【云原生】详细易懂的Docker 容器管理


前言

容器是 Docker 的一个基本概念,每个容器中都运行一个应用并为该应用提供完整的运行环境。
本文将详细学习 Docker 容器的创建,运行管理操作。

一、Docker 命令

除了之前学习过的查看 Docker 版本信息之外,在 Docker 的命令组中还有一个较为常用的命令,查看系统的一些相关信息:

docker system info

# 或者使用命令
docker info

运行截图如下所示:

二、Docker 帮助

我们可以直接通过 help 或者使用 man 手册的方式查看相关命令的详细说明,例如我们直接使用如下命令:

docker --help

我们可以看到运行结果如下图所示。如果之前有学习过 Docker 相关知识的读者,可能会发现一些不一样的地方。即下图中标出的 Management Commands 和 Commands。在 1.13 版本之前,Docker 并没有 Mangement Commands。

三、Management Commands

在 Docker 1.12 之前,大约有四十个左右的顶级命令,这些命令没有经过任何组织,显得十分混乱,对于新手来说,学习它们并不轻松。Docker 1.13 之后,将命令进行分组,就得到如上图中所示的 Management Commands。例如经常使用的容器的一些相关命令:

# 使用 Commands 分组中的命令创建一个新的容器
docker create
# 使用 Management Commands 分组中的命令创建一个新的容器
docker container create

# 显示容器列表
docker ps
docker container ls

# 在一个新的容器中运行一个命令
docker run
docker container run

如上所示,对于新的命令而言相比于旧命令明显更具有可读性。在这里我们将一些常用的命令,及其对应的 Management Commands 命令都列举出来,方便大家在后续的学习过程中可以进行参考。

四、命令选项

命令的选项有以下几种:长选项、短选项、复合选项、无选项。

我们以 docker container ls,即 docker ps,它的作用是查看容器。

可以先输入以下命令,获得提示信息:

docker container ls --help

命令执行后的结果如下:

可以看到图中的-a--all 选项,他们的作用都是显示所有容器(包括未运行的容器)。短选项是以一个 – 开头,其后紧跟上一个字母或数字,比如 -a。长选项是以两个 – 开头,其后跟一串单词,比如 --all

# 使用短选项
docker container ls -a
# 使用长选项
docker container ls --all

那什么是复合选项呢?

当我们要使用多个短选项时,比如使用-a-q。从图中可以看到,这个选项只会显示容器的 ID,原本命令应该是 docker container ls -a -q,这时我们可以简写为 docker container ls -aq,这里的选项 -aq 就是复合选项,它是 -a -q 的复合。

对于 docker container ls 这个命令,我们还可以不使用选项。没有选项时,输出正在运行的容器。关于 docker container ls 在本文后面的内容中还会详细介绍,我们只需要记住它的简单功能就可以了。

五、容器生命周期管理

首先,我们回顾在上一文使用到的 docker container run hello-world 命令,该命令的格式为:

# Management Commands
docker container run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND [ARGS...]]

# 旧命令格式如下:
docker run [OPTIONS] IMAGE [COMMAND [ARGS...]]

上述两个命令的作用相同,docker container run 命令会在指定的镜像 IMAGE 上创建一个可写的容器,因为镜像是只读的。然后,开始运行指定的命令 [COMMAND [ARGS...]]

一些常用的配置项为:

-i --interactive, 交互模式。

  • -t--tty, 分配一个 pseudo-TTY,即伪终端。
  • -d --detach,在后台运行容器并输出容器的 ID 到终端。
  • --rm 在容器退出后自动移除。
  • -p 将容器的端口映射到主机。
  • -v --volume, 指定数据卷。

这些配置项对于上述的两个命令(Management Commands 和旧命令)都是有效的,在后面的内容不会再特殊说明。关于该命令的详细参数较多,并且大多数参数在很多命令中的意义是相同的,将在后面的内容中使用到时进行相应的介绍。

我们指定 busybox 镜像,然后运行命令 echo "hello xiaoniuma" 命令,如下所示:

在上图中,我们可以看到该命令执行的过程:

  • 对于指定镜像而言,首先会从本地查找,找不到时将会从镜像仓库中下载该镜像
  • 镜像下载完成后,通过镜像启动容器,并运行 echo "hello xiaoniuma" 命令,输出运行结果之后退出。

在执行命令之后,容器就会退出,如果我们需要一个保持运行的容器,最简单的方法就是给这个容器一个可以保持运行的命令或者应用,比如 bash,例如我们在 ubuntu 容器中运行 /bin/bash 命令:

docker container run 
    -i -t 
    ubuntu /bin/bash

对于交互式的进程而言(例如这里的 bash),必须将 -i -t 参数一起使用,才能为容器进程分配一个伪终端,通常我们会直接使用 -it

如上所示,我们已经进入到分配的终端中了,这时如果我们需要退出 ·bash·,可以使用以下两种方式,它们的效果完全不同:

  • 直接使用 exit 命令,这时候 bash 程序终止,容器进入到停止状态。
  • 使用组合键退出,容器仍然保持运行的状态,可以再次连接到这个 bash 中,组合键是 ctrl + p ctrl + q。即先同时按下 ctrlp 键,再同时按 ctrl q 键,就可以让容器在后台运行。

对于刚刚创建创建的容器,我们输入 exit 退出容器,再使用 docker container ls -a 查看容器的状态,结果如下图所示:


然后我们新建一个容器,使用第二种方式退出,创建的方式和刚刚相同。使用 docker container ls -a 命令查看容器的状态,可以看到该容器仍然处于运行中:

实际使用中,我们不必创建容器之后使用组合键 ctrl + pctrl + q 来让容器进入后台运行,通常以 -d 参数指定容器以后台模式运行:

# 以后台模式创建并运行一个容器
docker container run 
    -i -t -d 
    ubuntu /bin/bash

使用 docker container ls -a命令查看容器的状态,可以看到这个容器已经在后台运行。

六、创建容器

严格意义上来讲,docker run 命令的作用并不是创建一个容器,而是在一个新的容器中运行一个命令。而用于创建一个新容器的命令为

# Management Commands
docker container create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

# 旧的命令格式如下:
docker create [OPTIONS] IMAGE [COMMAND] [ARG...]

该命令会在指定的镜像 IMAGE 上创建一个可写容器层,并 准备 运行指定的命令。需要着重强调的是,这里是准备运行,并不是立即运行。即该命令只创建容器,并不会运行容器。

一些常见的配置项如下所示:

  • --name 指定一个容器名称,未指定时,会随机产生一个名字
  • --hostname 设置容器的主机名
  • --mac-address 设置 MAC 地址
  • --ulimit 设置 ulimit 选项

关于上述提到的 ulimit,我们可以通过其对容器运行时的一些资源进行限制。ulimit 是一种 Linux 系统的内建功能,一些简单的描述,可以参考 通过 ulimit 改善系统性能 ,而对于在下面我们将要设置的部分值的含义,可以参考 How to set ulimit values

除此之外,关于创建容器,我们还可以设置有关存储和网络的详细内容,将会在下一节的内容中进行介绍。

下面来看一个实例,我们指定容器的名字为 xiaoniuma01,主机名为 xiaoniuma01,设置相应的 MAC 地址,并通过 ulimit 设置最大进程数(1024:2048 分别代表软硬资源限制,详细内容可以参考上面的链接),使用 ubuntu 的镜像,并运行 bash:

docker container create 
    --name xiaoniuma01 
    --hostname xiaoniuma01 
    --mac-address 00:01:02:03:04:05 
    --ulimit nproc=1024:2048 
    -it ubuntu /bin/bash


此时,容器创建成功后,会打印该容器的 ID,这里需要简单说明一下,在 Docker 中,容器的标识有三种比较常见的标识方式:

  • UUID 长标识符,例如 1f6789f885029dbdd4a6426d7b950996a5bcc1ccec9f8185240313aa1badeaff
  • UUID 短标识符,从长标识符开始,只要不与其它标识符冲突,可以从头开始,任意选用位数,例如针对上面的长标识符,可以使用 1f1f678 等。
  • Name 最后一种方式即是使用容器的名字。
    在容器创建成功后,我们可以查看其运行状态,使用如下命令:
# 此时该容器并未运行,需要使用 -a 参数
docker container ls -a

新创建的容器的状态 (STATUS) 为 Created,并且其容器名被设置为对应的值,而之前没有指定名字的容器都是随机生成的名字。

七、启动容器

容器的启动命令为:

# Management Commands
docker container start [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下:
docker start [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

对于上面我们创建的容器 xiaoniuma01 而言,此时处于 Created 状态,需要使用如下命令启动它:

docker container start xiaoniuma01


此时,运行一个容器我们分成了两个步骤,即创建和启动,使用的命令如下:

# 创建
docker container create 
    --name xiaoniuma01 
    --hostname xiaoniuma01 
    --mac-address 00:01:02:03:04:05 
    --ulimit nproc=1024:2048 
    -it ubuntu /bin/bash

# 启动
docker container start shiyanlou01

上述的两个命令如果我们使用 docker container run 只需要一步即可,即此时 run 命令同时完成了 createstart 操作:

docker container run 
    --name xiaoniuma01 
    --hostname xiaoniuma01 
    --mac-address 00:01:02:03:04:05 
    --ulimit nproc=1024:2048 
    -it ubuntu /bin/bash

除此之外,上面的 run 命令还完成一些其它的操作,例如没有镜像时会 pull 镜像,使用 -it 参数时完成了 attach 操作(后面会讲解该操作),使用 --rm 参数在容器退出后还会完成 container rm 操作。run 命令是一个综合性的命令,如果能够熟练的使用它可以简化很多步骤。

八、停止容器

停止容器可以使用如下命令:

# Management Commands
docker container stop CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下:
docker stop CONTAINER [CONTAINER...]

刚刚我们启动了一个名为 xiaoniuma01 的容器,并且进入了交互式界面,这里我们先同时按下 ctrl 和 p 键,再同时按 ctrl 和 q 键,让这个容器进入到后台运行。

此时我们使用 docker container ls -a 命令查看容器的状态,从下图可以看到,容器正在运行。输入 docker container stop xiaoniuma01,docker 返回了容器的 UUID,再次使用 docker container ls -a 命令查看容器的状态,发现容器已经停止运行了。

九、重启容器

重启容器可以使用如下命令:

# Management Commands
docker container restart CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下:
docker restart CONTAINER [CONTAINER...]

这里我们重启刚刚停止的容器 xiaoniuma01,然后再使用 docker container ls -a 命令查看容器,从下图中可以看到,容器又处于运行状态了。

十、暂停进程

暂停容器中进程的命令格式如下:

# Management Commands
docker container pause CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下:
docker pause [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

这里还是使用 xiaoniuma01 这个容器,执行下述命令。

docker container pause xiaoniuma01
docker container ls -a

如下图所示,容器被暂停后,此时处于 Paused 状态。

十一、恢复进程

恢复容器中进程的命令格式如下:

# Management Commands
docker container unpause CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下:
docker unpause [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

使用 xiaoniuma01 这个容器,执行下述命令。

# 恢复容器中的进程
docker container unpause xiaoniuma01

# 查看容器列表
docker container ls -a

如下图所示,容器恢复后,此时处于运行状态。

十二、查看容器列表

查看容器列表可以使用如下命令:

# Management Commands
docker container ls [OPTIONS]

# 旧的命令格式如下:
docker ps [OPTIONS]

在使用命令时,我们可以使用一些可选的配置项 [OPTIONS]

  • -a 显示所有的容器。
  • -q 仅显示 ID。
  • -s 显示总的文件大小。

默认情况下,直接使用该命令仅显示正在运行的容器,如下所示:

docker container ls

我们可以使用 -a 参数,来显示所有的容器,并加上 -s 选项,显示大小,命令如下:

docker container ls -a -s

十三、连接到正在运行中的容器

上述操作我们启动的容器运行于后台,所以,我们需要使用 attach 操作将本地标准输入输出流连接到一个运行中的容器,命令格式为:

# Management Commands
docker container attach [OPTIONS] CONTAINER

# 旧的命令格式如下:
docker attach [OPTIONS] CONTAINER

如下示例,我们启动容器,并使用连接命令:

docker container start xiaoniuma01

docker container attach xiaoniuma01

连接到容器后,查看相应的主机名(输入 hostname 命令)和 Mac 地址(输入 ifconfig 命令),可以判断我们连接到了刚刚创建的容器。

如果提示无 ifconfig 命令,可以在容器中执行 apt update && apt install net-tools 安装。

十四、查看容器的元数据

查看容器的详细信息(即元数据)可以使用如下命令:

# Management Commands
docker container inspect [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下:
docker inspect [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

例如我们查看刚刚创建的容器的详细信息就可以使用以下命令:

# 使用容器名
docker container inspect xiaoniuma01

# 使用 ID ,因生成的 ID 不同,需要修改为相应的 ID
docker container inspect 1f6789

docker container inspect 1f6

例如,我们查看刚刚创建的名为 xiaoniuma01 的容器的 MAC 地址,就可以使用如下命令:

docker container inspect xiaoniuma01 | grep "MacAddress"

十五、容器日志管理

获取容器的输出信息可以使用如下命令:

# Management Commands
docker container logs [OPTIONS] CONTAINER

# 旧的命令格式如下:
docker logs [OPTIONS] CONTAINER

常用的配置项有:

  • -t--timestamps 显示时间戳
  • -f 实时输出,类似于 tail -f
    这里我们重新运行一个容器,让它在后台执行一个不断输出的脚本,命令如下:
docker container run 
    --name xiaoniuma02 
    -i -t -d 
    ubuntu /bin/sh -c "while true; do echo hello xiaoniuma; sleep 2; done"

“while true; do echo hello world; sleep 2; done” 是一个脚本,它的功能是每 2 秒输出一次 “ hello shiyanlou ”,此处不讲解语法构成,感兴趣的读者可以自己了解相关知识。

如下所示,我们查看刚刚创建的容器的日志,使用如下命令:

docker container logs -tf xiaoniuma02

我们可以使用组合键 Ctrl + c 来结束日志跟踪,其结果如下图所示。

十六、显示容器中的进程信息

除了获取日志之外,还可以显示运行中的容器的进程信息,命令格式如下:

# Management Commands
docker container top CONTAINER

# 旧的命令格式如下:
docker top CONTAINER

例如查看刚刚创建的容器的进程信息:

docker container top xiaoniuma02

需要注意的是,该命令对于并未运行的容器是无效的。

十七、查看文件修改

查看相对于镜像的文件系统来说,容器中做了哪些改变,可以使用如下命令:查看相对于镜像的文件系统来说,容器中做了哪些改变,可以使用如下命令:

# Management Commands
docker container diff CONTAINER

# 旧的命令格式如下:
docker diff CONTAINER

我们先在 xiaoniuma01 中创建一个文件,执行以下命令:

# 重启容器
docker container restart xiaoniuma01

# 连接到容器中
docker container attach xiaoniuma01

进入容器中后,创建一个文件,并退出:

# 创建一个文件
touch ~/a.txt

现在我们在 xiaoniuma01 容器中创建一个文件,Ctrl+p Ctrl+q 退出当前容器,使用 docker container diff xiaoniuma01 命令查看到相应的修改:

十八、容器中执行命令

除了使用 docker container run 执行命令之外,我们还可以在一个运行中的容器中执行命令,使用如下格式:

# Management Commands
docker container exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

# 旧的命令格式如下:
docker exec [OPTIONS] CONTAINER COMMAND [ARG...]

例如,我们在 xiaoniuma01 容器中执行 echo "test_exec" 命令,就可以使用如下命令:

# 重启容器
docker container restart xiaoniuma01

# 执行命令
docker container exec xiaoniuma01 echo "test_exec"

十九、删除容器

删除容器的命令:

# Management Commands
docker container rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

# 旧的命令格式如下:
docker rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]

需要注意的是,在删除容器后,在容器中进行的操作并不会持久化到镜像中。

如果想删除之前创建的所有容器,可以使用以下命令:

docker container rm -f $(docker container ls -aq)

docker container ls -aq 会输出所有容器的 UUID ,rm 命令可以根据 UUID 去删除容器。这里用来选项-f是因为还有在运行中的容器,所以需要强制删除。ls 列出的 UUID 传递给 rm 进行删除。

如果 docker 版本为 1.13 及以上版本,还可以更方便的 prune。

docker container prune [OPTIONS]

常用的配置项有:

  • -f--force 跳过警告提示
  • --filter 执行过滤删除

如直接删除所有停止的容器:

docker container prune -f

总结

本文讲解了

  • 容器命令基础
  • 创建容器
  • 容器的启动与停止
  • 容器中进程的暂停与恢复
  • 查看容器列表
  • 连接容器
  • 查看元数据
  • 显示进程信息
  • 查看文件修改
  • 容器中执行命令
  • 删除容器

下文讲解Docker 镜像管理

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