Docker在Windows平台的部署及使用

一、Docker Desktop在Windows平台上的部署方式

（一）前置要求

在Windows上使用Docker Desktop依赖WSL 2作为后端运行环境。因此，在安装Docker Desktop之前，您需要先安装WSL 2并配置至少一个Linux发行版（如Ubuntu）。如果您尚未完成此步骤，请参考相关教程完成WSL 2的安装，并确保能够在WSL终端中正常运行Linux命令后，再继续进行Docker Desktop的安装配置。

系统要求如下：

  • WSL 2后端：WSL版本1.1.3.0或更高版本。Windows 11 64位：Home或Pro 22H2版或更高版本，或Enterprise或Education 22H2版或更高版本。Windows 10 64位：最低要求为Home或Pro 22H2（构建19045）或更高版本，或Enterprise或Education 22H2（构建19045）或更高版本。
  • Hyper - V后端和Windows容器：开启Hyper - V和容器Windows功能。Windows 10或Windows 11上成功运行客户端Hyper - V需要满足以下硬件先决条件：具有二级地址转换 (SLAT) 功能的64位处理器，4GB系统内存，在BIOS/UEFI设置中开启BIOS/UEFI级别的硬件虚拟化支持。

（二）安装步骤

  1. 下载Docker Desktop：访问Docker官网：https://www.docker.com/，点击页面上的“Download for Windows - AMD64”按钮，以下载适用于Windows系统的Docker Desktop安装文件。
  2. 安装Docker Desktop：双击下载的安装文件，开始安装Docker Desktop。按照安装向导的指示完成安装。在安装过程中，将提示安装WSL 2，建议勾选此选项以获得更好的性能。
  3. 配置Docker Desktop：安装完成后，启动Docker Desktop。首次打开时，将出现Docker订阅协议，点击 Accept（接受）以继续。随后，系统将提示用户登录，您可以选择使用GitHub账户或Google账户登录，若无上述账户，可选择跳过登录步骤。接下来，将出现调查问卷，您可以根据个人喜好选择填写，或直接跳过此步骤。最后，Docker Desktop将正常启动。

（三）汉化（可选）

若想使Docker Desktop显示中文界面，可按照以下步骤进行汉化：

  1. 下载对应版本的中文语言包：访问GitHub，下载适用于Docker Desktop的中文语言包，链接地址为：DockerDesktop - CN。将下载的文件解压至 C:\Program Files\Docker 目录下（即Docker的安装根目录）。
  2. 检查Docker Desktop版本：启动Docker Desktop，版本号将在右下角显示。
  3. 备份并替换app.asar文件：打开Docker Desktop中文语言包，选择与您Docker版本相符的 app.asar 文件并复制。导航至Docker的安装目录，路径默认为：C:\Program Files\Docker\Docker\frontend\resources，在该目录下找到 app.asar 文件，建议先备份原文件，然后将复制的中文语言包中的 app.asar 文件粘贴并替换原有文件。
  4. 重新启动Docker Desktop：完成替换后，请关闭Docker Desktop，然后重新启动该程序。此时，Docker Desktop应该以中文界面显示。

（四）报错处理（WSL更新失败）

打开Docker Desktop后若出现警告，表明Docker Desktop在WSL更新时失败，系统无法找到WSL。这通常是由于Windows版本较低，导致WSL兼容性问题，建议升级Windows以解决该问题。具体解决方案如下：

  1. 检查Windows版本：在PowerShell或运行（Win + R）输入：winver。WSL 2需要至少满足22H2或更高版本。
  2. 手动升级Windows：访问Windows 11安装助手官网 ，点击 立即下载。根据系统提示，依次完成下载、安装和重启，直至升级完成，请勿中断操作。
  3. 手动更新WSL：Windows更新完毕后，以管理员身份运行 PowerShell 执行：wsl --update。如果一切正常，然后运行 wsl --version，若能正常显示版本信息，说明WSL已成功更新。
  4. 重新启动Docker Desktop：重新启动Docker Desktop后可以看到不再弹出报错。

二、常用的Docker概念

（一）镜像（Image）

Docker的镜像概念类似于虚拟机里的镜像（比如.ISO文件），是一个只读的模板，一个独立的文件系统，包括运行容器所需的数据，可以用来创建新的容器。例如，一个镜像可以包含一个完整的Ubuntu操作系统环境，里面仅安装了MySQL或用户需要的其它应用程序。

镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。Docker设计时，充分利用Union FS的技术，将其设计为分层存储的架构。镜像实际是由多层文件系统联合组成，构建时会一层层构建，前一层是后一层的基础，每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易，甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。

（二）容器（Container）

Docker容器是由Docker镜像创建的运行实例，类似VM虚拟机，支持启动，停止，删除等。每个容器间是相互隔离的，容器中会运行特定的应用，包含特定应用的代码及所需的依赖文件。可以把容器看做是一个轻量级的Linux运行环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。

容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的命名空间。容器存储层的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也随之消亡。因此，任何保存于容器存储层的信息都会随容器删除而丢失。按照Docker最佳实践的要求，容器不应该向其存储层内写入任何数据，容器存储层要保持无状态化。所有的文件写入操作，都应该使用数据卷（Volume）、或者绑定宿主目录，在这些位置的读写会跳过容器存储层，直接对宿主（或网络存储）发生读写，其性能和稳定性更高。

（三）仓库（Repository）

镜像便于传播，而仓库就是专门用来传播这些镜像的地方，有点类似于Github，或者可以把它看成一个存放各种镜像的镜像商店。一个Docker Registry中可以包含多个仓库（Repository）；每个仓库可以包含多个标签（Tag）；每个标签对应一个镜像。通常，一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像，而标签就常用于对应该软件的各个版本。我们可以通过<仓库名>:<标签>的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签，将以 latest 作为默认标签。

Docker Registry分为公开服务和私有服务。Docker Registry公开服务是开放给用户使用、允许用户管理镜像的Registry服务，一般这类公开服务允许用户免费上传、下载公开的镜像，并可能提供收费服务供用户管理私有镜像。最常使用的Registry公开服务是官方的Docker Hub ，这也是默认的Registry，并拥有大量的高质量镜像。

三、常用的Docker命令

（一）容器生命周期管理命令

  1. docker run：创建并启动一个新的容器。例如 docker run -d ubuntu ，-d 表示在后台运行容器。
  2. docker start/stop/restart：分别用于启动、停止和重启容器。如 docker start container_name 启动指定名称的容器。
  3. docker kill：立即终止一个或多个正在运行的容器。例如 docker kill container_id 。
  4. docker rm：用于删除一个或多个已经停止的容器。如 docker rm container_id 删除指定ID的容器。
  5. docker pause/unpause：暂停和恢复容器中的所有进程。
  6. docker create：创建一个新的容器，但不会启动它。
  7. docker exec：在运行中的容器内执行一个新的命令。例如 docker exec -it container_name bash ，-it 表示以交互模式进入容器。
  8. docker rename：重命名容器。

（二）容器操作命令

  1. docker ps：列出Docker容器。docker ps 列出正在运行的容器，docker ps -a 列出所有容器（包括已停止的容器）。
  2. docker inspect：获取Docker对象（容器、镜像、卷、网络等）的详细信息。
  3. docker top：显示指定容器中的正在运行的进程。
  4. docker attach：允许用户附加到正在运行的容器并与其交互。
  5. docker events：获取Docker守护进程生成的事件。
  6. docker logs：获取和查看容器的日志输出。如 docker logs container_name 查看指定容器的日志。
  7. docker wait：允许用户等待容器停止并获取其退出代码。
  8. docker export：将容器的文件系统导出为tar归档文件。
  9. docker port：显示容器的端口映射信息。
  10. docker stats：实时显示Docker容器的资源使用情况。
  11. docker update：更新Docker容器的资源限制，包括内存、CPU等。

（三）容器的root文件系统（rootfs）命令

  1. docker commit：允许用户将容器的当前状态保存为新的Docker镜像。
  2. docker cp：用于在容器和宿主机之间复制文件或目录。
  3. docker diff：显示Docker容器文件系统的变更。

（四）镜像仓库命令

  1. docker login/logout：管理Docker客户端与Docker注册表的身份验证。
  2. docker pull：从Docker注册表（例如Docker Hub）中拉取（下载）镜像到本地。如 docker pull ubuntu 下载Ubuntu镜像。
  3. docker push：将本地构建的Docker镜像推送（上传）到Docker注册表（如Docker Hub或私有注册表）。
  4. docker search：用于在Docker Hub或其他注册表中搜索镜像。例如 docker search mysql 搜索MySQL相关镜像。

（五）本地镜像管理命令

  1. docker images：列出本地的Docker镜像。
  2. docker rmi：删除不再需要的镜像。如 docker rmi image_id 删除指定ID的镜像。
  3. docker tag：创建本地镜像的别名（tag）。
  4. docker build：从Dockerfile构建Docker镜像。例如 docker build -t my - image . ，-t 为镜像指定标签。
  5. docker history：查看指定镜像的历史层信息。
  6. docker save：将一个或多个Docker镜像保存到一个tar归档文件中。
  7. docker load：从由 docker save 命令生成的tar文件中加载Docker镜像。
  8. docker import：从一个tar文件或URL导入容器快照，从而创建一个新的Docker镜像。

（六）其他命令

  1. docker info：显示Docker的系统级信息，包括当前的镜像和容器数量。
  2. docker version：显示Docker客户端和服务端的版本信息。

四、Docker Compose及相关命令

（一）Docker Compose简介

Docker Compose是一个用于定义和运行多个Docker容器的工具，通过一个YAML文件来配置应用程序的服务、网络和卷等信息，并且可以一键启动、停止和管理整个应用程序。它简化了多容器应用的部署和管理，适用于开发、测试、生产等各种环境。

（二）常用命令

  1. 启动和停止服务
    • docker-compose up：前台启动项目中的所有服务；docker-compose up -d 后台启动所有服务并在后台运行。
    • docker-compose stop：停止所有服务；docker-compose stop service_name 停止指定服务的容器。
    • docker-compose restart：重启工程中所有服务的容器；docker-compose restart service_name 重启指定服务的容器。
    • docker-compose start：启动工程中所有服务的容器；docker-compose start service_name 启动指定服务的容器。
  2. 构建和重构服务
    • docker-compose build：构建服务的镜像。
    • docker-compose up –build：如果服务镜像不存在，则构建镜像并启动服务。
    • docker-compose up –force-recreate：重构服务。
  3. 查看服务信息
    • docker-compose ps：查看项目中所有服务的信息。
    • docker-compose logs：查看容器的日志；docker-compose logs -f 跟踪日志输出；docker-compose logs --no-color 关闭颜色显示；docker-compose logs service_name 查看指定服务的日志。
    • docker-compose exec service_name command：在服务镜像的容器中执行命令。
  4. 删除所有容器
    • docker-compose down：删除服务容器（容器）。默认不会删除数据卷，如果想同时删除与容器关联的数据卷，可以加上 -v 参数；要删除为服务构建的镜像，可以使用 --rmi all（删除所有与服务关联的镜像）或 --rmi local（仅删除本地构建的镜像）。
  5. 在指定容器上执行命令
    • docker-compose run service_name command：在指定服务容器上执行一个命令。例如 docker-compose run nginx echo "helloworld" 。
  6. 进入指定容器
    • docker-compose exec service_name bash：进入工程中指定服务的容器；当一个服务拥有多个容器时，可通过 --index 参数进入到该服务下的任何容器，如 docker-compose exec --index=1 nginx bash 。
  7. 暂停和恢复服务容器
    • docker-compose pause：暂停工程中所有服务的容器；docker-compose pause service_name 暂停指定服务的容器。
    • docker-compose unpause：恢复工程中所有服务的容器；docker-compose unpause service_name 恢复指定服务的容器。
  8. 扩容缩容
    • docker-compose scale service_name=num：例如 docker-compose scale taskmanager=5 。也可以使用 docker-compose up --scale web=5 -d 。

通过以上介绍，您可以在Windows平台上使用Docker Desktop部署容器，并掌握常用的Docker概念、命令以及Docker Compose的使用方法，从而更高效地进行容器化应用的开发和管理。