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Docker Compose 原理

  • 威廉希尔公司网址
  • 2019-06-19
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简介Docker的优势非常明显,尤其是对于开发者来说,它提供了一种全新的软件发布机制。也就是说使用docker镜像作为软件产品的载体,使用docker容器提供独立的软件运行上下文

Docker 的优势非常明显,尤其是对于开发者来说,它提供了一种全新的软件发布机制。也就是说使用 docker 镜像作为软件产品的载体,使用 docker 容器提供独立的软件运行上下文环境,使用 docker hub 等提供镜像的集中管理,这其中最重要的是使用 Dockerfile 定义容器的内部行为和关键属性来支持软件运行。但是实际的生产环境往往需要定义数量庞大的 docker 容器,并且容器之间具有错综复杂的联系。手动的记录和配置这些复杂的容器关系,不仅效率低下而且容易出错。所以,我们迫切需要一种像 Dockerfile 定义 docker 容器一样能够定义容器集群的编排和部署工具。于是,Docker Compose 出现了(其实应该说 Fig 出现了,docker 收购了 Fig 并改名为 compose)。Dockerfile 重现一个容器,compose 则用来重现容器的集群。说明:本文的演示环境为 ubuntu 16.04。

编排和部署

编排(orchestration)编排指根据被部署的对象之间的耦合关系,以及被部署对象对环境的依赖,制定部署流程中各个动作的执行顺序,部署过程所需要的依赖文件和被部署文件的存储位置和获取方式,以及如何验证部署成功。这些信息都会在编排工具中以指定的格式(比如配置文件或特定的代码)来要求运维人员定义并保存起来,从而保证这个流程能够随时在全新的环境中可靠有序地重现出来。

部署(deployment)部署是指按照编排所指定的内容和流程,在目标机器上执行环境初始化,存放指定的依赖文件,运行指定的部署动作,最终按照编排中的规则来确认部署成功。

所以说,编排是一个指挥家,他的大脑里存储了整个乐曲此起彼伏的演奏流程,对于每一个小节每一段音乐的演奏方式都了然于胸。而部署就是整个乐队,他们严格按照指挥家的意图用乐器来完成乐谱的执行。最终,两者通过协作就能把每一位演奏者独立的演奏通过组合、重叠、衔接来形成高品位的交响乐。这也是 docker compose 要完成的使命。

Compose 原理

笔者在前文《Docker Compose 简介》中演示了官方的示例,本文不再赘述,接下来我们去探索 compose 的工作原理。先来了解两个 compose 中常常提及的概念:

project通过 docker compose 管理的一个项目被抽象称为一个 project,它是由一组关联的应用容器组成的一个完整的业务单元。简单点说就是一个 docker-compose.yml 文件定义一个 project。我们可以在执行 docker-compose 命令时通过 -p 选项指定 project 的名称,如果不指定,则默认是 docker-compose.yml 文件所在的目录名称。

service运行一个应用的容器,实际上可以是一个或多个运行相同镜像的容器。可以通过 docker-compose up 命令的 --scale 选项指定某个 service 运行的容器个数,比如:

$ docker-compose up -d --scale redis=2

了解了上面的基本概念之后,让我们一起看看 compose 的一次调用流程:

右上角的 docker-compose 定义了一组 service 来组成一个 project,通过 docker-compose.yml 中 service 的定义与 container 建立关系(service 与容器的对应关系),最后使用 container 来完成对 docker-py(Python 版的 docker client) 的调用,向 docker daemon 发起 http 请求。注意,这里的 project, service 和 container 对应的都是 docker-compose 实现中的数据结构。下面让我们结合上图来介绍 docker-compose 工作的大致流程。

首先,用户执行的 docker-compose up 命令调用了命令行中的启动方法,功能非常简单。一个 docker-compose.yml 文件定义了一个 project,docker-compose up 提供的命令行参数则作为这个 project 的启动参数交由 project 模块处理。

然后,如果当前宿主机已经存在与该应用对应的容器,docker-compose 则进行行为逻辑判断。如果用户指定可以重新启动已有服务,docker-compose 就会执行 service 模块的容器重启方法,否则就直接启动已有容器。这两种操作的区别在于前者会停止旧的容器,创建并启动新的容器,并把旧容器移除掉。在这个过程中创建容器的各项自定义参数都是从 docker-compose up 命令和 docker-compose.yml 中传入的。

接下来,启动容器的方法也很简洁,这个方法中完成了一个 docker 容器启动所需的主要参数的封装,并在 container 模块执行启动。

最后,contaier 模块会调用 docker-py 客户端来执行向 docker daemon 发起创建容器的 POST 请求。

由此可见 docker-compose 工作的整体流程非常清晰、简洁!

重新启动 services

前面我们提到当前宿主机已经存在与该应用对应的容器,docker-compose 会进行判断并决定是否重新启动已有服务。下面我们就通过 demo 来演示几个常见的场景(我们依然使用前文中提到的官方 demo)。

强制 recreate Recreate 就是删除现有的容器并且重新创建新的容器,为 docker-compose up 命令指定 --force-recreate 选项可以强制 recreate 容器:

创建个别容器如果应用中的个别 service 对应的容器被删除了,docker-compose up 命令会新建相关的容器:

启动个别容器与上面类似,如果应用中的个别 service 对应的容器被停止(stop)了,docker-compose up 命令会重新启动相关的容器:

总结

Docker-compose 总体上给人的感觉是并不复杂。本文只是从概览的角度梳理了一遍 docker-compose 的整体执行流程,主要目的是理解它的工作原理。至于相关的使用技巧等细节,笔者会在接下来的文章中进行介绍。

参考:《Docker 容器和容器云》

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