Docker Compose 快速入门

本教程旨在通过指导您完成基本 Python Web 应用程序的开发,介绍 Docker Compose 的基本概念。

该应用程序使用 Flask 框架,在 Redis 中包含一个点击计数器,提供了一个关于如何在 Web 开发场景中应用 Docker Compose 的实际示例。

即使您不熟悉 Python,这里演示的概念也应该易于理解。

这是一个非规范性的示例,仅突出显示了 Compose 的关键功能。

先决条件

确保您已

  • 安装了最新版本的 Docker Compose
  • 基本了解 Docker 概念以及 Docker 的工作原理

步骤 1:设置

  1. 为项目创建一个目录

    $ mkdir composetest
    $ cd composetest
    
  2. 在您的项目目录中创建一个名为 app.py 的文件,并将以下代码粘贴到其中

    import time
    
    import redis
    from flask import Flask
    
    app = Flask(__name__)
    cache = redis.Redis(host='redis', port=6379)
    
    def get_hit_count():
        retries = 5
        while True:
            try:
                return cache.incr('hits')
            except redis.exceptions.ConnectionError as exc:
                if retries == 0:
                    raise exc
                retries -= 1
                time.sleep(0.5)
    
    @app.route('/')
    def hello():
        count = get_hit_count()
        return 'Hello World! I have been seen {} times.\n'.format(count)

    在本示例中,redis 是应用程序网络上 redis 容器的主机名,并使用默认端口 6379

    注意

    请注意 get_hit_count 函数的编写方式。这个基本的重试循环会在 Redis 服务不可用时尝试多次请求。这在启动时非常有用,因为应用程序会上线,但如果 Redis 服务需要在应用程序生命周期内的任何时间重新启动,它也会使应用程序更具弹性。在集群中,这也有助于处理节点之间短暂的连接中断。

  3. 在您的项目目录中创建另一个名为 requirements.txt 的文件,并将以下代码粘贴到其中

    flask
    redis
  4. 创建一个 Dockerfile 并粘贴以下代码

    # syntax=docker/dockerfile:1
    FROM python:3.10-alpine
    WORKDIR /code
    ENV FLASK_APP=app.py
    ENV FLASK_RUN_HOST=0.0.0.0
    RUN apk add --no-cache gcc musl-dev linux-headers
    COPY requirements.txt requirements.txt
    RUN pip install -r requirements.txt
    EXPOSE 5000
    COPY . .
    CMD ["flask", "run", "--debug"]

    这告诉 Docker

    • 从 Python 3.10 镜像开始构建镜像。
    • 将工作目录设置为 /code
    • 设置 flask 命令使用的环境变量。
    • 安装 gcc 和其他依赖项
    • 复制 requirements.txt 并安装 Python 依赖项。
    • 向镜像添加元数据,以描述容器正在侦听端口 5000
    • 将项目中的当前目录 . 复制到镜像中的工作目录 . 中。
    • 将容器的默认命令设置为 flask run --debug

    重要

    检查 Dockerfile 是否没有文件扩展名,例如 .txt。某些编辑器可能会自动附加此文件扩展名,这会导致在您运行应用程序时出现错误。

    有关如何编写 Dockerfile 的更多信息,请参阅 Dockerfile 参考

步骤 2:在 Compose 文件中定义服务

Compose 简化了对整个应用程序堆栈的控制,使您可以轻松地在单个、易于理解的 YAML 配置文件中管理服务、网络和卷。

在您的项目目录中创建一个名为 compose.yaml 的文件,并将以下内容粘贴到其中

services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "8000:5000"
  redis:
    image: "redis:alpine"

此 Compose 文件定义了两个服务:webredis

web 服务使用一个从当前目录的 Dockerfile 构建的镜像。然后,它将容器和主机绑定到公开的端口 8000。此示例服务使用 Flask Web 服务器的默认端口 5000

redis 服务使用从 Docker Hub 注册表中拉取的公共 Redis 镜像。

有关 compose.yaml 文件的更多信息,请参阅 Compose 的工作原理

步骤 3:使用 Compose 构建和运行应用程序

只需一个命令,您就可以从配置文件中创建和启动所有服务。

  1. 从项目目录中,运行 docker compose up 启动应用程序。

    $ docker compose up
    
    Creating network "composetest_default" with the default driver
    Creating composetest_web_1 ...
    Creating composetest_redis_1 ...
    Creating composetest_web_1
    Creating composetest_redis_1 ... done
    Attaching to composetest_web_1, composetest_redis_1
    web_1    |  * Running on http://0.0.0.0:5000/ (Press CTRL+C to quit)
    redis_1  | 1:C 17 Aug 22:11:10.480 # oO0OoO0OoO0Oo Redis is starting oO0OoO0OoO0Oo
    redis_1  | 1:C 17 Aug 22:11:10.480 # Redis version=4.0.1, bits=64, commit=00000000, modified=0, pid=1, just started
    redis_1  | 1:C 17 Aug 22:11:10.480 # Warning: no config file specified, using the default config. In order to specify a config file use redis-server /path/to/redis.conf
    web_1    |  * Restarting with stat
    redis_1  | 1:M 17 Aug 22:11:10.483 * Running mode=standalone, port=6379.
    redis_1  | 1:M 17 Aug 22:11:10.483 # WARNING: The TCP backlog setting of 511 cannot be enforced because /proc/sys/net/core/somaxconn is set to the lower value of 128.
    web_1    |  * Debugger is active!
    redis_1  | 1:M 17 Aug 22:11:10.483 # Server initialized
    redis_1  | 1:M 17 Aug 22:11:10.483 # WARNING you have Transparent Huge Pages (THP) support enabled in your kernel. This will create latency and memory usage issues with Redis. To fix this issue run the command 'echo never > /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled' as root, and add it to your /etc/rc.local in order to retain the setting after a reboot. Redis must be restarted after THP is disabled.
    web_1    |  * Debugger PIN: 330-787-903
    redis_1  | 1:M 17 Aug 22:11:10.483 * Ready to accept connections
    

    Compose 会拉取 Redis 镜像,为您的代码构建镜像,并启动您定义的服务。在本例中,代码在构建时会静态地复制到镜像中。

  2. 在浏览器中输入 http://localhost:8000/ 即可查看正在运行的应用程序。

    如果无法解析,您也可以尝试 http://127.0.0.1:8000

    您应该在浏览器中看到一条消息,内容为

    Hello World! I have been seen 1 times.
    hello world in browser
  3. 刷新页面。

    数字应该递增。

    Hello World! I have been seen 2 times.
    hello world in browser
  4. 切换到另一个终端窗口,然后键入 docker image ls 以列出本地镜像。

    此时列出镜像应该会返回 redisweb

    $ docker image ls
    
    REPOSITORY        TAG           IMAGE ID      CREATED        SIZE
    composetest_web   latest        e2c21aa48cc1  4 minutes ago  93.8MB
    python            3.4-alpine    84e6077c7ab6  7 days ago     82.5MB
    redis             alpine        9d8fa9aa0e5b  3 weeks ago    27.5MB
    

    您可以使用 docker inspect <tag or id> 检查镜像。

  5. 停止应用程序,方法是在第二个终端中从项目目录内运行 docker compose down,或者在您启动应用程序的原始终端中按 CTRL+C

步骤 4:编辑 Compose 文件以使用 Compose Watch

编辑项目目录中的 compose.yaml 文件以使用 watch,以便您可以预览正在运行的 Compose 服务,这些服务会在您编辑和保存代码时自动更新

services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "8000:5000"
    develop:
      watch:
        - action: sync
          path: .
          target: /code
  redis:
    image: "redis:alpine"

每当文件更改时,Compose 都会将文件同步到容器内 /code 下的相应位置。复制完成后,捆绑程序会更新正在运行的应用程序,而无需重新启动。

有关 Compose Watch 工作原理的更多信息,请参阅 使用 Compose Watch。或者,请参阅 管理容器中的数据 以了解其他选项。

注意

为了使本示例正常工作,--debug 选项已添加到 Dockerfile 中。Flask 中的 --debug 选项启用了自动代码重新加载,这使得您可以处理后端 API,而无需重新启动或重新构建容器。更改 .py 文件后,后续的 API 调用将使用新代码,但浏览器 UI 不会在此小示例中自动刷新。大多数前端开发服务器都包含与 Compose 配合使用的原生实时重新加载支持。

步骤 5:使用 Compose 重新构建和运行应用程序

从项目目录中,键入 docker compose watchdocker compose up --watch 以构建和启动应用程序并启动文件监视模式。

$ docker compose watch
[+] Running 2/2
 ✔ Container docs-redis-1 Created                                                                                                                                                                                                        0.0s
 ✔ Container docs-web-1    Recreated                                                                                                                                                                                                      0.1s
Attaching to redis-1, web-1
         ⦿ watch enabled
...

再次检查浏览器中的 Hello World 消息,然后刷新以查看计数递增。

步骤 6:更新应用程序

要查看 Compose Watch 的实际效果

  1. 更改 app.py 中的问候语并保存。例如,将 Hello World! 消息更改为 Hello from Docker!

    return 'Hello from Docker! I have been seen {} times.\n'.format(count)
  2. 刷新浏览器中的应用程序。问候语应该已更新,计数器仍然在递增。

    hello world in browser
  3. 完成后,运行 docker compose down

步骤 7:拆分服务

使用多个 Compose 文件可以根据不同的环境或工作流自定义 Compose 应用程序。这对于可能使用数十个容器且所有权分布在多个团队中的大型应用程序非常有用。

  1. 在您的项目文件夹中,创建一个名为 infra.yaml 的新 Compose 文件。

  2. 从您的 compose.yaml 文件中剪切 Redis 服务,并将其粘贴到新的 infra.yaml 文件中。确保在文件顶部添加 services 顶级属性。您的 infra.yaml 文件现在应该如下所示

    services:
      redis:
        image: "redis:alpine"
  3. 在您的 compose.yaml 文件中,添加 include 顶级属性以及 infra.yaml 文件的路径。

    include:
       - infra.yaml
    services:
      web:
        build: .
        ports:
          - "8000:5000"
        develop:
          watch:
            - action: sync
              path: .
              target: /code
  4. 运行 docker compose up 以使用更新的 Compose 文件构建应用程序并运行它。您应该在浏览器中看到 Hello world 消息。

这是一个简化的示例,但它演示了 include 的基本原理,以及它如何使将复杂的应用程序模块化为子 Compose 文件变得更容易。有关 include 和使用多个 Compose 文件的更多信息,请参阅 使用多个 Compose 文件

步骤 8:尝试其他一些命令

  • 如果您想在后台运行服务,可以将 -d 标志(表示“分离模式”)传递给 docker compose up,并使用 docker compose ps 查看当前正在运行的内容

    $ docker compose up -d
    
    Starting composetest_redis_1...
    Starting composetest_web_1...
    
    $ docker compose ps
    
           Name                      Command               State           Ports         
    -------------------------------------------------------------------------------------
    composetest_redis_1   docker-entrypoint.sh redis ...   Up      6379/tcp              
    composetest_web_1     flask run                        Up      0.0.0.0:8000->5000/tcp
    
  • 运行 docker compose --help 以查看其他可用命令。

  • 如果您使用 `docker compose up -d` 启动 Compose,请在完成操作后停止您的服务。

    $ docker compose stop
    
  • 您可以使用 `docker compose down` 命令将所有内容关闭,并完全删除容器。

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