成後，可使用exit命令，退出容器。

隨後，可使用如下命令檢視正在執行的容器：

docker ps

此時，您應該看不到任何正在執行的程式，因為剛才已經使用exit命令退出的容器，此時容器處於停止狀態，可使用如下命令檢視所有容器：

docker ps -a

輸出如下內容：

CONTAINER ID        IMAGE                             COMMAND             CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES

57c312bbaad1        docker.cn/docker/centos:centos6   “/bin/bash”         27 minutes ago      Exited (0) 19 seconds ago                       naughty_goldstine

記住以上CONTAINER ID（容器 ID），隨後我們將透過該容器，建立一個可執行 Java Web 的映象。

建立 Java Web 映象

使用以下命令，根據某個“容器 ID”來建立一個新的“映象”：

docker commit 57c312bbaad1 huangyong/javaweb:0.1

該容器的 ID 是“57c312bbaad1”，所建立的映象名是“huangyong/javaweb:0.1”，隨後可使用映象來啟動 Java Web 容器。

啟動 Java Web 容器

有必要首先使用docker images命令，檢視當前所有的映象：

REPOSITORY                TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE

huangyong/javaweb         0.1                 fc826a4706af        38 seconds ago      562.8 MB

docker.cn/docker/centos   centos6             25c5298b1a36        7 weeks ago         215.8 MB

可見，此時已經看到了最新建立的映象“huangyong/javaweb:0.1”，其映象 ID 是“fc826a4706af”。正如上面所描述的那樣，我們可以透過“映象名”或“映象 ID”來啟動容器，與上次啟動容器不同的是，我們現在不再進入容器的命令列，而是直接啟動容器內部的 Tomcat 服務。此時，需要使用以下命令：

docker run -d -p 58080:8080 –name javaweb huangyong/javaweb:0.1 /root/run.sh

稍作解釋：

• -d：表示以“守護樣式”執行/root/run.sh指令碼，此時 Tomcat 控制檯不會出現在輸出終端上。

• -p：表示宿主機與容器的埠對映，此時將容器內部的 8080 埠對映為宿主機的 58080 埠，這樣就向外界暴露了 58080 埠，可透過 Docker 網橋來訪問容器內部的 8080 埠了。

• –name：表示容器名稱，用一個有意義的名稱命名即可。

關於 Docker 網橋的內容，需要補充說明一下。實際上 Docker 在宿主機與容器之間，搭建了一座網路通訊的橋梁，我們可透過宿主機 IP 地址與埠號來對映容器內部的 IP 地址與埠號，

在一系列引數後面的是“映象名”或“映象 ID”，怎麼方便就怎麼來。最後是“初始命令”，它是上面編寫的執行指令碼，裡面封裝了載入環境變數並啟動 Tomcat 服務的命令。

當執行以上命令後，會立即輸出一長串“容器 ID”，我們可透過docker ps命令來檢視當前正在執行的容器。

CONTAINER ID        IMAGE                   COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS                     NAMES

82f47923f926        huangyong/javaweb:0.1   “/root/run.sh”      4 seconds ago       Up 3 seconds        0.0.0.0:58080->8080/tcp   javaweb

品嘗

在瀏覽器中，輸入以下地址，即可訪問 Tomcat 首頁：

http://192.168.65.132:58080/

註意：這裡使用的是宿主機的 IP 地址，與對外暴露的埠號 58080，它對映容器內部的埠號 8080。

總結

透過本文，我們瞭解了 Docker 是什麼？它與虛擬機器的差別在哪裡？以及如何安裝 Docker？如何下載 Docker 映象？如何執行 Docker 容器？如何在容器內安裝應用程式？如何在容器上建立映象？如何以服務的方式啟動容器？這一切看似簡單，但操作也是相當繁瑣的，不過熟能生巧，需要我們不斷地操練。

除了這種手工生成 Docker 映象的方式以外，還有一種更像是寫程式碼一樣，可以自動地建立 Docker 映象的方式。只需要我們編寫一個 Dockerfile 檔案，隨後使用docker build命令即可完成以上所有的手工操作。

不必過於驚訝，一切盡在不言中……

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