網頁開發者如何使用Docker

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這是篇我覺得蠻清楚，而且又解說的蠻清楚的文章，因此嘗試翻成中文當作我的筆記！如果有哪裡不好歡迎指教，謝謝。有些像是Container, Volume, Image我就不特別翻成容器, 數據, 映像檔了，因為我始終覺得怪怪的。

原文的出處

http://blog.osteel.me/posts/2015/12/18/from-vagrant-to-docker-how-to-use-docker-for-local-web-development.html

正文開始

[更新2017/01/14]這篇文章已經過時了。如果你是Docker新手，可以繼續看下去，因為大多數的內容仍然是有效的，將讓你熟悉Docker如何運作。請先看過這篇文章How to use Docker for local web development: an update來更新 Docker 和 Docker compose 到最新版本。

其他安裝Docker的方式可以參考 - learn about them in the new post as well.

你有時常注意科技新知，Docker這一個名詞對你來說應該不陌生。

如果沒有，你可以參考一下維基百科的簡述

Docker是一個開放原始碼軟體專案，讓應用程式布署在軟體容器下的工作可以自動化進行，藉此在Linux作業系統上，提供一個額外的軟體抽象層，以及作業系統層虛擬化的自動管理機制。

酷！但我還是不太明白！請繼續說下去

Docker利用Linux核心（kernel）中的資源分離機制，例如cgroups，以及Linux核心命名空間（name space），來建立獨立的軟體容器（containers）。這可以在單一Linux實體下運作，避免啟動一個虛擬機器造成的額外負擔。

OK，有點概念了。

目前在我的Mac，我使用的Vagrant來建立我每一個專案(如果你不知道什麼是Vagrant，可以先看一下這篇文章，尤其是這一部份)。

不論何時，任何專案，我只要使用vagrant up指令，短時間內，我就可以得到一個獨立的虛擬機器(virtual machine, VM)，非常的便利。

但仍然要一點時間等待虛擬機器設定完成和啟動，而且每個專案的執行時間都不長，相對的也佔了不少硬碟資源。

你可以採取Laravel的初步作法Homestead，將每個專案都運行在同一台虛擬機器上，因此開發環境就無法個別獨立開來。

那麼跟Docker有什麼關係呢？

Docker其實就是將環境個別獨立，並且是運行在同一台虛擬機器(使用Boot2Docker)上。

那麼…我可以將我的Vagrant通通轉移到Docker，並且只使用一台虛擬機器囉?

當然囉！

下面我們會一步一步來操作。

大綱

  • 安裝
  • 設定
    • Nginx
    • PHP
    • Data
      • Volumes 和 data containers
      • MySQL
    • phpMyAdmin
  • 掌管多個專案
  • 故障排除
  • 結論
  • 參考

安裝

如同之前所提的，我使用的是Mac，所以下面的教程環境使已Mac為主。雖然我們是在Mac的環境，但是安裝完成後與Windows不會有太大的差異。如果你是使用Mac或Windows，可以參考這裡，依據你的作業系統下載Docker Toolbox(如果你是Linux可以直接參考這裡，無須下載Docker Toolbox)。

Docker Toolbox會幫你安裝好所有需要的資源。

如果你不熟悉Docker的操作的話，可以參考Docker 入門指南到Tag, push, and pull your image 章節; 文章內的寫得很清楚，也會幫助你熟悉在終端機上的操作。

有些部分我是參考那的。

同時，這是一個跳舞的Tryion:

筆記：你可能會發現到一個錯誤的訊息：

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Network timed out while trying to connect to https://index.docker.io/
v1/repositories/library/hello-world/images. You may want to check your
internet connection or if you are behind a proxy.

針對這個錯誤訊息，你只需要再執行一次docker-machine restart default指令。

完成之後，你應該有一個虛擬機器在VituralBox並且知道如何尋找(find)，運行(run)，建置(build)，推(push)，pull(拉) images。

到目前還不是很了解。如何知道開啟的網頁要對應到哪台機器，資料(database)在哪?

設定

接下來的所有設定我都會放到GitHub上，你可以隨時參考(甚至你可以直接使用)。

此外，或許對於虛擬機器(VM)和Docker，你會感到有點困惑。其實差異不大。

平常我都是使用LEMP stack，而且我使用的是PHP7，所以我們需要有Linux/PHP7/Nginx/MySQL(我們將會在另外一篇文章看到如何建立一個混合的框架)。

我們可以使用Docker Compose來達到Linux/PHP7/Nginx/MySQL各自獨立在Container運行。

很多教程在一開始會教你如何使用Dokcer的指令設定一個Container，或者如何串連多個Container，但實際運作上通常有一個或兩個Container以上，如果使用Docker指令一台一台的去串連，這是件很痛苦的事。

透過YAML設定檔，可以讓你自己設定各自Container如何連接。我們將會將各個服務放到各自的Contrainer：

  • Nginx 一個Container
  • PHP-FPM 一個Container
  • MySQL 一個Container
  • phpMyAdmin 一個Container
  • 一個Container 使MySQL資料庫的資料
  • 一個Container 放我們的程式碼

在其他教程，通常都會使用他們自己的images，如果沒有特別說明原因，對於剛接觸Docker的人或許有些困惑或疑問。

下面我將會使用官方的images和Dockerfiles來實作。

Nginx

一開始，為了確保可以正確的運行，先從最簡單的設定做起。

建立一個資料夾做為你的專案目錄(這裡我命名為docker-tutorial)，然後在docker-tutorial內建立一個docker-compose.yml檔案。加入下面的設定到docker-compose.yml：

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nginx:
	image: nginx:latest
	ports:
		- 80:80

接著執行下面的指令(記得切換到你的專案目錄下)

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$ docker-compose up -d

等待Nginx image下載完成後就會自動執行，完成後執行下面的指令

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$ docker-machine ip default

你會得到一個IP，在瀏覽器開啟這個IP，你就可以看到下面的畫面

到這裡，我們做了什麼?

我們告訴Docker Compose我們想要一個名為nginx的Container，並且使用官方Nginx最新的image，port指定為80。

接著要求Docker Compose依據docker-compose.yml的設定建置和啟動Container。-d是將Container丟到背景執行。

最後取得IP，Docker是運行在default這台虛擬機上(如果你想確認你的Docker是運行在哪台機器上，你可以使用docker-machine ls來取得)。

因為使用port 80，我們可以直接使用瀏覽器開啟IP位置來開啟網頁。

最後一件事情，執行docker ps指令，你可以看到如下圖：

上圖你可以看到一個Container使用了哪一個image正在運行。而這個Container名為dockertutorial_nginx_1。Docker compose是使用了資料夾加上image名稱和一個數字來命名。

PHP

在安裝PHP之前，先建立一個index.php檔案(與docker-compose.yml同一層資料夾)。

將下面的設定取代原本的docker-compose.yml

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nginx:
	build: ./nginx/
	ports:
		- 80:80
	links:
		- php
	volumes:
		- .:/var/www/html

php:
	image: php:7.0-fpm
	expose:
		- 9000
	volumes:
		- .:/var/www/html

我們增加一個名為php的Container，並指定使用7.0-fpm的版本。並指定expose為9000。

expose和ports有什麼不同?expose是用來指定Container之間連接的接口，ports則是外部連接機器的接口。

volumes，將目前的目錄.掛載到/var/www/html下，也就是我們專案的目錄會同步到Container的/var/www/html。

nginx Container設定volumes如同php(Nginx的Container必須知道哪個服務目錄的路徑)。links，是告訴nginx Container要連結到php(如果還是不了解，下面很快會告訴你)。

我們將image取代成build，並指向nginx/目錄，這裡是告訴Docker Compose不要使用已存在的image，而是使用nginx/下的
Dockerfile去建立一個新的image。

筆記：如果你有看過新手指南，你應該對於Dockerfile有點了解。你可以透過Dockerfile來告訴Docker你要安裝的image和你要執行的指令等等。

建立一個名為Dockerfile的檔案在nginx/目錄下，下面為Dockerfile的內容

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FROM nginx:latest
COPY ./default.conf /etc/nginx/conf.d/default.conf

第一行，指定使用的image為nginx。第二行將default.conf複製取代到/etc/nginx/conf.d/default.conf。

建立default.conf檔案在nginx/資料夾下，下面是default.conf的內容：

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server {
    listen 80 default_server;
    root /var/www/html;
    index index.html index.php;

    charset utf-8;

    location / {
        try_files $uri $uri/ /index.php?$query_string;
    }

    location = /favicon.ico { access_log off; log_not_found off; }
    location = /robots.txt  { access_log off; log_not_found off; }

    access_log off;
    error_log  /var/log/nginx/error.log error;

    sendfile off;

    client_max_body_size 100m;

    location ~ \.php$ {
        fastcgi_split_path_info ^(.+\.php)(/.+)$;
        fastcgi_pass php:9000;
        fastcgi_index index.php;
        include fastcgi_params;
        fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
        fastcgi_intercept_errors off;
        fastcgi_buffer_size 16k;
        fastcgi_buffers 4 16k;
    }

    location ~ /\.ht {
        deny all;
    }
}

這是Nginx的基本設定。

可以特別看一下這行設定：

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fastcgi_pass php:9000;

要求Nginx透過9000 port連接到php Container，而要求nginx連接的設定links已經在docker-compose.yml檔案中。

接著還需要建立index.php檔案，檔案內容如下：

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<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
    <head>
        <meta charset="utf-8">
        <title>Hello World!</title>
    </head>
    <body>
        <img src="http://tech.osteel.me/images/2015/12/18/docker-tutorial2.gif" alt="Hello World!" />
    </body>
</html>

這裡只有簡單的HTML代碼，用來確認PHP檔案可以執行。

下圖是目前的目錄結構：

再次執行docker-compose up -d。Docker Compose 會依據設定的，再次建立(build)和啟動(start) Container (這次會下載PHP image)：

如果你已經忘記IP，可以執行docker-machine ip default取得IP

現在執行docker ps，可以看到目前有哪些Container正在運行：

現在可以試著重啟網頁，可以看到index.php的title，”Hello Universel!”。

接著加入database了！

Data

Volumes 和 data containers

在設定MySQL之前，先來看看volumes。nginx和php container都有一樣的設定，這樣的設定方式很常見。

另外一種方式，將資料的來源獨立出來給其他container使用。

改變docker-compose.yml設定，設定如下：

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nginx:
    build: ./nginx/
    ports:
        - 80:80
    links:
        - php
    volumes_from:
        - app

php:
    image: php:7.0-fpm
    expose:
        - 9000
    volumes_from:
        - app

app:
    image: php:7.0-fpm
    volumes:
        - .:/var/www/html
    command: "true"

首先新增一個名為app的Container，volumes的設定與原本的nginx和php一樣。將應用程式的code給獨立成一個Container。當Docker Compose 建立起這個app Container，會立即停止，因為這個Container沒有做任何動作，為了不讓它停止特別指定了command: "true"。這可以讓我們只存取Container，也不會無謂的浪費資源。

除此之外，你也可以發現我們使用了與php一樣的image，同樣的image不會重複下載，而是使用了相同的image，避免不必要的浪費。

在nginx和php的設定中，原本的volumes改為volumes_from，而且指定為app Container。其下之意就是告訴Docker Compose要掛載的volumes是來自app Container。

再次執行docker-compose up -d。執行完成時執行docker ps可以看到目前有哪些container正在運行，如下圖：

如果對於data Container和volumes有興趣，我推薦你這邊文章(作者Adrian Mouat)(在文章最後的引用也可以找到這篇文章)。

MySQL

緊接著來看到MySQL。

開啟docker-compose.yml，加上下面的設定：

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mysql:
	image: mysql:latest
	volumes_from:
		- data
	environment:
		MYSQL_ROOT_PASSWORD: secret
		MYSQL_DATABASE: project
		MYSQL_USER: project
		MYSQL_PASSWORD: project

data:
	image: mysql:latest
	volumes:
		- /var/lib/mysql
	command: "true"

更新php的links，改成mysql，然後使用Dockerfile建置image：

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php:
	build: ./php/
	expose:
		- 9000
	links:
		- mysql
	volumes_from:
		- app

你已經知道links了，所以接著看到新的Dockerfile：

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FROM php:7.0-fpm
RUN docker-php-ext-install pdo_mysql

這只是基本的安裝pdo_mysql套件，透過這個套件我們可以連接database(如何安裝PHP套件，你可以參考這篇文章 image’s doc)。將這個檔案放置到新的php/目錄下。

往下看到MySQL的設定，你可以先看看這篇文章official MySQL image。environmet是我們目前沒看過的設定，它允許我們定義環境變數供Container使用。這邊我們特別定義了MySQL的root密碼和名稱(project)，以及一位使用者的密碼和database名稱(所有可用的變數都列在image’s documentation)。

如同前面所提到的，data Container的目的要管理MySQL Container存放在/var/lib/mysql的資料(並且重複使用MySQL image以節省硬碟空間)。或許你會發現，我們並沒有宣告本機要掛載到/var/lib/mysql(也就是冒號前本機路徑)，目錄位於何處，我們交由Docker Compose來控制，只需知道資料內容是存在的。

如果MYSQL_DATABASE已經存在了，MYSQL_ROOT_PASSWORD的設定會被忽略，保持既有的設定。

為了測試是否正能夠連到database，index.php需要做些調整：

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<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
    <head>
        <meta charset="utf-8">
        <title>Hello World!</title>
    </head>
    <body>
        <img src="http://tech.osteel.me/images/2015/12/18/docker-tutorial2.gif" alt="Hello World!" />
        <?php
        $database   = $user = $password = "project";
        $host       = "mysql";
        $connection = new PDO("mysql:host={$host};dbname={$database};charset=utf8", $user, $password);
        $query      = $connection->query("SELECT TABLE_NAME FROM information_schema.TABLES WHERE TABLE_TYPE='BASE TABLE'");
        $tables     = $query->fetchAll(PDO::FETCH_COLUMN);

        if (empty($tables)) {
            echo "<p>There are no tables in database \"{$database}\".</p>";
        } else {
            echo "<p>Database \"{$database}\" has the following tables:</p>";
            echo "<ul>";
            foreach ($tables as $table) {
                echo "<li>{$table}</li>";
            }
            echo "</ul>";
        }
        ?>
    </body>
</html>

這段code會連接到database，並列出目前所有的table。

完成後再次執行docker-compse up -d(可能需要等待一段時間，因為需要下載MySQL image)，完成後執行docker ps -a。你應該可以看到5個Container，其中兩個是退出(Exited)的：

現在開啟網頁是顯示*”There are no tables in database ‘project’”*。

下一步是建立phpMyAdmin，他是一個圖形化的介面供你管理MySQL。現在我先在MySQL的Container來操作MySQL command line。

從上圖的結果，找到MySQL Container的ID(在我的環境是5207587d116b)並且複製他；執行下面的指令：

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$ docker exec -it 5207587d116b /bin/bash

接著你可以在這個Container執行指令(你也可以用Container的name來取代ID執行)。

docker exec允許你的指令在Container中執行，-t讓Docker分配一個假的終端機(pseudo-tty)並綁定到Contanier的標準輸入(參考Docker —— 从入门到实践)，-i允許與終端機互動。/bin/bash是建立一個在Container的bash介面。

你也可以在其他Container使用這段指令。

然後使用mysql -uroot -psecret進入MySQL CLI。執行show database;列出所有的database，如下圖：

切換database到project，並且建立一個table：

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$ mysql> use project
$ mysql> CREATE TABLE users (id int);

重新整理網頁，就可以看到users會顯示在網頁上。

你可以使用\q離開MySQL CLI，ctrl + d離開container終端機。

MySQL的data存在本機的位置在哪呢?

看到docker-compose.yml的data container設定：

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data:
	image: mysql:latest
	volumes:
		- /var/lib/mysql
	command: "true"

Docker Compose會將本機掛載到/var/lib/mysql的目錄下，但本機位置是?

再次執行docker ps -a，複製MySQL Container狀態為退出(Exited)的ID(在我的環境是7970b851b07a)，然後執行：

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$ docker inspect 7970b851b07a

接著你可以找到JSON格式的資料。找到Mounts的部分：

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...,
"Mounts": [
    {
        "Name": "0cd0f26f7a41e40437019d9e5514b237e492dc72a6459da88d36621a9af2599f",
        "Source": "/mnt/sda1/var/lib/docker/volumes/0cd0f26f7a41e40437019d9e5514b237e492dc72a6459da88d36621a9af2599f/_data",
        "Destination": "/var/lib/mysql",
        "Driver": "local",
        "Mode": "",
        "RW": true
    }
],
...

"Source"是資料存在於Container的路徑。

我懂了。

但如果我們移除這個Container，會發生什麼事情呢?

問得很好！

事實他們仍然存在於硬碟裡。

有2個解決方法，1. 我們要確保移除Container時volume一同被移除，我們可以使用-v的參數：

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$ docker rm -v containerid

如果不使用-v，可以改用下面的指令：

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$ docker volume rm $(docker volume ls -qf dangling=true)

使用docker volume ls指令加上q及f參數刪除打上none標籤的volume(dangling=true)。

在Docker command line documentation可以得到更多資訊。

phpMyAdmin

為了方便管理MySQL，接下來就要在Docker上安裝phpMyAdmin！

開起docker-compose.yml，加上下列的設定：

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phpmyadmin:
	image: phpmyadmin/phpmyadmin
	ports:
		- 8080:80
	links:
		- mysql
	environment:
		PMA_HOST: mysql

如同之前的操作，指定好官方的phpMyAdmin image。我們發佈的port 80對應到虛擬機的8080，以及連結mysql Container。最後設定PMA_HOST環境變數。

儲存並再次執行docker-compose up -d。等待phpMyAdmin image下載，當一切就緒後，開啟網頁，這次在網址後加上:8080，就可以看到phpMyAdmin登入畫面：

帳號密碼輸入分別輸入root和secret，即可成功登入(如同mysql Container的設定，project / project一樣也可以，而且可以存取project的database)。

很容易，對吧?

休息一下！回想消化一下！不要忘了繼續看下去！因為它可以幫助你更清楚。

設定檔放在GitHub repository，歡迎自行取用。

管理多個專案

Docker有一個很大優勢，當你有多個Container使用相同的image時，使用的硬碟空間只會增加一點點，通常只有幾MB。

除非你想要用PostgreSQL取代成MySQL，不然只會繼續使用本機已存在的image。

如何在同一台虛擬機管理不同的專案呢?

但Docker只有一個私有IP，你可以使用port來區分專案，無需每個專案都執行在port 80上。

在上述的過程中你可以發現我們一直輪流使用docker和docker-compose指令，這或許讓你有點混淆。docker-compose就如同執行docker的指令；docker可針對個別Container做操作，docker-compose可以同時操作docker-compose.yml設定內的Container。

例如

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docker ps -a

這指令會顯示目前在Docker上所有的Container包含沒有在運行的Container。

而

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docker-compose ps

他與上面的目的是一樣的，但是僅會列出docker-compose.yml設定內的Container(-a參數是非必要的，而且顯示順序與設定檔不同)。

當你有很多Container需要管理時，他就可以派上用場了，例如：

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docker-compose stop

這將會停止目前所有在docker-compose.yml內的Container。所有的Container停止後，同時也會釋出port 80。

要再次啟動可以使用先前提到的docker-compose up -d指令。

要刪除目前已經停止運作的Container，你可以執行：

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docker-compose rm

這個指令相對於docker rm，如果你想要同時刪除對應的volume，你可以加入-v參數(你也可以刪除打上none標籤的volume，如同前面所說的)。

在docker和docker-compose指令下有更多細節的說明。

故障排除

到目都可以正常運作了！Docker compose有可能會不建置一個image或者啟動Container，而且通常顯示的訊息不是有很大的幫助。

當有錯誤發生時，試著執行：

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docker-compose logs

他會顯示目前docker-compose.yml設定檔的logs。你也可以執行docker-compose ps檢查目前所有Container的State欄位狀態，如果有一個exit後的代碼數字不是0，代表那個Container有些問題。

這時你可以針對這個Container顯示logs：

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docker logs containerid

Container的name也一樣可行。

結論

Docker是一個很了不起的技術(雖然剛起步，但相信我，它是非常有前途的)。

這裡我們使用Docker Toolbox和Boot2Docker，一切看似容易，因為它已經自動幫我做好了很多事情。而我們也可以安裝Docker在Vagrant box上。

但這麼做意義不大。Docker成長速度之快，資源也很豐富。

目前我仍是個初學者，如果你發現發現到任何錯誤，非常歡迎讓我知道，並且修正它。

參考資源