多容器应用

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到目前为止，您一直在使用单容器应用。但是，现在您将把 MySQL 添加到应用堆栈中。一个常见的问题随之而来——“MySQL 将在哪里运行？安装在同一个容器中还是单独运行？”一般来说，每个容器都应该做好一件事情。以下是单独运行容器的几个原因：

  • 您很有可能需要以不同于数据库的方式来扩展 API 和前端。
  • 单独的容器允许您独立地进行版本控制和更新。
  • 虽然您可以在本地使用容器来运行数据库，但在生产环境中可能希望使用托管数据库服务。届时您就不希望将数据库引擎与您的应用一起打包。
  • 运行多个进程将需要一个进程管理器（容器只启动一个进程），这增加了容器启动/停止的复杂性。

还有更多原因。因此，如下图所示，最好在多个容器中运行您的应用。

Todo App connected to MySQL container

容器网络

请记住，容器默认是隔离运行的，并且不知道同一台机器上的其他进程或容器的任何信息。那么，如何让一个容器与另一个容器通信呢？答案是网络。如果您将这两个容器放在同一个网络上，它们就可以相互通信。

启动 MySQL

有两种方法可以将容器连接到网络：

  • 在启动容器时分配网络。
  • 将已运行的容器连接到网络。

在接下来的步骤中，您将首先创建网络，然后在启动时将 MySQL 容器连接到该网络。

  1. 创建网络。

    $ docker network create todo-app

  2. 启动一个 MySQL 容器并将其连接到网络。您还将定义一些数据库将用于初始化数据库的环境变量。要了解有关 MySQL 环境变量的更多信息，请参阅 MySQL Docker Hub 列表中的“环境变量”部分。

    $ docker run -d \
    --network todo-app --network-alias mysql \
    -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql \
    -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret \
    -e MYSQL_DATABASE=todos \
    mysql:8.0

    $ docker run -d `
    --network todo-app --network-alias mysql `
    -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql `
    -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret `
    -e MYSQL_DATABASE=todos `
    mysql:8.0
    $ docker run -d ^
    --network todo-app --network-alias mysql ^
    -v todo-mysql-data:/var/lib/mysql ^
    -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=secret ^
    -e MYSQL_DATABASE=todos ^
    mysql:8.0

    在前面的命令中，您可以看到 `--network-alias` 标志。在后面的章节中，您将了解更多关于此标志的信息。

    提示

    您会注意到上述命令中有一个名为 `todo-mysql-data` 的卷，它被挂载到 `/var/lib/mysql`，这是 MySQL 存储数据的地方。然而，您从未运行过 `docker volume create` 命令。Docker 识别出您想使用一个命名卷，并自动为您创建了一个。

  3. 为了确认数据库已启动并正在运行，请连接到数据库并验证是否可以连接。

    $ docker exec -it <mysql-container-id> mysql -u root -p

    出现密码提示时，输入 `secret`。在 MySQL shell 中，列出数据库并验证您是否看到 `todos` 数据库。

    mysql> SHOW DATABASES;

    您应该会看到如下输出：

    +--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
| todos              |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

  4. 退出 MySQL shell，返回到您机器上的 shell。

    mysql> exit

    您现在拥有一个 `todos` 数据库，并且已准备好供您使用。

连接到 MySQL

现在您知道 MySQL 已经启动并正在运行，可以使用它了。但是，如何使用它呢？如果在同一个网络上运行另一个容器，如何找到该容器呢？请记住，每个容器都有自己的 IP 地址。

为了回答上述问题并更好地理解容器网络，您将使用 nicolaka/netshoot 容器，它自带了许多用于排查网络问题的有用工具。

  1. 使用 nicolaka/netshoot 镜像启动一个新容器。确保将其连接到同一个网络。

    $ docker run -it --network todo-app nicolaka/netshoot

  2. 在容器内部，您将使用 `dig` 命令，这是一个很有用的 DNS 工具。您将查找主机名 `mysql` 的 IP 地址。

    $ dig mysql

    您应该会得到如下输出：

    ; <<>> DiG 9.18.8 <<>> mysql
;; global options: +cmd
;; Got answer:
;; ->>HEADER<<- opcode: QUERY, status: NOERROR, id: 32162
;; flags: qr rd ra; QUERY: 1, ANSWER: 1, AUTHORITY: 0, ADDITIONAL: 0

;; QUESTION SECTION:
;mysql.				IN	A

;; ANSWER SECTION:
mysql.			600	IN	A	172.23.0.2

;; Query time: 0 msec
;; SERVER: 127.0.0.11#53(127.0.0.11)
;; WHEN: Tue Oct 01 23:47:24 UTC 2019
;; MSG SIZE  rcvd: 44

    在“ANSWER SECTION”中，您将看到 `mysql` 的 `A` 记录，解析为 `172.23.0.2`（您的 IP 地址很可能不同）。虽然 `mysql` 通常不是有效的主机名，但 Docker 能够将其解析到具有该网络别名的容器的 IP 地址。请记住，您之前使用了 `--network-alias`。

    这意味着您的应用只需要简单地连接到名为 `mysql` 的主机，就可以与数据库通信。

使用 MySQL 运行您的应用

todo 应用支持设置一些环境变量来指定 MySQL 连接设置。它们是：

  • `MYSQL_HOST` - 正在运行的 MySQL 服务器的主机名
  • `MYSQL_USER` - 用于连接的用户名
  • `MYSQL_PASSWORD` - 用于连接的密码
  • `MYSQL_DB` - 连接后要使用的数据库

注意

虽然在开发中使用环境变量设置连接设置通常是可以接受的，但在生产环境中运行应用时则强烈不推荐这样做。Docker 前安全负责人 Diogo Monica，写了一篇很棒的博客文章解释了原因。

更安全的机制是使用您的容器编排框架提供的 secret 支持。在大多数情况下，这些 secrets 作为文件挂载到正在运行的容器中。您会看到许多应用（包括 MySQL 镜像和 todo 应用）也支持带有 `_FILE` 后缀的环境变量，指向包含该变量的文件。

例如，设置 `MYSQL_PASSWORD_FILE` 变量将使应用使用所引用文件的内容作为连接密码。Docker 本身不对这些环境变量提供任何支持。您的应用需要知道查找该变量并获取文件内容。

您现在可以启动您的开发就绪容器了。

  1. 指定之前提到的每个环境变量，并将容器连接到您的应用网络。请确保在运行此命令时位于 `getting-started-app` 目录中。

    $ docker run -dp 127.0.0.1:3000:3000 \
  -w /app -v "$(pwd):/app" \
  --network todo-app \
  -e MYSQL_HOST=mysql \
  -e MYSQL_USER=root \
  -e MYSQL_PASSWORD=secret \
  -e MYSQL_DB=todos \
  node:18-alpine \
  sh -c "yarn install && yarn run dev"

    在 Windows 中，请在 PowerShell 中运行此命令。

    $ docker run -dp 127.0.0.1:3000:3000 `
  -w /app -v "$(pwd):/app" `
  --network todo-app `
  -e MYSQL_HOST=mysql `
  -e MYSQL_USER=root `
  -e MYSQL_PASSWORD=secret `
  -e MYSQL_DB=todos `
  node:18-alpine `
  sh -c "yarn install && yarn run dev"

    在 Windows 中，请在命令提示符中运行此命令。

    $ docker run -dp 127.0.0.1:3000:3000 ^
  -w /app -v "%cd%:/app" ^
  --network todo-app ^
  -e MYSQL_HOST=mysql ^
  -e MYSQL_USER=root ^
  -e MYSQL_PASSWORD=secret ^
  -e MYSQL_DB=todos ^
  node:18-alpine ^
  sh -c "yarn install && yarn run dev"

    $ docker run -dp 127.0.0.1:3000:3000 \
  -w //app -v "/$(pwd):/app" \
  --network todo-app \
  -e MYSQL_HOST=mysql \
  -e MYSQL_USER=root \
  -e MYSQL_PASSWORD=secret \
  -e MYSQL_DB=todos \
  node:18-alpine \
  sh -c "yarn install && yarn run dev"

  2. 如果您查看容器的日志 (`docker logs -f `)，应该会看到类似如下的消息，这表明它正在使用 mysql 数据库。

    $ nodemon src/index.js
[nodemon] 2.0.20
[nodemon] to restart at any time, enter `rs`
[nodemon] watching dir(s): *.*
[nodemon] starting `node src/index.js`
Connected to mysql db at host mysql
Listening on port 3000

  3. 在浏览器中打开应用，并添加一些待办事项到您的列表中。

  4. 连接到 mysql 数据库，证明这些项目正在被写入数据库。记住，密码是 `secret`。

    $ docker exec -it <mysql-container-id> mysql -p todos

    在 mysql shell 中，运行以下命令：

    mysql> select * from todo_items;
+--------------------------------------+--------------------+-----------+
| id                                   | name               | completed |
+--------------------------------------+--------------------+-----------+
| c906ff08-60e6-44e6-8f49-ed56a0853e85 | Do amazing things! |         0 |
| 2912a79e-8486-4bc3-a4c5-460793a575ab | Be awesome!        |         0 |
+--------------------------------------+--------------------+-----------+

    您的表会看起来不同，因为它包含您添加的项目。但是，您应该能看到它们存储在那里。

总结

至此，您的应用现在将数据存储在运行于独立容器中的外部数据库中。您学习了一些关于容器网络和使用 DNS 进行服务发现的知识。

相关信息

下一步

您很有可能开始觉得，启动这个应用需要做的所有事情有点让人不知所措。您必须创建一个网络，启动容器，指定所有的环境变量，暴露端口，等等。需要记住的东西太多了，这无疑使将应用交接给其他人变得更加困难。

在下一章节中，您将学习 Docker Compose。使用 Docker Compose，您可以以一种更容易的方式共享您的应用堆栈，并让其他人通过一个简单的命令即可启动它们。

使用 Docker Compose
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