一、前言

在传统的软件开发过程中，经常会遇到这样的问题：

“我的电脑上可以运行，为什么换一台电脑就不能运行了？”

一个应用程序能够正常运行，往往不仅依赖源代码，还依赖特定版本的操作系统、运行环境、第三方库以及各种配置。

例如，一个 Java 项目可能要求：

• JDK 17；

• Maven；

• 特定版本的数据库；

• Redis；

• Linux 环境；

• 特定的环境变量。

如果开发环境和生产环境存在差异，就可能出现“开发环境正常，部署之后出现问题”的情况。

Docker 正是为了解决这类问题而出现的。

Docker 可以将应用程序以及运行所需要的环境、依赖和配置封装到一个相对独立的容器中，从而提高应用部署的一致性和可移植性。

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二、什么是 Docker？

Docker 是一种容器化技术平台。

简单来说，可以把 Docker 理解为：

把应用程序和它运行所需要的环境一起打包，然后放到一个隔离的运行环境中执行。

例如，我们有一个 Java Web 项目：

Java项目
├── 项目代码
├── JDK
├── 第三方依赖
├── 配置文件
└── 运行环境

传统部署方式需要在服务器上分别安装这些环境。

而使用 Docker 后，可以将应用构建成一个镜像：

Docker Image
├── Linux基础环境
├── JDK
├── Java依赖
├── 项目代码
└── 配置

然后利用这个镜像创建容器。

Docker镜像
     ↓
创建容器
     ↓
运行应用

这样可以大幅降低环境配置差异带来的问题。

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三、Docker中的几个核心概念

学习 Docker 时，最重要的是理解以下几个概念：

• Image（镜像）

• Container（容器）

• Dockerfile

• Docker Registry

• Volume（数据卷）

• Network（网络）

其中最核心的是：

镜像 → 容器

1. Docker Image

Docker Image，也就是 Docker 镜像。

镜像可以理解为一个用于创建容器的模板。

例如：

nginx镜像
      ↓
创建Nginx容器
      ↓
运行Nginx

一个镜像通常包含：

• 基础操作系统环境；

• 应用程序；

• 运行时环境；

• 依赖库；

• 配置文件；

• 启动命令。

常见镜像包括：

nginx
mysql
redis
ubuntu
alpine
node
python
openjdk

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四、什么是容器？

Container，也就是容器。

容器是镜像运行后的实例。

可以用一个比较简单的比喻理解：

镜像 = 程序安装包/模板

容器 = 根据模板运行起来的实例

例如：

nginx镜像
    │
    ├── 容器A
    │
    ├── 容器B
    │
    └── 容器C

多个容器可以由同一个镜像创建。

而且不同容器之间通常具有相对独立的文件系统、网络和进程环境。

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五、Docker与虚拟机有什么区别？

很多初学者容易把 Docker 和虚拟机混淆。

传统虚拟机通常是：

物理服务器
    ↓
虚拟机管理程序
    ↓
虚拟机
    ↓
完整操作系统
    ↓
应用程序

Docker 容器则更接近：

物理服务器
    ↓
操作系统
    ↓
Docker Engine
    ↓
容器
    ↓
应用程序

Docker 容器共享宿主机的 Linux 内核，而虚拟机通常需要运行完整的 Guest OS。

因此，在很多应用场景下，容器启动速度和资源利用效率都比较有优势。

不过，Docker 并不是虚拟机的完全替代品。两者解决的问题存在重叠，也各有适合的使用场景。

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六、安装 Docker

Docker 的安装方式与操作系统有关。

对于 Linux 系统，可以根据发行版使用 Docker 官方提供的安装方式。

安装完成后，可以执行：

docker --version

如果安装成功，可以看到类似：

Docker version ...

然后可以运行：

docker info

查看 Docker Engine 的详细信息。

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七、运行第一个 Docker 容器

安装 Docker 后，可以尝试运行一个 Nginx 容器。

docker run -d -p 8080:80 nginx

这条命令虽然很短，但包含了几个重要概念。

其中：

docker run

表示创建并运行一个容器。

-d

表示后台运行。

-p 8080:80

表示端口映射：

宿主机8080端口
       ↓
容器80端口

最后的：

nginx

表示使用 Nginx 镜像。

运行完成后，可以访问：

http://localhost:8080

如果看到 Nginx 的欢迎页面，就说明第一个 Docker 容器已经成功运行。

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八、查看正在运行的容器

使用：

docker ps

可以查看当前正在运行的容器。

例如：

CONTAINER ID   IMAGE   COMMAND   STATUS   PORTS
xxxxxxxxxxxx   nginx   ...       Up       0.0.0.0:8080->80/tcp

如果希望查看所有容器，包括已经停止的容器，可以使用：

docker ps -a

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九、停止和启动容器

首先通过：

docker ps

找到容器 ID。

然后停止容器：

docker stop 容器ID

例如：

docker stop abc123

重新启动：

docker start abc123

如果不再需要这个容器，可以删除：

docker rm abc123

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十、查看 Docker 镜像

可以使用：

docker images

查看本地已有镜像。

例如：

REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED
nginx        latest    xxxxxxxxxxxx   ...
ubuntu       latest    xxxxxxxxxxxx   ...

删除镜像：

docker rmi 镜像ID

需要注意，如果某个镜像仍然被容器使用，直接删除可能会失败。

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十一、Docker Hub 与镜像仓库

Docker 镜像通常来自镜像仓库。

最常见的公共镜像仓库之一是 Docker Hub。

例如：

nginx
mysql
redis
ubuntu
python
node

当执行：

docker pull nginx

Docker 会尝试从配置的镜像仓库获取 Nginx 镜像。

执行：

docker pull redis

则可以获取 Redis 镜像。

镜像仓库的作用可以简单理解为：

开发者
   ↓
构建Docker镜像
   ↓
上传镜像仓库
   ↓
服务器拉取镜像
   ↓
创建容器

在企业环境中，也经常使用私有镜像仓库来保存企业内部的镜像。

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十二、Dockerfile：自己构建镜像

实际开发中，我们不可能永远只使用别人提供的镜像。

如果需要把自己的程序打包成 Docker 镜像，就需要使用 Dockerfile。

Dockerfile 是 Docker 镜像的构建描述文件。

例如：

FROM nginx:latest

COPY ./html /usr/share/nginx/html

这里：

FROM nginx:latest

表示使用 Nginx 作为基础镜像。

而：

COPY ./html /usr/share/nginx/html

表示将当前目录中的 html 文件夹复制到 Nginx 的网站目录。

项目结构可以是：

my-nginx/
├── Dockerfile
└── html/
    └── index.html

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十三、构建自己的 Docker 镜像

进入项目目录：

cd my-nginx

执行：

docker build -t my-nginx:1.0 .

其中：

docker build

表示构建镜像。

-t my-nginx:1.0

表示给镜像设置名称和版本标签。

最后的：

.

表示使用当前目录作为构建上下文。

构建完成后：

docker images

应该可以看到：

my-nginx    1.0

然后运行：

docker run -d -p 8080:80 my-nginx:1.0

这样就可以运行自己构建的镜像。

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十四、Dockerfile的基本指令

Dockerfile 中有很多指令，其中比较常用的包括：

FROM

指定基础镜像。

FROM ubuntu:24.04

RUN

在构建镜像时执行命令。

RUN apt update

COPY

复制文件。

COPY app.jar /app/app.jar

WORKDIR

设置工作目录。

WORKDIR /app

ENV

设置环境变量。

ENV APP_ENV=production

EXPOSE

声明容器使用的端口。

EXPOSE 8080

CMD

指定容器启动时执行的默认命令。

例如：

CMD ["java", "-jar", "app.jar"]

这些指令组合起来，就可以描述一个应用的 Docker 镜像应该如何构建和运行。

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十五、数据卷 Volume

Docker 容器有一个非常重要的问题：

如果容器删除了，里面的数据怎么办？

例如数据库容器中保存了大量数据。

如果数据直接存储在容器内部，删除容器后可能导致数据丢失。

因此 Docker 提供了 Volume，也就是数据卷。

例如：

docker volume create mysql-data

然后运行 MySQL：

docker run -d \
  --name mysql \
  -v mysql-data:/var/lib/mysql \
  mysql

这里：

mysql-data

是 Docker Volume。

而：

/var/lib/mysql

是容器中的数据库数据目录。

这样即使删除 MySQL 容器，只要 Volume 仍然存在，就可以在新的容器中继续使用这些数据。

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十六、Docker网络

多个容器之间往往需要互相通信。

例如一个典型的网站系统：

Nginx
  ↓
后端应用
  ↓
MySQL
  ↓
Redis

Docker 可以通过 Network 为这些容器提供网络通信。

创建网络：

docker network create my-network

运行容器时加入网络：

docker run -d \
  --name mysql \
  --network my-network \
  mysql

另一个应用容器也加入：

docker run -d \
  --name app \
  --network my-network \
  my-app

在同一个 Docker 网络中，应用通常可以通过容器名称进行服务发现。

例如：

app → mysql

应用配置中的数据库地址可以使用：

mysql

而不是写死某个 IP 地址。

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十七、Docker Compose

当项目中存在多个容器时，如果每一个容器都手动执行 docker run，管理起来会比较麻烦。

例如一个 Web 项目可能需要：

Nginx
MySQL
Redis
后端应用

这时候可以使用 Docker Compose。

Docker Compose 可以通过一个 YAML 文件描述整个应用所需要的服务。

例如：

services:
  nginx:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "8080:80"

  redis:
    image: redis:latest

  mysql:
    image: mysql:8
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: example

然后可以通过：

docker compose up -d

一次启动多个服务。

停止：

docker compose down

查看服务：

docker compose ps

查看日志：

docker compose logs

这也是 Docker 在实际开发中非常重要的使用方式。

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十八、一个典型的 Docker 项目结构

实际项目中，可以采用类似的目录结构：

my-project/
├── Dockerfile
├── compose.yaml
├── .dockerignore
├── src/
├── config/
└── README.md

其中：

Dockerfile

负责构建应用镜像。

compose.yaml

负责描述多个服务。

.dockerignore

用于排除不需要复制到构建上下文中的文件。

例如：

.git
node_modules
target
*.log
.env

这样可以减少 Docker 构建上下文的大小。

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十九、Docker常用命令总结

日常使用 Docker 时，经常会用到以下命令：

命令	作用
docker --version	查看 Docker 版本
docker ps	查看运行中的容器
docker ps -a	查看所有容器
docker images	查看镜像
docker pull	下载镜像
docker build	构建镜像
docker run	创建并运行容器
docker start	启动容器
docker stop	停止容器
docker restart	重启容器
docker rm	删除容器
docker rmi	删除镜像
docker logs	查看容器日志
docker exec	进入正在运行的容器执行命令
docker inspect	查看容器或镜像详细信息
docker volume ls	查看数据卷
docker network ls	查看 Docker 网络
docker compose up	启动 Compose 服务
docker compose down	停止并删除 Compose 服务

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二十、Docker使用中的常见问题

1. 容器启动后马上退出

可以使用：

docker ps -a

查看容器状态。

然后：

docker logs 容器名称

查看程序输出。

很多情况下，容器退出并不是 Docker 出错，而是容器中的主进程执行结束了。

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2. 宿主机无法访问容器服务

需要检查：

容器是否运行
        ↓
容器端口是否监听
        ↓
是否进行了端口映射
        ↓
宿主机防火墙
        ↓
云服务器安全组

例如容器监听 80 端口：

容器：80

如果希望宿主机通过 8080 访问，就需要：

docker run -p 8080:80 nginx

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3. 容器中的数据消失

如果没有使用 Volume，数据可能随着容器删除而丢失。

因此数据库等有状态服务应该重点考虑：

• Volume；

• 数据库备份；

• 快照；

• 异地备份。

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二十一、Docker的优势

Docker 的主要优势包括：

环境一致性

开发、测试和生产环境可以使用相同的镜像。

部署方便

通过镜像可以快速创建应用环境。

隔离性

不同应用可以运行在不同容器中，减少环境冲突。

可移植性

只要目标环境支持 Docker，就可以运行相同或兼容的容器镜像。

资源利用率较高

相比运行多个完整虚拟机，容器通常具有更低的资源开销。

方便持续集成和持续部署

Docker 镜像可以很好地与 CI/CD 流程结合，实现自动构建、测试和部署。

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二十二、Docker并不是万能的

虽然 Docker 有很多优势，但也不能认为所有应用都应该使用 Docker。

例如：

• 对硬件有特殊要求的程序；

• 对隔离级别要求极高的场景；

• 某些复杂的有状态系统；

• 对容器技术没有适配的旧系统。

在实际项目中，需要根据业务需求选择合适的部署方式。

同时，使用 Docker 后也需要关注：

• 镜像安全；

• 容器权限；

• 网络安全；

• 密钥管理；

• 数据备份；

• 镜像漏洞；

• 日志管理。

Docker 解决的是应用打包和运行环境一致性等问题，并不能自动解决所有运维和安全问题。

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二十三、总结

Docker 的核心思想可以概括为：

应用程序
   +
运行环境
   +
依赖
   ↓
Docker镜像
   ↓
Docker容器
   ↓
运行应用

学习 Docker 时，不需要一开始就掌握所有高级功能。

建议按照以下路线学习：

Docker基础概念
      ↓
镜像
      ↓
容器
      ↓
Dockerfile
      ↓
Volume
      ↓
Network
      ↓
Docker Compose
      ↓
项目容器化
      ↓
CI/CD
      ↓
容器集群与云原生

对于初学者来说，最好的学习方式不是只记命令，而是亲自完成一个完整的小项目。

例如，可以尝试部署：

Nginx
  ↓
Java / Node.js / Python后端
  ↓
MySQL
  ↓
Redis

然后使用 Docker Compose 将整个项目统一管理。

当能够独立完成从编写代码 → 构建镜像 → 创建容器 → 配置网络 → 持久化数据 → 查看日志 → 部署应用这一整套流程后，Docker 的核心使用方法基本就掌握了。

Docker 也可以作为进一步学习 Kubernetes、CI/CD 和云原生技术的重要基础。