第一阶段：Docker 基础入门

1.1 Docker 核心概念

1.1.1 什么是容器？

容器是一种轻量级的操作系统级虚拟化技术，它将应用及其所有依赖项打包在一起，使应用可以在任何环境中一致地运行。

核心思想："Build once, run anywhere" — 一次构建，到处运行。

容器本质上是一个被隔离的进程，它运行在宿主机的内核之上，共享宿主机内核，但拥有自己独立的文件系统、网络栈、进程空间等。

1.1.2 容器 vs 虚拟机

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                    虚拟机架构                         │
│  ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐            │
│  │   App A  │ │   App B  │ │   App C  │            │
│  │  Bins/Libs│ │ Bins/Libs│ │ Bins/Libs│            │
│  │ Guest OS │ │ Guest OS │ │ Guest OS │  ← 每个VM  │
│  └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘   有完整OS  │
│  ┌─────────────────────────────────────┐            │
│  │           Hypervisor                │            │
│  └─────────────────────────────────────┘            │
│  ┌─────────────────────────────────────┐            │
│  │            Host OS                  │            │
│  └─────────────────────────────────────┘            │
│  ┌─────────────────────────────────────┐            │
│  │           Infrastructure            │            │
│  └─────────────────────────────────────┘            │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│                    容器架构                           │
│  ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐            │
│  │   App A  │ │   App B  │ │   App C  │            │
│  │  Bins/Libs│ │ Bins/Libs│ │ Bins/Libs│ ← 共享内核 │
│  └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘   无Guest OS│
│  ┌─────────────────────────────────────┐            │
│  │          Docker Engine              │            │
│  └─────────────────────────────────────┘            │
│  ┌─────────────────────────────────────┐            │
│  │            Host OS                  │            │
│  └─────────────────────────────────────┘            │
│  ┌─────────────────────────────────────┐            │
│  │           Infrastructure            │            │
│  └─────────────────────────────────────┘            │
└─────────────────────────────────────────────────────┘

对比维度	容器	虚拟机
启动速度	秒级	分钟级
体积	MB 级	GB 级
性能	接近原生	有损耗（Hypervisor 开销）
隔离性	进程级隔离（较弱）	完整 OS 隔离（强）
内核	共享宿主机内核	独立内核
资源利用率	高，可运行大量容器	较低，每个 VM 占用大量资源
适用场景	微服务、CI/CD、快速部署	需要完全隔离、不同内核的场景

💡 一句话总结：虚拟机虚拟的是硬件，容器虚拟的是操作系统。

1.1.3 Docker 架构

Docker 采用 C/S（客户端-服务端）架构：

┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
│                                                          │
│   Docker Client (CLI)          Docker Host               │
│   ┌─────────────┐      ┌─────────────────────────┐      │
│   │ docker build │─────▶│     Docker Daemon        │      │
│   │ docker pull  │      │     (dockerd)            │      │
│   │ docker run   │      │                         │      │
│   └─────────────┘      │  ┌─────────┐ ┌────────┐│      │
│                         │  │Containers│ │ Images ││      │
│          REST API       │  └─────────┘ └────────┘│      │
│                         └──────────┬──────────────┘      │
│                                    │                     │
│                         ┌──────────▼──────────────┐      │
│                         │     Registry             │      │
│                         │   (Docker Hub / 私有)    │      │
│                         └─────────────────────────┘      │
└──────────────────────────────────────────────────────────┘

三大核心组件：

组件	说明
Docker Client（CLI）	用户与 Docker 交互的命令行工具，发送命令给 Docker Daemon
Docker Daemon（dockerd）	后台守护进程，负责管理镜像、容器、网络、存储等
Docker Registry	镜像仓库，存储和分发 Docker 镜像（如 Docker Hub）

工作流程：

用户通过 docker CLI 输入命令
CLI 通过 REST API 将请求发送给 Docker Daemon
Daemon 执行操作（拉取镜像、创建容器等）
需要时从 Registry 拉取/推送镜像

1.1.4 核心概念：镜像、容器、仓库

📦 镜像（Image）

定义：只读的模板，包含运行应用所需的一切（代码、运行时、库、环境变量、配置文件）
特点：分层存储（Layer），每一层都是只读的
类比：可以理解为一个"类（Class）"，是创建容器的蓝图

镜像分层结构示意：

┌──────────────────────┐
│    应用代码层         │  ← 最上层（你的应用）
├──────────────────────┤
│    依赖安装层         │  ← pip install / npm install
├──────────────────────┤
│    系统工具层         │  ← apt-get install
├──────────────────────┤
│    基础镜像层         │  ← ubuntu:22.04 / python:3.12
└──────────────────────┘

🚀 容器（Container）

定义：镜像的运行实例，是一个独立的、可运行的进程
特点：在镜像层之上添加一个可写层（读写层），容器的所有修改都发生在这一层
类比：可以理解为"对象（Instance）"，由镜像创建而来
生命周期：创建 → 启动 → 运行 → 暂停 → 停止 → 删除

容器 = 镜像 + 可写层

┌──────────────────────┐
│    可写层（容器层）    │  ← 容器运行时的修改保存在这里
├══════════════════════┤
│    镜像层（只读）      │
│    ...               │
│    基础镜像层         │
└──────────────────────┘

🏪 仓库（Registry）

定义：集中存储和分发 Docker 镜像的服务
Docker Hub：官方公共仓库，类似 GitHub 之于代码
私有仓库：企业自建，如 Harbor、腾讯云 TCR
仓库命名规则：[registry_host/]namespace/repository:tag
- 例：docker.io/library/nginx:1.25 → 可简写为 nginx:1.25

1.1.5 Docker 底层技术

Docker 依赖 Linux 内核的三大核心技术实现容器化：

🔒 Namespace — 资源隔离

Namespace 提供了进程级别的隔离，让容器认为自己独占了一台完整的机器。

Namespace	隔离内容	说明
PID	进程 ID	容器内进程 PID 从 1 开始
NET	网络	独立的网络栈、IP、端口
MNT	文件系统挂载点	容器有自己的根文件系统
UTS	主机名和域名	容器可以有自己的 hostname
IPC	进程间通信	隔离信号量、消息队列
USER	用户和用户组	容器内 root ≠ 宿主机 root

bash

# 查看一个容器的 namespace
ls -la /proc/<容器内PID>/ns/

# 输出示例：
# lrwxrwxrwx 1 root root 0 cgroup -> 'cgroup:[4026531835]'
# lrwxrwxrwx 1 root root 0 ipc -> 'ipc:[4026532xxx]'
# lrwxrwxrwx 1 root root 0 mnt -> 'mnt:[4026532xxx]'
# lrwxrwxrwx 1 root root 0 net -> 'net:[4026532xxx]'
# lrwxrwxrwx 1 root root 0 pid -> 'pid:[4026532xxx]'
# lrwxrwxrwx 1 root root 0 user -> 'user:[4026531837]'
# lrwxrwxrwx 1 root root 0 uts -> 'uts:[4026532xxx]'

⚙️ Cgroups — 资源限制

Control Groups（Cgroups）用于限制、记录和隔离进程组所使用的物理资源。

资源	控制能力
CPU	限制 CPU 使用时间或核心数
Memory	限制内存使用上限，超出可 OOM Kill
I/O	限制磁盘读写速率
Network	限制网络带宽（通过 tc 配合）

bash

# Docker 中限制容器资源的示例
docker run -d \
  --name my-app \
  --memory="512m" \        # 限制内存 512MB
  --cpus="1.5" \           # 限制使用 1.5 个 CPU 核心
  --memory-swap="1g" \     # 限制 swap 1GB
  nginx

# 查看容器资源使用情况
docker stats my-app

📂 UnionFS — 联合文件系统

UnionFS 是一种分层、轻量级、高性能的文件系统，支持将多个目录联合挂载到同一目录下。

Docker 镜像的分层结构就是基于 UnionFS 实现的
常见实现：OverlayFS（overlay2）、AUFS
目前 Docker 默认使用 overlay2 驱动

OverlayFS 工作原理：

┌─────────────┐
│  merged     │  ← 用户看到的统一视图
├─────────────┤
│  upperdir   │  ← 可写层（容器层）
├─────────────┤
│  lowerdir   │  ← 只读层（镜像层，可多层）
└─────────────┘

- 读取文件：从上到下查找，找到即返回
- 写入文件：Copy-on-Write（写时复制），先从只读层复制到可写层再修改
- 删除文件：在可写层创建 whiteout 文件标记删除

bash

# 查看 Docker 使用的存储驱动
docker info | grep "Storage Driver"
# 输出：Storage Driver: overlay2

# 查看镜像的分层信息
docker inspect nginx | jq '.[0].RootFS'

1.2 环境安装与配置

1.2.1 Linux 下安装 Docker Engine（Ubuntu/Debian）

bash

# ============================================
# 方法一：使用官方安装脚本（推荐，最简单）
# ============================================
curl -fsSL https://get.docker.com -o get-docker.sh
sudo sh get-docker.sh

# ============================================
# 方法二：手动安装（适合生产环境、需要控制版本）
# ============================================

# 1. 卸载旧版本
sudo apt-get remove docker docker-engine docker.io containerd runc

# 2. 安装依赖
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y \
    ca-certificates \
    curl \
    gnupg \
    lsb-release

# 3. 添加 Docker 官方 GPG 密钥
sudo install -m 0755 -d /etc/apt/keyrings
curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | \
  sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/docker.gpg
sudo chmod a+r /etc/apt/keyrings/docker.gpg

# 4. 添加 Docker 仓库
echo \
  "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/etc/apt/keyrings/docker.gpg] \
  https://download.docker.com/linux/ubuntu \
  $(. /etc/os-release && echo "$VERSION_CODENAME") stable" | \
  sudo tee /etc/apt/sources.list.d/docker.list > /dev/null

# 5. 安装 Docker Engine
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

# 6. 将当前用户加入 docker 组（免 sudo）
sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker   # 立即生效，或重新登录

1.2.2 CentOS / RHEL 安装

bash

# 1. 卸载旧版本
sudo yum remove docker docker-common docker-selinux docker-engine

# 2. 安装依赖
sudo yum install -y yum-utils

# 3. 添加 Docker 仓库
sudo yum-config-manager --add-repo https://download.docker.com/linux/centos/docker-ce.repo

# 4. 安装 Docker
sudo yum install -y docker-ce docker-ce-cli containerd.io docker-buildx-plugin docker-compose-plugin

# 5. 启动 Docker
sudo systemctl start docker
sudo systemctl enable docker

# 6. 添加用户到 docker 组
sudo usermod -aG docker $USER

1.2.3 配置镜像加速

国内访问 Docker Hub 较慢，配置镜像加速器可以显著提升拉取速度。

bash

# 创建或编辑 Docker 配置文件
sudo mkdir -p /etc/docker
sudo tee /etc/docker/daemon.json <<-'EOF'
{
  "registry-mirrors": [
    "https://mirror.ccs.tencentyun.com",
    "https://hub-mirror.c.163.com",
    "https://docker.mirrors.ustc.edu.cn"
  ],
  "log-driver": "json-file",
  "log-opts": {
    "max-size": "100m",
    "max-file": "3"
  }
}
EOF

# 重启 Docker 使配置生效
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart docker

# 验证镜像加速是否生效
docker info | grep -A 5 "Registry Mirrors"

⚠️ 注意：腾讯云镜像加速地址仅对腾讯云服务器有效。非腾讯云环境请使用其他镜像源。

1.2.4 验证安装

bash

# 查看 Docker 版本信息
docker version
# 输出示例：
# Client: Docker Engine - Community
#  Version:           24.0.7
#  API version:       1.43
#  Go version:        go1.21.3
# Server: Docker Engine - Community
#  Engine:
#   Version:          24.0.7

# 查看 Docker 系统信息
docker info
# 关注以下信息：
# - Server Version
# - Storage Driver（存储驱动，通常为 overlay2）
# - Cgroup Driver（cgroup 驱动）
# - Registry Mirrors（镜像加速地址）

# 运行测试容器
docker run --rm hello-world
# 看到 "Hello from Docker!" 说明安装成功

1.2.5 Docker Desktop 简介（可选）

Docker Desktop 是 Docker 官方提供的桌面端应用，主要面向 macOS 和 Windows 用户。

功能特点：

图形化管理界面：查看容器、镜像、Volume
集成 Docker Compose 和 Kubernetes
内置 Docker Scout（镜像安全扫描）
资源管理（CPU/内存分配设置）

Linux 上的替代方案：

Lazydocker：终端 UI 管理工具
Portainer：Web 端 Docker 管理平台

bash

# 安装 Lazydocker（推荐的终端管理工具）
curl https://raw.githubusercontent.com/jesseduffield/lazydocker/master/scripts/install_update_linux.sh | bash

# 安装 Portainer（Web 管理界面）
docker volume create portainer_data
docker run -d -p 9443:9443 --name portainer \
  --restart=always \
  -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
  -v portainer_data:/data \
  portainer/portainer-ce:latest
# 访问 https://localhost:9443

1.3 基础命令实操

1.3.1 镜像操作

bash

# ==================== 搜索镜像 ====================
docker search nginx
docker search --filter=stars=100 nginx  # 只显示 star > 100 的镜像

# ==================== 拉取镜像 ====================
docker pull nginx              # 拉取最新版（默认 :latest）
docker pull nginx:1.25-alpine  # 拉取指定版本（推荐指定版本）
docker pull ubuntu:22.04

# ==================== 查看本地镜像 ====================
docker images                  # 列出所有镜像
docker images nginx            # 只列出 nginx 相关的镜像
docker images -q               # 只显示镜像 ID
docker images --format "table {{.Repository}}\t{{.Tag}}\t{{.Size}}"  # 自定义格式

# 输出示例：
# REPOSITORY   TAG           IMAGE ID       CREATED        SIZE
# nginx        latest        a6bd71f48f68   2 weeks ago    187MB
# nginx        1.25-alpine   1e7e2bbc3c5b   2 weeks ago    43.2MB

# ==================== 查看镜像详情 ====================
docker inspect nginx:latest              # 查看镜像完整信息（JSON）
docker inspect nginx --format '{{.Config.ExposedPorts}}'  # 查看暴露端口
docker history nginx                     # 查看镜像构建历史（每一层）

# ==================== 标记镜像 ====================
docker tag nginx:latest my-nginx:v1.0    # 给镜像打标签
docker tag nginx:latest myregistry.com/nginx:v1.0  # 为推送私有仓库打标签

# ==================== 删除镜像 ====================
docker rmi nginx:1.25-alpine             # 删除指定镜像
docker rmi $(docker images -q -f "dangling=true")  # 删除所有悬空镜像
docker image prune                       # 清理未使用的悬空镜像
docker image prune -a                    # 清理所有未被容器使用的镜像（慎用）

1.3.2 容器操作

bash

# ==================== 创建并启动容器 ====================

# 基础运行
docker run nginx                        # 前台运行（会阻塞终端）

# 后台运行（最常用）
docker run -d --name my-nginx nginx     # -d: 后台运行, --name: 指定名称

# 端口映射
docker run -d -p 8080:80 --name web nginx
# -p 8080:80 → 宿主机 8080 端口映射到容器 80 端口
# 访问 http://localhost:8080 即可看到 nginx 默认页面

# 多端口映射
docker run -d -p 8080:80 -p 8443:443 --name web nginx

# 随机端口映射
docker run -d -P --name web nginx       # -P: 随机分配宿主机端口

# 环境变量
docker run -d \
  --name my-mysql \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \       # 设置环境变量
  -e MYSQL_DATABASE=testdb \
  -p 3306:3306 \
  mysql:8.0

# 资源限制
docker run -d \
  --name my-app \
  --memory="256m" \                     # 限制内存
  --cpus="0.5" \                        # 限制 CPU
  --restart=unless-stopped \            # 重启策略
  nginx

# 一次性运行（退出后自动删除）
docker run --rm ubuntu echo "Hello Docker"
docker run --rm -it ubuntu bash         # 交互式运行后自动清理

# ==================== 查看容器 ====================
docker ps                              # 查看运行中的容器
docker ps -a                           # 查看所有容器（含已停止的）
docker ps -a -q                        # 只显示容器 ID
docker ps --format "table {{.Names}}\t{{.Status}}\t{{.Ports}}"  # 自定义格式
docker ps -f "status=exited"           # 过滤已停止的容器

# ==================== 容器生命周期管理 ====================
docker stop my-nginx                   # 优雅停止（发送 SIGTERM，10s后 SIGKILL）
docker stop -t 30 my-nginx             # 等待 30 秒后强制停止
docker kill my-nginx                   # 立即强制停止（发送 SIGKILL）
docker start my-nginx                  # 启动已停止的容器
docker restart my-nginx                # 重启容器
docker pause my-nginx                  # 暂停容器
docker unpause my-nginx                # 取消暂停

# ==================== 删除容器 ====================
docker rm my-nginx                     # 删除已停止的容器
docker rm -f my-nginx                  # 强制删除（即使运行中）
docker rm $(docker ps -a -q)           # 删除所有已停止的容器
docker container prune                 # 清理所有已停止的容器（推荐）

# ==================== 重启策略 ====================
# --restart=no              不自动重启（默认）
# --restart=always          总是自动重启
# --restart=unless-stopped  除非手动 stop，否则自动重启
# --restart=on-failure:5    失败时重启，最多 5 次

1.3.3 容器交互

bash

# ==================== 进入容器 ====================

# exec 方式（推荐）— 在运行中的容器内执行命令
docker exec -it my-nginx bash          # 进入容器的 bash shell
docker exec -it my-nginx sh            # 如果没有 bash，用 sh
docker exec -it my-nginx /bin/sh       # 完整路径

# exec 执行单条命令（不进入交互模式）
docker exec my-nginx cat /etc/nginx/nginx.conf   # 查看配置文件
docker exec my-nginx ls /usr/share/nginx/html    # 查看文件列表
docker exec my-nginx whoami                      # 查看当前用户

# -it 参数说明：
# -i (--interactive) : 保持标准输入打开
# -t (--tty)         : 分配一个伪终端
# 两者通常一起使用，提供交互式终端体验

# attach 方式（不推荐日常使用）
docker attach my-nginx
# ⚠️ 注意：attach 连接的是容器的主进程（PID 1）
# 按 Ctrl+C 会停止容器！用 Ctrl+P Ctrl+Q 可安全退出

# ==================== 查看日志 ====================
docker logs my-nginx                   # 查看全部日志
docker logs -f my-nginx                # 实时跟踪日志（类似 tail -f）
docker logs --tail 100 my-nginx        # 查看最后 100 行
docker logs --since "2024-01-01" my-nginx  # 查看指定时间之后的日志
docker logs --since 30m my-nginx       # 查看最近 30 分钟的日志
docker logs -t my-nginx                # 显示时间戳

# ==================== 查看容器信息 ====================
docker inspect my-nginx                # 查看容器完整信息
docker inspect --format '{{.NetworkSettings.IPAddress}}' my-nginx  # 查看 IP
docker inspect --format '{{.State.Status}}' my-nginx               # 查看状态
docker top my-nginx                    # 查看容器内进程
docker stats                           # 实时查看所有容器资源使用
docker stats my-nginx                  # 查看指定容器资源使用
docker port my-nginx                   # 查看端口映射
docker diff my-nginx                   # 查看容器文件系统变化

1.3.4 文件拷贝与导入导出

bash

# ==================== 容器与宿主机之间复制文件 ====================

# 从宿主机复制到容器
docker cp ./index.html my-nginx:/usr/share/nginx/html/index.html

# 从容器复制到宿主机
docker cp my-nginx:/etc/nginx/nginx.conf ./nginx.conf

# 复制目录
docker cp my-nginx:/var/log/nginx/ ./nginx-logs/

# ==================== 容器导入导出（不含元数据） ====================
# export/import: 导出容器的文件系统快照，不包含镜像历史和元数据

# 导出容器为 tar 文件
docker export my-nginx > nginx-container.tar
docker export -o nginx-container.tar my-nginx   # 等效写法

# 从 tar 导入为镜像
docker import nginx-container.tar my-nginx-image:v1
cat nginx-container.tar | docker import - my-nginx-image:v1  # 等效写法

# ==================== 镜像保存加载（保留完整信息） ====================
# save/load: 完整保存镜像，包含所有分层、标签、元数据

# 保存镜像为 tar 文件
docker save nginx:latest > nginx-image.tar
docker save -o nginx-image.tar nginx:latest     # 等效写法
docker save -o all-images.tar nginx:latest ubuntu:22.04  # 保存多个镜像

# 加载镜像
docker load < nginx-image.tar
docker load -i nginx-image.tar                  # 等效写法

export/import vs save/load 对比：

对比	export/import	save/load
操作对象	容器	镜像
保留分层	❌ 合并为单层	✅ 保留所有层
保留元数据	❌ 丢失 CMD、ENV 等	✅ 完整保留
文件体积	较小	较大
适用场景	快速迁移容器	离线传输镜像

1.3.5 系统清理命令

bash

# ==================== 一键清理 ====================

# 清理所有停止的容器、未使用的网络、悬空镜像、构建缓存
docker system prune

# 更彻底的清理（包括未使用的镜像和 volume）
docker system prune -a --volumes

# ⚠️ 以上命令会删除大量数据，生产环境慎用！

# 查看 Docker 磁盘使用情况
docker system df

# 输出示例：
# TYPE            TOTAL     ACTIVE    SIZE      RECLAIMABLE
# Images          10        3         2.453GB   1.825GB (74%)
# Containers      5         2         123.4MB   89.2MB (72%)
# Local Volumes   3         2         456.7MB   12.3MB (2%)
# Build Cache     15        0         1.234GB   1.234GB

1.4 实践 Demo

Demo 1：Nginx 入门实战 — 启动、访问、修改页面

bash

# ===== Step 1: 拉取 Nginx 镜像 =====
docker pull nginx:latest

# ===== Step 2: 启动 Nginx 容器 =====
docker run -d \
  --name my-web \
  -p 8080:80 \
  nginx:latest

# 查看容器状态
docker ps

# ===== Step 3: 访问默认页面 =====
# 浏览器打开 http://localhost:8080
# 或者用 curl 测试
curl http://localhost:8080

# ===== Step 4: 进入容器修改默认页面 =====
docker exec -it my-web bash

# 在容器内执行：
echo '<h1>Hello Docker!</h1><p>My first Docker container.</p>' \
  > /usr/share/nginx/html/index.html
exit

# 刷新浏览器，页面已更新！
curl http://localhost:8080

# ===== Step 5: 也可以不进入容器，直接用 cp 修改 =====
# 在宿主机创建一个自定义页面
cat > /tmp/index.html <<'EOF'
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <title>Docker 学习</title>
    <style>
        body {
            font-family: Arial, sans-serif;
            display: flex;
            justify-content: center;
            align-items: center;
            height: 100vh;
            margin: 0;
            background: linear-gradient(135deg, #667eea 0%, #764ba2 100%);
            color: white;
        }
        .container { text-align: center; }
        h1 { font-size: 3em; margin-bottom: 0.5em; }
        p { font-size: 1.2em; opacity: 0.9; }
    </style>
</head>
<body>
    <div class="container">
        <h1>🐳 Hello Docker!</h1>
        <p>这是我的第一个 Docker 容器</p>
        <p>Running on Nginx inside a container</p>
    </div>
</body>
</html>
EOF

# 将文件复制到容器中
docker cp /tmp/index.html my-web:/usr/share/nginx/html/index.html

# 验证
curl http://localhost:8080

# ===== Step 6: 清理 =====
docker stop my-web
docker rm my-web

Demo 2：运行多个容器 — 理解容器隔离

bash

# 启动 3 个独立的 Nginx 容器，映射不同端口
docker run -d --name web1 -p 8081:80 nginx
docker run -d --name web2 -p 8082:80 nginx
docker run -d --name web3 -p 8083:80 nginx

# 分别修改每个容器的页面
docker exec web1 bash -c 'echo "<h1>Server 1</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html'
docker exec web2 bash -c 'echo "<h1>Server 2</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html'
docker exec web3 bash -c 'echo "<h1>Server 3</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html'

# 验证 —— 三个容器完全独立
curl http://localhost:8081   # → Server 1
curl http://localhost:8082   # → Server 2
curl http://localhost:8083   # → Server 3

# 查看容器各自的 IP
docker inspect --format '{{.Name}} → {{.NetworkSettings.IPAddress}}' web1 web2 web3

# 查看容器进程 —— 每个容器内 PID 都从 1 开始
docker exec web1 ps aux
docker exec web2 ps aux

# 清理
docker stop web1 web2 web3
docker rm web1 web2 web3

Demo 3：容器生命周期完整演示

bash

# ===== 创建容器（不启动） =====
docker create --name lifecycle-demo -p 9090:80 nginx
docker ps -a    # STATUS: Created

# ===== 启动 =====
docker start lifecycle-demo
docker ps       # STATUS: Up X seconds

# ===== 暂停 =====
docker pause lifecycle-demo
docker ps       # STATUS: Up X seconds (Paused)
curl http://localhost:9090   # 请求会挂起，无响应

# ===== 恢复 =====
docker unpause lifecycle-demo
curl http://localhost:9090   # 恢复正常

# ===== 停止 =====
docker stop lifecycle-demo
docker ps -a    # STATUS: Exited (0)

# ===== 重新启动 =====
docker start lifecycle-demo
docker ps       # 又活了

# ===== 强制终止 =====
docker kill lifecycle-demo
docker ps -a    # STATUS: Exited (137)  ← 137 = 128 + 9(SIGKILL)

# ===== 删除 =====
docker rm lifecycle-demo
docker ps -a    # 已经消失

Demo 4：镜像导入导出实战 — 离线迁移

bash

# 场景：将镜像从一台机器迁移到另一台（无网络的机器）

# ===== 在源机器上 =====
# 保存镜像为 tar 文件
docker save -o nginx-offline.tar nginx:latest

# 查看文件大小
ls -lh nginx-offline.tar
# -rw------- 1 user user 187M Jan 1 00:00 nginx-offline.tar

# 将 tar 文件传输到目标机器（scp、U盘等）
# scp nginx-offline.tar user@target-host:/tmp/

# ===== 在目标机器上 =====
# 加载镜像
docker load -i /tmp/nginx-offline.tar
# Loaded image: nginx:latest

# 验证
docker images nginx
docker run -d -p 80:80 nginx:latest

Demo 5：资源限制实验

bash

# 启动一个内存受限的容器
docker run -d \
  --name mem-test \
  --memory="100m" \
  --memory-swap="100m" \
  ubuntu:22.04 \
  sleep infinity

# 查看资源使用
docker stats mem-test --no-stream

# 在容器内尝试分配超过限制的内存（会被 OOM Kill）
docker exec -it mem-test bash
# 在容器内运行：
# apt-get update && apt-get install -y stress
# stress --vm 1 --vm-bytes 150M --vm-hang 0
# 容器会被杀掉！

# 查看容器退出原因
docker inspect --format '{{.State.OOMKilled}}' mem-test
# true

# 清理
docker rm -f mem-test

1.5 常见问题 QA

Q1: `Got permission denied while trying to connect to the Docker daemon socket`

Got permission denied while trying to connect to the Docker daemon socket at
unix:///var/run/docker.sock: ... connect: permission denied

原因：当前用户没有权限访问 Docker daemon 的 socket 文件。

解决方案：

bash

# 方案一：将用户加入 docker 组（推荐）
sudo usermod -aG docker $USER
# 然后重新登录（或执行 newgrp docker）

# 方案二：临时使用 sudo
sudo docker ps

# 验证
groups  # 确认用户在 docker 组中

Q2: `Cannot connect to the Docker daemon. Is the docker daemon running?`

原因：Docker Daemon 未启动。

解决方案：

bash

# 启动 Docker
sudo systemctl start docker

# 设置开机自启
sudo systemctl enable docker

# 检查 Docker 状态
sudo systemctl status docker

# 如果启动失败，查看日志排错
sudo journalctl -xeu docker.service

Q3: 端口被占用 — `Bind for 0.0.0.0:8080 failed: port is already allocated`

原因：宿主机 8080 端口已被其他进程或容器占用。

解决方案：

bash

# 查看谁占用了端口
sudo lsof -i :8080
# 或
sudo netstat -tlnp | grep 8080

# 方案一：换一个端口
docker run -d -p 8888:80 --name my-web nginx

# 方案二：停止占用端口的进程/容器
docker stop <占用端口的容器>
# 或 kill 占用进程

Q4: 容器启动后立即退出（状态为 Exited）

原因：容器的主进程执行完毕后退出了。Docker 容器在主进程退出后就会停止。

解决方案：

bash

# 查看容器退出日志
docker logs <container_name>

# 查看退出状态码
docker inspect --format '{{.State.ExitCode}}' <container_name>
# 退出码含义：
# 0   → 正常退出
# 1   → 应用程序错误
# 137 → 被 SIGKILL 杀掉（OOM 或 docker kill）
# 139 → 段错误
# 143 → 被 SIGTERM 正常终止

# 如果需要容器持续运行，确保主进程不会退出
# 错误：
docker run -d ubuntu            # ubuntu 镜像默认 CMD 是 bash，没有终端会立即退出

# 正确：
docker run -d ubuntu sleep infinity          # 保持进程运行
docker run -d -it ubuntu bash                # 分配终端
docker run -d ubuntu tail -f /dev/null       # 另一种保持方式

Q5: `docker pull` 拉取镜像很慢或超时

原因：默认从 Docker Hub 拉取，国内网络访问较慢。

解决方案：

bash

# 配置镜像加速器（见 1.2.3 节）
# 确认配置已生效：
docker info | grep -A 5 "Registry Mirrors"

# 临时指定源拉取
# 使用腾讯云 CCR
docker pull ccr.ccs.tencentyun.com/library/nginx

Q6: `exec` 和 `attach` 有什么区别？该用哪个？

对比	`docker exec`	`docker attach`
作用	在容器内启动新进程	连接到容器的主进程
Ctrl+C	只退出 exec 进程	会停止整个容器！
使用场景	调试、执行命令	查看主进程输出
推荐	✅ 日常使用推荐	⚠️ 谨慎使用

bash

# 推荐使用 exec
docker exec -it my-nginx bash

# 如果必须用 attach，记得用 Ctrl+P Ctrl+Q 安全退出（不会停止容器）
docker attach my-nginx
# 按 Ctrl+P 然后 Ctrl+Q 退出

Q7: 如何查看容器的 IP 地址？

bash

# 方法一：docker inspect
docker inspect --format '{{.NetworkSettings.IPAddress}}' my-nginx

# 方法二：进入容器查看
docker exec my-nginx cat /etc/hosts
docker exec my-nginx hostname -i

# 方法三：查看所有容器的 IP
docker inspect --format '{{.Name}} → {{range .NetworkSettings.Networks}}{{.IPAddress}}{{end}}' $(docker ps -q)

Q8: `docker run` 和 `docker create` + `docker start` 有什么区别？

bash

# docker run = docker create + docker start + docker attach(前台模式)

# 等效操作：
docker run -d --name my-nginx nginx
# 等于：
docker create --name my-nginx nginx
docker start my-nginx

docker create 适用于需要先配置好容器再启动的场景。

Q9: 如何清理 Docker 占用的磁盘空间？

bash

# 1. 查看 Docker 磁盘使用
docker system df
docker system df -v   # 详细信息

# 2. 渐进式清理（从安全到激进）

# 清理已停止的容器
docker container prune

# 清理悬空镜像（<none> 标签的镜像）
docker image prune

# 清理未使用的网络
docker network prune

# 清理未使用的 volume（⚠️ 可能丢数据）
docker volume prune

# 一键清理（不含 volume）
docker system prune

# 一键清理所有（⚠️ 慎用，含未使用的镜像和 volume）
docker system prune -a --volumes

Q10: `docker stop` 和 `docker kill` 有什么区别？

对比	`docker stop`	`docker kill`
信号	先发 SIGTERM，超时后发 SIGKILL	直接发 SIGKILL
行为	给进程优雅退出的机会	强制立即终止
超时	默认等待 10 秒	无等待
适用	正常停止	容器无响应时

bash

docker stop my-nginx              # 优雅停止，等待 10 秒
docker stop -t 30 my-nginx        # 等待 30 秒
docker kill my-nginx               # 强制停止
docker kill -s SIGTERM my-nginx    # kill 也可以发送指定信号

1.6 命令速查表

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    Docker 基础命令速查表                         │
├──────────────────┬──────────────────────────────────────────────┤
│                  │                                              │
│  镜像管理         │  docker pull <image>      拉取镜像           │
│                  │  docker images            列出镜像           │
│                  │  docker rmi <image>       删除镜像           │
│                  │  docker tag <src> <dst>   打标签             │
│                  │  docker history <image>   查看构建历史        │
│                  │  docker save / load       保存/加载镜像       │
│                  │  docker image prune       清理悬空镜像        │
│                  │                                              │
├──────────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│                  │                                              │
│  容器管理         │  docker run -d -p H:C     后台运行+端口映射    │
│                  │  docker ps / ps -a        查看容器            │
│                  │  docker stop / start      停止/启动           │
│                  │  docker rm <container>    删除容器            │
│                  │  docker restart           重启容器            │
│                  │  docker container prune   清理已停止容器       │
│                  │                                              │
├──────────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│                  │                                              │
│  容器交互         │  docker exec -it ... bash  进入容器          │
│                  │  docker logs -f            实时日志           │
│                  │  docker cp                 文件复制           │
│                  │  docker inspect            查看详情           │
│                  │  docker stats              资源监控           │
│                  │  docker top                查看进程           │
│                  │                                              │
├──────────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│                  │                                              │
│  系统管理         │  docker system df          磁盘使用           │
│                  │  docker system prune       一键清理           │
│                  │  docker info               系统信息           │
│                  │  docker version            版本信息           │
│                  │                                              │
└──────────────────┴──────────────────────────────────────────────┘

📝 学习建议：本阶段以动手实操为主，每个命令都亲自执行一遍。建议在虚拟机或云服务器上练习，避免影响本机环境。完成所有 Demo 后，尝试自己组合命令，比如"启动一个 Redis 容器并通过 redis-cli 连接"。

第一阶段：Docker 基础入门 ​

1.1 Docker 核心概念 ​

1.1.1 什么是容器？ ​

1.1.2 容器 vs 虚拟机 ​

1.1.3 Docker 架构 ​

1.1.4 核心概念：镜像、容器、仓库 ​

📦 镜像（Image） ​

🚀 容器（Container） ​

🏪 仓库（Registry） ​

1.1.5 Docker 底层技术 ​

🔒 Namespace — 资源隔离 ​

⚙️ Cgroups — 资源限制 ​

📂 UnionFS — 联合文件系统 ​

1.2 环境安装与配置 ​

1.2.1 Linux 下安装 Docker Engine（Ubuntu/Debian） ​

1.2.2 CentOS / RHEL 安装 ​

1.2.3 配置镜像加速 ​

1.2.4 验证安装 ​

1.2.5 Docker Desktop 简介（可选） ​

1.3 基础命令实操 ​

1.3.1 镜像操作 ​

1.3.2 容器操作 ​

1.3.3 容器交互 ​

1.3.4 文件拷贝与导入导出 ​

1.3.5 系统清理命令 ​

1.4 实践 Demo ​

Demo 1：Nginx 入门实战 — 启动、访问、修改页面 ​

Demo 2：运行多个容器 — 理解容器隔离 ​

Demo 3：容器生命周期完整演示 ​

Demo 4：镜像导入导出实战 — 离线迁移 ​

Demo 5：资源限制实验 ​

1.5 常见问题 QA ​

Q1: Got permission denied while trying to connect to the Docker daemon socket ​

Q2: Cannot connect to the Docker daemon. Is the docker daemon running? ​

Q3: 端口被占用 — Bind for 0.0.0.0:8080 failed: port is already allocated ​

Q4: 容器启动后立即退出（状态为 Exited） ​

Q5: docker pull 拉取镜像很慢或超时 ​

Q6: exec 和 attach 有什么区别？该用哪个？ ​

Q7: 如何查看容器的 IP 地址？ ​

Q8: docker run 和 docker create + docker start 有什么区别？ ​

Q9: 如何清理 Docker 占用的磁盘空间？ ​

Q10: docker stop 和 docker kill 有什么区别？ ​

1.6 命令速查表 ​

第一阶段：Docker 基础入门

1.1 Docker 核心概念

1.1.1 什么是容器？

1.1.2 容器 vs 虚拟机

1.1.3 Docker 架构

1.1.4 核心概念：镜像、容器、仓库

📦 镜像（Image）

🚀 容器（Container）

🏪 仓库（Registry）

1.1.5 Docker 底层技术

🔒 Namespace — 资源隔离

⚙️ Cgroups — 资源限制

📂 UnionFS — 联合文件系统

1.2 环境安装与配置

1.2.1 Linux 下安装 Docker Engine（Ubuntu/Debian）

1.2.2 CentOS / RHEL 安装

1.2.3 配置镜像加速

1.2.4 验证安装

1.2.5 Docker Desktop 简介（可选）

1.3 基础命令实操

1.3.1 镜像操作

1.3.2 容器操作

1.3.3 容器交互

1.3.4 文件拷贝与导入导出

1.3.5 系统清理命令

1.4 实践 Demo

Demo 1：Nginx 入门实战 — 启动、访问、修改页面

Demo 2：运行多个容器 — 理解容器隔离

Demo 3：容器生命周期完整演示

Demo 4：镜像导入导出实战 — 离线迁移

Demo 5：资源限制实验

1.5 常见问题 QA

Q1: `Got permission denied while trying to connect to the Docker daemon socket`

Q2: `Cannot connect to the Docker daemon. Is the docker daemon running?`

Q3: 端口被占用 — `Bind for 0.0.0.0:8080 failed: port is already allocated`

Q4: 容器启动后立即退出（状态为 Exited）

Q5: `docker pull` 拉取镜像很慢或超时

Q6: `exec` 和 `attach` 有什么区别？该用哪个？

Q7: 如何查看容器的 IP 地址？

Q8: `docker run` 和 `docker create` + `docker start` 有什么区别？

Q9: 如何清理 Docker 占用的磁盘空间？

Q10: `docker stop` 和 `docker kill` 有什么区别？

1.6 命令速查表