Docker 是一个开源平台，它简化了应用程序的设计、交付和部署。它通过将应用程序的依赖项编译到所谓的容器中，在隔离的环境中运行应用程序。有关 Docker 的更多信息，请参阅。通常情况下，支持应用程序需要多种服务，例如数据库和负载平衡。

本文将介绍 Docker Compose 如何协助设置多项服务。此外，我们还将演示如何安装和使用 Docker Compose。让我们先来简单了解一下 docker-compose。

Docker Compose 将执行基于 YAML 的多容器应用程序。YAML 文件包含部署 Docker Compose 容器所需的所有配置。Docker Compose 与 Docker Swarm 集成，并提供构建和部署容器的指导。使用 Docker Compose，每个容器都构建为在单个主机上运行。

Docker Compose 中的关键概念

Docker Compose 是一款功能强大的多容器应用程序管理工具，掌握其关键组件（例如服务、网络、卷和环境变量）可以极大地提升其使用体验。让我们来详细分析一下这些概念以及它们在 Docker Compose 文件中的工作原理。

Docker Compose 文件（YAML 格式）

Docker Compose 配置主要存储在一个名为docker-compose.yml的文件中，该文件使用YAML格式定义应用程序的环境。此文件包含设置和运行应用程序所需的所有详细信息，例如服务、网络和卷。要有效地使用 Docker Compose，您必须了解此文件的结构。

YAML 配置的关键元素

• version：它定义 Compose 文件的格式，确保与特定的 Docker Compose 功能和语法兼容。

• services：此services部分列出了应用程序所需的每个容器化服务。每个服务都有其配置选项，例如要使用的镜像、环境变量和资源限制。

• networks：在网络部分，您可以定义自定义网络，以实现容器之间的通信。此外，它还允许您指定网络驱动程序和自定义设置，以组织容器交互。

• volumes：volumes允许在容器重启后保留数据，并可在需要时在容器之间共享。卷使您能够在容器生命周期之外存储数据，这使其适用于共享存储或保存应用程序状态。

**例子**docker-compose.yml****

下面是一个示例 Compose 文件，其中定义了两个服务、一个共享网络和一个卷：

version: '3.8'

services: 
  web:    
    image: nginx:latest   
    ports:     
      - "80:80"   
    networks:      
      - frontend    
    volumes:      
      - shared-volume:/usr/share/nginx/html
    depends_on:
      - app

  app:   
    image: node:14   
    working_dir: /app  
    command: node server.js   # Specify a command
    networks:     
      - frontend    
    volumes:      
      - shared-volume:/app/data

networks:  
  frontend:   
    driver: bridge

volumes:  
  shared-volume:  # Remove incorrect syntax

解释：

• web服务运行一个 Nginx 容器，app运行一个 Node.js 容器。

• 两种服务通过frontend网络连接，从而实现通信。

• shared-volume卷安装在两个容器中，为文件提供共享存储。

Docker Compose 服务

在 Docker Compose 中，应用程序的每个组件都作为单独的服务运行，每个服务都运行一个针对特定角色（例如数据库、Web 服务器或缓存）定制的容器。这些服务在 docker-compose.yml 文件的 services 部分中定义。此部分允许您单独配置每个服务，指定要拉取的 Docker 镜像、环境变量、网络连接和存储选项等详细信息。通过此设置，您可以控制应用程序各个部分的交互方式，确保跨服务顺畅的通信和资源管理。

关键服务配置选项

• Image：图像选项定义我们将通过 Docker Hub 或任何其他注册表中的服务使用哪个 Docker 图像。

• Build：无需拉取镜像，您可以通过指定包含 Dockerfile 的目录在本地构建镜像。该构建方式非常适合在应用程序中添加自定义代码。

• Ports：此设置将容器的内部端口映射到主机上的端口，从而可以从容器外部访问服务。

• Volumes：卷将持久存储附加到服务，确保即使容器重启时数据仍然可访问。

• Environment：环境变量允许您将配置或敏感信息（如数据库凭据或 API 密钥）传递给服务。

• Depends_on： Depends_on 控制服务的启动顺序，确保某些容器在其他容器开始之前运行。

**配置示例 **docker-compose.yml****

下面是一个示例配置，演示了如何使用这些选项：

version: '3.8'
services:    
    db:         
         image: postgres:13        
         environment:             
             - POSTGRES_USER=user            
             - POSTGRES_PASSWORD=pass        
    volumes:           
        - db_data:/var/lib/postgresql/data   

    web:         
         build: ./web        
         ports:            
             - "5000:5000"        
   volumes:             
       - web_data:/usr/src/app         
   environment:             
       - DATABASE_URL=postgres://user:pass@db:5432/mydb        
   depends_on:             
        - db

volumes:  
    db_data:  
    web_data:

解释：

• db服务运行一个PostgreSQL容器。它使用环境变量设置数据库用户名和密码，并将数据存储在db_data卷上以确保其持久化保存。

• web服务由./web目录中的 Dockerfile 构建，并公开端口 5000。web_data卷被挂载用于持久存储应用程序文件。它依赖于db服务，确保数据库在 Web 服务启动时可用。

Docker Compose 网络

Docker Compose 部署使用networks来实现服务之间的安全通信。docker-compose.yml 文件中定义的服务默认位于同一个网络中，无需任何额外设置即可相互连接。为了实现更严格的控制，您可以创建其他网络并将服务分配给这些网络，以便控制服务的通信方式，或根据需要将某些服务分组。

关键网络配置选项

• Driver：Driver 用于网络驱动程序类型，例如bridge（本地网络的默认设置）或（ Docker Swarmoverlay中的多主机网络），它决定了服务如何相互连接。

• 驱动程序选项（driver_opts）：驱动程序选项允许对网络驱动程序进行附加设置，有助于微调网络行为以满足特定需求。

• IP 地址管理（ipam）：IP 地址管理配置网络级 IP 设置，如子网和 IP 范围，让您更好地控制分配给服务的 IP 地址空间。

自定义网络示例

下面是一个示例 Compose 文件，它设置了两个网络，一个用于数据库通信，另一个用于 Web 访问。

version: '3.8'

services:  
   db:    
        image: postgres:13    
        networks:      
            - backend  

   web:    
         image: nginx:latest   
         networks:     
             - frontend      
             - backend    
         ports:      
             - "80:80"

networks: 
    frontend:    
       driver: bridge 

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

解释：

• db服务使用backend网络，将其与frontend网络隔离以限制访问。

• web服务连接到frontend和backend网络，使其能够与db服务通信，同时仍然可通过frontend网络访问。`webbackenddbfrontend`

• backend网络包括具有特定子网范围的 IPAM 设置，确保自定义 IP 地址管理。

Docker Compose 数据卷

Docker Compose 中的卷用于持久化 Docker 容器创建或使用的数据。这样，即使容器在 Docker Compose 中停止或移除，数据也能持久化。在 docker-compose.yml 文件中，volumes 部分描述了所有连接到服务的卷，让您可以管理独立于容器生命周期的数据。

关键卷配置选项

• External：设置为 true 表示该卷是在 Docker Compose 之外外部创建的（例如通过 docker volume create）并且只是在配置中引用。

• Driver：指示卷应使用哪个卷驱动程序，并控制如何处理这些卷。默认情况下，驱动程序是本地的，但也可以使用其他选项。

• Driver Options （driver_opts）：用于自定义卷驱动程序的附加选项，如文件系统类型或不同的存储参数。

docker-compose 数据卷示例

这里有一个实际的例子，展示如何为 PostgreSQL 数据库配置卷，确保其数据持久存储。

version: '3.8'

services:    
    db:         
         image: postgres:13        
         environment:              
              - POSTGRES_USER=user              
              - POSTGRES_PASSWORD=pass   
         volumes:      
             - db_data:/var/lib/postgresql/data

volumes:  
    db_data:    
         driver: local    
         driver_opts:      
             type: none      
             o: bind      
             device: /path/to/local/db_data

解释

• db服务运行一个 PostgreSQL 容器，其数据存储在db_data卷中。此设置可确保在容器重启或删除后数据库信息仍然完整。

• db_data卷已配置为使用local驱动程序，并且其驱动程序选项已设置为创建指向主机系统上特定路径( /path/to/local/db_data)的绑定挂载。这意味着所有数据库文件都保存在主机上的指定目录中。

• 通过这种方式使用卷，您可以保证重要数据的安全且易于访问，并与容器本身分开。

Docker Compose 环境变量

环境变量是一种简单有效的方法，可以通过 Docker Compose 从主机操作系统传递配置设置来访问服务。您可以使用 environment 部分直接在服务定义上设置这些变量，也可以从外部文件加载它们。

如何在 Docker Compose 中设置环境变量？

• Inline：您可以在服务定义中直接声明环境变量。这种方法很简单，并且将所有内容集中在一个地方。

• env_file：此选项允许您从外部文件加载环境变量，从而更容易管理配置，特别是在处理许多变量时。

docker-compose使用环境变量的示例

下面是一个示例，演示了为 Web 应用程序和数据库服务设置环境变量的两种方法。

version: '3.8'

services:  
    db:    
         image: postgres:13    
         environment:      
             - POSTGRES_USER=user      
             - POSTGRES_PASSWORD=pass    
         volumes:      - db_data:/var/lib/postgresql/data  

    web:    image: my-web-app:latest    
                 build: ./web    
                 environment:      
                     - DATABASE_URL=postgres://user:pass@db:5432/mydb    
                 env_file:      
                      - .env

volumes: 
    db_data:

解释

• 在db服务中，和环境变量是内联定义的，直接指定数据库凭据。`dbPOSTGRES_USERPOSTGRES_PASSWORD`

• 该服务使用 的内联变量连接到 PostgreSQL 数据库。此外，它还从名为 的外部文件加载环境变量。该文件可以包含各种设置，例如 API 密钥、应用程序配置和其他敏感信息。`webDATABASE_URL.env`

通过充分理解这些基本原理，开发人员就可以使用 Docker Compose 来管理和编排可能非常复杂且涉及许多 Docker 容器的应用程序。

安装 Docker Compose

我们可以在 macOs、Widows 和 64 位 Linux 上运行 Docker Compose。

• 对于任何重要的活动，Docker Compose 都依赖于 Docker Engine。根据您的安排，我们必须确保 Docker Engine 安装在本地或远程。

• 桌面系统（例如 Mac 和 Windows 版 Docker）预装了 Docker Compose。

• 在开始安装 Docker Compose 之前， 请先按照Linux系统上的Docker 安装中的说明安装 Docker。

在 Ubuntu 上安装 Docker Compose – 分步指南

步骤 1：更新包管理器

• 以下脚本将安装最新版本的 Docker Compose 并更新包管理。

sudo apt-get 更新

第 2 步：下载软件

• 这里我们使用的是Linux操作系统中的Ubuntu版本。因此，包管理器是“apt-get”。如果您想在Redhat Linux中安装它，那么包管理器将是“yum”。

步骤 3：应用权限

• 使用以下命令将可执行权限应用于软件：

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

步骤4：验证下载的软件

• 使用以下命令验证docker compose是否安装成功：

docker-compose --version

Docker容器

Docker 容器是一个基于 Linux 的轻量级系统，它打包了应用程序的所有库和依赖项，这些库和依赖项是预先构建好的，可以直接执行。它是一个独立的运行镜像，让应用程序感觉整个系统都是为其专属的。许多大型组织正在从虚拟机转向容器，因为它们轻量级且易于使用和维护。但是，当将容器用于实际应用程序时，通常一个容器是不够的。例如，假设 Netflix 使用微服务架构。它需要身份验证、登录、数据库、支付等服务，而对于每个服务，我们都希望运行一个单独的容器。容器最好只用于单一用途。

现在，想象一下编写单独的 Docker 文件，并管理每个容器的配置和网络。这时，Docker Compose 就派上用场了，它让我们的工作变得轻松。

为什么选择 Docker Compose？

如前所述，现实世界中的应用程序为其每个服务都有一个单独的容器。我们知道每个容器都需要一个 Dockerfile。这意味着我们可能需要编写数百个 Docker 文件，然后分别管理每个容器的所有内容，这非常繁琐。

因此，我们使用 docker-compose，这是一个帮助定义和运行多容器应用程序的工具。借助 Docker Compose，您可以使用其 YAML 文件来启动和停止服务。Docker-compose 允许我们仅使用几个简单的命令和每个配置一个 YAML 文件来启动和停止所有服务。

与使用 Docker Hub 中预构建的镜像（可以使用 docker-compose.yaml 文件进行配置）不同，如果您使用自定义镜像，则需要在单独的 Dockerfile 中声明其配置。以下是 docker-compose 支持的功能：

• 所有服务均在单个主机上独立运行。

• 仅当发生变化时才会重新创建容器。

• 创建新容器时不会重置卷数据，卷会被保留。

• 环境内的变量和组成的运动。

• 它创建了一个虚拟网络，以便在环境内轻松进行交互。

现在，让我们通过一个简单的项目看看如何使用 docker-compose。

如何使用 Docker Compose？

在这个项目中，我们将创建一个简单的Restfull 应用I，它将返回一个水果列表。我们将使用 Flask 来实现这个功能。一个PHP应用程序将请求此服务并将其显示在浏览器中。这两个服务都将在各自的容器中运行。

步骤1：创建项目目录

• 首先，为我们的完整项目创建一个单独的目录。使用以下命令。

mkdir dockerCompose项目

• 移至目录内。

cd dockerCompose项目

步骤 2：创建 API

我们将创建一个自定义镜像，使用Python来提供下面定义的Restful API。然后，我们将使用Dockerfile进一步配置该服务。

• 然后为该服务创建一个子目录，我们将其命名为产品，并移入其中。

mkdir 产品
cd 产品

• 创造requirements.txt

在文件夹中product，创建一个名为的文件requirements.txt并添加以下依赖项：

烧瓶
烧瓶休息

步骤3：构建Python api.py

• 以下是有助于进行 API 调用的 python 文件：

• 创建一个 Dockerfile 来定义上述 API 将在其中运行的容器。

从 flask 导入 Flask
从 flask_restful 导入 Resource, Api

# 创建一个 flask 对象
app = Flask(__name__)
api = Api(app)

# 为 Fruits 创建一个类，用于保存
# 访问器
class Fruits(Resource):
def get(self):

返回一个包含水果的字典

return {
‘fruits’: [‘Mango’, ‘Pomegranate’, ‘Orange’, ‘Litchi’]
}

# 在根路由添加资源
api.add_resource(Fruits, ‘/’)

# 如果此文件正在执行，则运行服务
if __name__ == ‘__main__’:

运行服务

app.run(host=’0.0.0.0′, port=80, debug=True)

步骤4：为Python API创建Dockerfile

从 python:3
WORKDIR /usr/src/app
复制 requirements.txt .
运行 pip install –no-cache-dir -r requirements.txt
复制 .​​ .
CMD [“python”, “api.py”]
 

FROM 命令接受镜像名称和 Docker 将从 Docker Hub 下载的版本号。可以使用 copy 命令将当前工作目录的内容复制到服务器期望的代码所在位置。此外，CMD 命令会接受一个命令列表，用于在容器启动后启动服务。

步骤5：创建PHP HTML网站

让我们使用PHP创建一个使用我们的API 的简单网站。

• 移动到父目录并为网站创建另一个子目录。

cd ..
mkdir 网站
cd 网站

索引.php

\
\
\
\
\
\
\

欢迎来到印度水果店\

\

\ $json = file_get_contents(‘http://fruit-service‘);
$obj = json_decode($json);
$fruits = $obj->fruits;
foreach ($fruits as $fruit){
echo “\
• $fruit\
“;
}
?>
\

\
\

• 现在创建一个组合文件，我们将在其中定义和配置两个服务，API 和网站。

• 使用以下代码移出网站子目录。

光盘 ..

• 然后创建文件名为.docker-compose.yaml

步骤6：创建Docker-compose.yaml文件

• 以下是示例docker compose文件代码：

版本：“3”

服务：
水果服务：
构建：./
product 卷：
-./product：/usr /src/
app 端口：
-5001：80

网站：
图片：php：apache
卷：
-./ website：/var/www/html
端口：
-5000：80
取决于：
-水果服务
 

Docker-compose.yaml 文件

第一行是可选的，我们指定了 docker-compose 工具的版本。接下来的服务定义了我们的应用程序将要使用的服务列表。第一个服务是水果服务，它是我们的 API，第二个服务是我们的网站。水果服务有一个属性 build，其中包含要构建并创建为镜像的 dockerfile。卷定义了主机和容器之间的存储映射，以便我们可以进行实时更改。最后，端口属性通过主机的 5001 端口公开容器的 80 端口。

网站服务不使用自定义镜像，而是从 Docker Hub 下载 PHP 镜像，然后将包含 index.php 的 website 文件夹映射到 /var/www/html（PHP 期望代码位于此位置）。Ports 暴露容器端口。最后，depends_on 指定当前服务所依赖的所有服务。

• 创建所有必需的文件和目录后的文件夹结构如下：

使用 Docker Compose 运行应用程序堆栈

• 现在我们有了 docker-compose.yml 文件，我们可以运行它。

• 要启动应用程序，请输入以下命令。

docker-compose up -d

现在所有服务都将启动，我们的网站将可以在localhost:5000上使用。

• 打开浏览器并输入localhost:5000。

输出

• 要停止应用程序，请按 CTRL + C 或

docker-compose 停止

Docker Compose 的优势

Docker Compose 的优点如下：

• 简化多容器管理：Docker Compose 具有使用单个 YAML 文件定义、配置和运行多个容器等功能，简化了复杂应用程序的管理。

• 促进环境一致性：它促进与降低环境相关问题风险相一致的开发、测试和生产环境。

• 自动化多容器工作流程：使用 Docker Compose，您可以轻松自动化多容器环境的设置和拆卸，使其成为 CI/CD 管道和开发工作流程的理想选择。

• 高效的资源管理：能够跨多个容器高效地分配和管理资源，提高应用程序的性能和可扩展性。

Docker Compose 的缺点

Docker Compose 的缺点如下：

• 可扩展性有限：Docker Compose 不是为大规模扩展机制而开发的，这会限制其管理复杂部署的有效性。

• 单主机限制：Docker Compose 将在单个主机上运行，​​因此不适合需要多主机编排的分布式应用程序。

• 基本负载平衡：它缺乏 Kubernetes 等更强大的编排工具中提供的高级负载平衡和自动扩展功能。

• 监控功能不够强大：与更全面的解决方案相比，Docker Compose 提供的内置监控和日志记录功能最少。

重要的 Docker Compose 命令

命令	描述	例子
docker-compose up	此命令将启动文件中定义的所有服务docker-compose.yml。如果必要的容器、网络和卷尚不存在，它将创建它们。您可以通过添加-d选项在后台运行它。	docker-compose up -d
docker-compose down	使用此命令停止并删除由 创建的所有容器、网络和卷docker-compose up。当您不再需要运行该应用程序时，这是清理资源的好方法。	docker-compose down
docker-compose ps	此命令列出与 Compose 应用关联的所有容器，显示其当前状态和其他有用信息。它非常适合监控哪些服务已启动并正在运行。	docker-compose ps
docker-compose日志	此命令可让您查看服务生成的日志。如果您要关注特定服务，可以指定其名称来过滤日志，这对于故障排除非常有用。	docker-compose log web
docker-compose exec	使用此命令，您可以在正在运行的服务容器中运行命令。这对于调试或直接与服务交互特别有用。	docker-compose exec db psql -U 用户 -d mydb
docker-compose构建	此命令用于构建或重新构建文件中指定的镜像docker-compose.yml。当您更改 Dockerfile 或想要更新镜像时，此命令非常方便。	docker-compose build
docker-compose pull	使用此命令从相应的镜像仓库中拉取服务的最新镜像。它可以确保您在启动应用程序之前拥有最新版本。	docker-compose pull
docker-compose 启动	此命令会启动 Compose 文件中已定义的容器，而无需重新创建它们。这是一种快速恢复已停止服务的办法。	docker-compose restart
docker-compose 停止	此命令将停止正在运行的容器但保持它们完好无损，因此您可以稍后使用 重新启动它们docker-compose start。	docker-compose stop
docker-compose 配置	此命令验证并显示文件中的配置docker-compose.yml。这是在部署应用程序之前检查任何错误的有用方法。	docker-compose config

Docker Compose最佳实践

以下是Docker Compose的一些最佳实践：

• 使用环境变量：建议将配置值和秘密存储在环境变量中，以保持docker-compose.yml清洁和安全。

• 保持服务轻量级：最好将每个服务设计为处理单一职责，以确保模块化和易于维护。

• 利用卷：利用卷来增强维护持久数据存储的能力，使数据能够在容器重启和更新后继续保留。

• 对您的 Compose 文件进行版本控制：最好docker-compose.yml在版本控制（例如，Git）中维护您的文件，以跟踪更改并有效地与您的团队合作。

Docker Compose 的功能

Docker Compose 的功能如下：

• 多容器部署：它有助于使用单个 YAML 文件轻松定义和运行具有多个容器的应用程序。

• 服务隔离：每个服务运行在自己的容器中，保证服务之间的隔离，减少服务之间的冲突。

• 简化配置：它有助于将所有配置（包括网络、卷和依赖项）集中在docker-compose.yml文件中。

• 可扩展性：它可以通过单个命令轻松地扩大或缩小服务规模，从而实现灵活、动态的资源管理。

结论

在本文中，我们了解了 Docker Compose，以及使用它的原因和时机。并通过一个简单的项目演示了它的用法。它通过服务、网络和卷（以及相应的关键字）帮助自动化容器的创建过程。通过使用 Docker Compose，容器及其卷和网络的管理和自动化将变得更加轻松。