Docker 入门 & CI/CD实践

导语

现在很火的一个技术就是云计算服务，除了很早就开始做云计算的Amazon，阿里、腾讯、京东、百度等巨头也分分加入云计算的领域中。谈到云计算，就离不开Docker这个方便的工具啦。正如Docker的slogan所说”Build, Ship, and Run Any App, Anywhere”，它通过对应用组件的封装（Packaging）、分发（Distribution）、部署（Deployment）、运行（Runtime）等生命周期的管理，达到应用组件级别的”一次封装，到处运行”。

今天我就来学习一下什么是Docker，以及如何在阿里云服务器上用Docker上进行持续集成/持续部署(CI/CD)的，并把学习和实践的过程整理记录下来，其中某些概念性的知识可能会直接摘录官方文档或者相关教程，希望在自己之后的项目之中，可以派的上用场。

如果你已经熟悉了Docker，并会使用它了，那么请直接跳到本文的后半部分 CI/CD on Docker

Docker 简介

什么是Docker？

Docker它的英文本意是码头工人，也就是搬运工，这种搬运工搬运的是集装箱（Container），集装箱里面装的可不是商品货物，而是任意类型的App，Docker把App（叫Payload）装在Container内，通过Linux Container技术的包装将App变成一种标准化的、可移植的、自管理的组件，这种组件可以在你的latop上开发、调试、运行，最终非常方便和一致地运行在production环境下。

Docker为App提供了一种自动化构建机制（Dockerfile），包括打包，基础设施依赖管理和安装等等；相比于传统的虚拟机技术，它不需要完整的虚拟出一个操作系统，可以降低资源的消耗，提高服务器使用效率，通过其构建工具，又可以帮助我们快速的部署运行应用。

为什么是Docker？

为什么要用Docker一文介绍了Docker的优势，以及我们为什么要使用它。大概有以下几点：

1. 更高效地利用系统资源
2. 更快速的启动时间
3. 一致的运行环境
4. 持续交付和部署
5. 更轻松的迁移
6. 更轻松的维护和拓展

其中”持续交付和部署”是这篇博客所要重点关注的内容。

对开发和运维（DevOps）人员来说，最希望的就是一次创建或配置，可以在任意地方正常运行。

使用 Docker 可以通过定制应用镜像来实现持续集成、持续交付、部署。开发人员可以通过 Dockerfile 来进行镜像构建，并结合持续集成(Continuous Integration) 系统进行集成测试，而运维人员则可以直接在生产环境中快速部署该镜像，甚至结合持续部署(Continuous Delivery/Deployment) 系统进行自动部署。

而且使用 Dockerfile 使镜像构建透明化，不仅仅开发团队可以理解应用运行环境，也方便运维团队理解应用运行所需条件，帮助更好的生产环境中部署该镜像。

Docker 基本概念

在使用Docker之前，有几个最基本的概念我们需要了解。

Docker 镜像

Docker 镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。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 容器

镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。

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。容器内的进程是运行在一个隔离的环境里，使用起来，就好像是在一个独立于宿主的系统下操作一样。

Docker 仓库

镜像构建完成后，可以很容易的在当前宿主上运行，但是，如果需要在其它服务器上使用这个镜像，我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务，Docker Registry 就是这样的服务。

PS: 由于这篇博客暂时不会涉及到在不同服务器运行同一个Docker，所以关于Docker仓库的内容就会先简略跳过。

Docker 安装

我将在阿里云服务器上完成Docker的安装和后续的实践。服务器为Ubuntu 16.04 LTS

Docker 官方为了简化安装流程，提供了安装一套安装脚本:

curl -sSL https://get.docker.com/ | sh

由于墙内原因，下载可能会出现错误，这里就直接使用了阿里云提供的安装脚本进行安装

PS: 该脚本仅支持阿里云服务器内网访问，非内网用户使用不了。但是可以使用中国区优化的脚本:github

curl -sSL http://acs-public-mirror.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/docker-engine/intranet | sh -

运行完脚本之后，发现Docker引擎已经完成安装，并且启动了。

可以通过下面的命令，查看docker引擎运行的状态：

systemctl status docker

docker version # 查看docker 版本

使用镜像

获取镜像

Docker Hub上有大量的高质量的镜像可以用，这里我们就说一下怎么获取这些镜像并运行。

从 Docker Registry 获取镜像的命令是 docker pull。其命令格式为：

docker pull [选项] [Docker Registry地址]<仓库名>:<标签>

运行镜像

docker run 就是运行容器的命令

• -it：这是两个参数，一个是 -i：交互式操作，一个是 -t 终端。我们这里打算进入 bash 执行一些命令并查看返回结果，因此我们需要交互式终端。
• --rm：这个参数是说容器退出后随之将其删除。默认情况下，为了排障需求，退出的容器并不会立即删除，除非手动 docker rm。我们这里只是随便执行个命令，看看结果，不需要排障和保留结果，因此使用 --rm 可以避免浪费空间。
• ubuntu:14.04：这是指用 ubuntu:14.04 镜像为基础来启动容器。
• bash：放在镜像名后的是命令，这里我们希望有个交互式 Shell，因此用的是 bash。

进入容器后，我们可以在 Shell 下操作，执行任何所需的命令。这里，我们执行了 cat /etc/os-release，这是 Linux 常用的查看当前系统版本的命令，从返回的结果可以看到容器内是 Ubuntu 14.04.5 LTS 系统。

最后我们通过 exit 退出了这个容器。

列出镜像

要想列出已经下载下来的镜像，可以使用 docker images 命令。

$ docker images

CI/CD on Docker

什么是CI/CD?

持续集成（Continuous Integration）简称CI，持续集成强调开发人员提交了新代码之后，立刻进行构建、（单元）测试。根据测试结果，我们可以确定新代码和原有代码能否正确地集成在一起。

持续部署（Continuous Delivery/Deployment）简称CD，持续部署则是在持续交付的基础上，把部署到生产环境的过程自动化。

从The Product Managers’ Guide to Continuous Delivery and DevOps一文中对持续集成、持续交付、持续部署三个概念的解释，我们大概可以了解到三者是递进关系的，后者再前者的基础之上进一步自动化。本文只做一个简单的demo，以后根据业务场景的不同再进行更改。

Travis CI

在之前我所写的博文GitHub+Travis CI 持续集成 一文中，介绍了如何使用GitHub和Travis CI 进行持续集成。使用Travis CI也可以在CI过程中使用Docker来进行部署、运行、测试。只需要在.travis.yml中添加简单的配置即可

sudo: required

然后在before_install标签下，添加相关的docker语句即可。由于Travis CI 使用的是在线的服务，所以不需要自己再另外安装Docker，如果是自己在服务器上私有的Travis CI才需要。给人感觉整体的配置流程是比较简单，方便的。具体可以参考官方文档Using Docker in Builds。 与配置完Jenkins之后的持续部署类似，本文不再详细叙述，有需要的话再进行学。

Jenkins

在玩过了Travis CI之后，这次再尝试学习一下另一款持续集成工具Jenkins，并学习、记录下如何使用Jenkins和Docker做持续集成。这里与Travis CI不同，是直接使用自己的服务器来进行持续集成的，可以实现更多的定制，以及闭源代码的持续集成。（Travis CI在线服务只免费提供给GitHub开源代码）。

什么是Jenkins

jenkins是一个广泛用于持续构建的可视化web工具，持续构建说得更直白点，就是各种项目的”自动化”编译、打包、分发部署。jenkins可以很好的支持各种语言（比如：java, c#, php等）的项目构建，也完全兼容ant、maven、gradle等多种第三方构建工具，同时跟svn、git能无缝集成，也支持直接与知名源代码托管网站，比如github、bitbucket直接集成。

通过Docker安装和启动Jenkins

安装

Jenkins需要Java环境，有了Docker这个利器，我们就省去了安装Java环境的麻烦，只需执行如下命令即可。通过执行docker pull 指令，我们可以很方便地获取到可以用来执行jenkins的docker镜像。

$ docker pull jenkins:latest

通常的做法是把jenkins文件存储地址挂载在宿主机上，这样子如果jenkins服务器重装或者迁移就可以方便地迁移项目配置了。

$ docker run -d --name myjenkins -p 8080:8080 -v ${pwd}/data:/var/jenkins_home jenkins

通过这种方法来启动有时候会不成功，可能是因为路径权限存在着问题。这里使用https://github.com/AliyunContainerService/docker-jenkins版本的修改版jenkins来进行构建自己的Jenkins镜像

$ git clone https://github.com/AliyunContainerService/docker-jenkins

启动

然后基于新镜像启动Jenkins容器

$ docker run -d -p 0.0.0.0:8080:8080 -p 50000:50000 -v $(pwd)/data:/var/jenkins_home --name jenkins myjenkins

查看正在运行的docker 容器

$ docker ps

PS: $(pwd)是当前路径

基于myjenkins镜像构建了jenkins容器，将docker 8080端口(冒号后)与宿主机的8080端口(冒号前)绑定在一起，可以通过宿主机ip+8080端口号来访问jenkins页面，访问50000端口可以获取到端口信息。

配置环境变量

jenkins->系统管理->管理节点->宿主机

配置所需要的环境变量，则jenkins就可以使用到宿主机上的一些环境了。注意JAVA_HOME的配置要求的是JDK的位置而非JRE的位置。

安装插件

在data/serects下查看initialAdminPassword进入Jenkins控制页面

安装建议的插件

开始界面

对大作业进行自动构建

上篇博客中，完成了对大作业一个java项目的maven自动构建，这次就通过jenkins和docker来实现。

配置maven

在系统管理->管理插件->可选插件 中安装Maven Integration plugin这个插件

在系统管理->Global Tool Configuration 选择maven路径，或者自动安装

GitHub 插件

此外，在jenkins我们要需要安装一些关于GitHub的插件，来支持Webhook

新建 Jenkins 项目

这里选用自由风格的软件项目来构建

选择源码地址，需要添加GitHub账号权限，可以使用ssh key也可以使用账号密码

可以通过脚本触发，这里使用了GitHub Plugin所提供的GitHub hook trigger for GITScm polling，当GitHub上的项目仓库发生改变之后会发出相应的请求。

其中maven版本选择刚刚所设置的，执行clean和install目标。

构建

点击立即构建，就可以完成构建了。红色表示失败，蓝色表示成功，点击进去可以查看详细。

GitHub 自动触发

在仓库的settings->services中添加jenkins配置，根据提示添加触发url即可。url地址为http://your_jenkins_url/github-webhook/ 。这样子当GitHub仓库发生更新时就会触发自动构建功能了。

自动部署

构建中，可以执行shell指令，如果在后期大作业完成前端与后端之后，就可以直接在构建中，创建一个docker镜像、容器并且运行这个容器，使得我们可以直接访问到部署完成的网页了。这个会在后续继续改进。

PS：这次是直接在宿主机上进行配置，此外Jenkins还可以配置另外的主机节点来运行maven等构建，同时也可以指定一些环境，因为每一次都重新下载maven的话其实是比较花时间的。大致的流程就可以像下图所示一样。

总结

在了解了Docker之后，发现这是一个比虚拟机更加强大的工具，速度也很快，方便我们快速部署应用。在Docker上实现CI/CD可以让我们只需要提交GitHub上的代码更改之后，便可以在网页上看到产品的新版本了。大量地减轻了这些重复性的工作。

这次也了解了Jenkins，相比于Travis CI的话，配置会更加麻烦一些，整体的流程都是相近的，但是可以定制更多自己想要的功能，在后续过程中如果与Docker结合，可以看到一个产品的完整生命周期，自动化完成的过程。因为还没有完成大作业的前后端全部功能，所以看具体的效果可以参考Gitlab+Jenkins+docker完成Maven项目的自动部署一文。

参考

Docker入门与实践

Docker —— 从入门到实践

构建微服务实验环境（一）：容器与应用

The Product Managers’ Guide to Continuous Delivery and DevOps

jenkins 入门教程

利用Jenkins和Docker做持续集成

希云cSphere-最佳实战Docker持续集成图文详解

Gitlab+Jenkins+docker完成Maven项目的自动部署