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Docker 是什么？ Docker 基本观念介绍与容器和虚拟机的比较

news 来源：原创 2025/9/17 22:36:18

🧑 博主简介：CSDN博客专家，历代文学网（PC端可以访问：历代文学，移动端可微信小程序搜索“历代文学”）总架构师，15年工作经验，精通Java编程，高并发设计，Springboot和微服务，熟悉Linux，ESXI虚拟化以及云原生Docker和K8s，热衷于探索科技的边界，并将理论知识转化为实际应用。保持对新技术的好奇心，乐于分享所学，希望通过我的实践经历和见解，启发他人的创新思维。在这里，我希望能与志同道合的朋友交流探讨，共同进步，一起在技术的世界里不断学习成长。
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Docker 是什么？

Docker 是一种开源软件平台，它的构想理念是「Build and Ship any Application Anywhere」，意即让开发者在虚拟环境中，开发、部署和管理任的何应用程序。 Docker 的轻量化特性，提供应用程序独立的测试环境。让用户只需专注于应用程序的开发，为他们省下建置环境的时间与精力。

docker logo

为什么要使用 Docker

（一）在主机上快速部署

由于 Docker 容器具有跨平台便携性，并且共享操作系统中的资源，它相较虚拟机更为轻量。在相同资源下，能执行容器数大约是虚拟机的5到10倍，能够提高开发者的工作效率并节省资金。

此外，使用EDB提供的PostgreSQL Docker image，您可以快速地在开发、测试和生产环境中部署PostgreSQL数据库，而不需要担心环境配置和兼容性问题。 EDB 的 PostgreSQL Docker image 也针对 Docker 环境进行了优化，可以提供更高的性能和可靠性。

（二）版本控管和对象重复使用

Docker 让用户能够储存不同的版本的历史纪录，用户能够依照自己的喜好回滚（Roll Back）至最合适的版本。开发人员只需将环境设定好，就能使用先前保存好的容器，达到重复使用的目的。

此外，使用 HashiCorp Vault 可以安全地管理 Docker image 中的 secrets 和配置信息。 Vault 可以将这些敏感信息加密存储，并提供安全的访问控制，确保只有授权的用户和应用程序才能访问这些信息，避免 secrets 泄露的风险，同时也能方便地重复使用这些安全的映像文件（Image）。

（三）更有效率的 CI/CD 流程

Docker 帮助开发人员在任何环境下测试代码，协助他们在应用程序开发初期就能找出错误。利用 Docker 易与其他工具整合的优势，开发人员能将 GitHub 和 Jenkins 整合至 Docker 中。只需将代码交付至 Github，再由 Jenkins 进行自动化布署，就能够快速地建立映像文件（Image）。开发者还能将映像文件上传至 Docker Hub 来解决不同版本间环境不兼容的问题。 Docker 能够简化开发部署流程、减少环境建置的时间，以及让开发人员同时执行多个测试。

此外，在CI/CD流程中，可以使用ELK Stack来收集和分析Docker容器的日志和事件，例如建置日志、测试结果、部署状态等。这些信息可以帮助开发人员快速识别和解决问题，并追踪应用程序的交付过程。 ELK Stack 的 dashboards 和可视化功能可以提供 CI/CD 流程的清晰概览，帮助团队更好地监控和管理整个流程。

Docker 结合 CI/CD 流程进行自动测试与部署

开发人员让 Docker 融入 CI 流程的一种方式是，开发者在建立完应用程序后，通过 CI 服务器建立 Docker 映像文件（Image），再将应用装入映像文件，最后再上传到 Docker Hub。开发者能够在另一台主机上，不论是在QA、DEV或正式环境，从Docker Hub上接入映像文件并运行容器，在CI服务器中，开发者甚至能在创建映像文件的过程中，完成编辑和测试。

虚拟化技术是什么？

在认识 Docker 前，我们必须先了解何谓虚拟化？简而言之，虚拟化技术想解决的核心问题是，不同电脑的操作系统与硬件资源配置不兼容。举例来说，今天我开发了一款应用程序，经测试后，它能够在我的地端环境中正常运行，但如果我想将它安装至其他环境或部署至云端。我就必须建置相同的环境，和配置相同硬件资源，例如：服务器、CPU、数据库、扩充程序等等。

然而，这种「例行公事」往往需要耗费大量时间，而且没人能保证你的程序在新环境中能够正常运作。因为不同环境使用的操作系统不尽相同，即便同样使用 Linux，不同版本间也存在着些微的差异。而虚拟技术的问世就是为了解决这种「明明在我的环境中能运作，但搬到其他地方就坏掉」的问题。

目前常见的虚拟技术有两种，一种是以处理操作系统为单位的虚拟化技术，我们将它称之为虚拟机（Virtual Machine），著名的代表有 VMware; 另一种是以 APP 为单位的虚拟化技术，我们将它称为容器化（Containerize），著名的代表有 Docker Container。下文将为各位分别介绍这两种技术

虚拟机（VM）

VM 是一种体积庞大且耗能高的软件套件。 VM 会模拟底层的主机资源（CPU、RAM、Storage），将资源分配给上层的应用程序使用。在 VM 的架构中有一层名为 Hypervisor 的平台。这种平台被用于管理硬件资源的使用和分配。简单来说，Hypervisor 让用户能够在操作系统上（Host OS）增加另一个操作系统（Guest OS），并且让这两种操作系统相互协作。每个 VM 包含操作系统、应用程序、必要的二进制文件和系统库的完整副本-容量大约为 10 GB，因此 VM 启动的时间会较为缓慢。

container-vm-whatcontainer

容器化（Containerize）

容器化是一种在概念上相似于虚拟机，但在原理上略有不同的技术，其主要目的在于提供开发者用于测试应用程序的沙盒环境。开发者将想测试的应用程序与 Dependency（相依性资源）封装于容器进行测试。容器化与 VM 的相异之处在于，由于容器不会模拟系统底层的基础架构，因此需耗费的资源也相对较低。开发者能够在容器内配置不同的资源，因为每个容器都独立运行且彼此之间不会互相影响。

译注： Dependency（相依性资源）： Dependency （相依性资源）在这边泛指 system libraries（系统函式库）、External Third-Party Code Package（第三方代码套件）。

docker-containerized-appliction-blue-border_2 (Demo)

容器（Container）VS 虛擬機（VM）

雖然容器和虛擬機具有類似的功能及優勢，但其實它們被用於處理不同面向的問題，VM 的主要功能是作業系統的虛擬化，容器主要的功能是虛擬化操作系統，因此容器相較於 VM 更容易攜帶，也更高效。

以下表格為容器與虛擬機的對比

功能	Virtual Machine	Docker Container
虛擬化的目標	作業系統	應用系統
啟動時間	久（幾分鐘）	短（幾秒）
容量	GB	MB
耗費資源	較多	較少
複製相同環境	慢	快
服務內容	大型專案服務	多使用於微服務中

组成 Docker 的重要元素

在了解虚拟技术的基本观念后，我们将在这段剖析构成Docker的重要元素，让大家对Docker元素间的工作流程有更全面的了解。

Dockerfile

开发人员在使用 Docker 时发现，大多现成的 Docker 映像文件无法满足他们的需求，因此需要一种能够生成映像档的工具。 Dockerfile 是一种简易的文件文件，里面包含了建立新映像文件所需的指令。

Dockerfile 语法主要由 Command（命令）和 Argument （参数选择）两大元素组成。以下是一个简易的 Docker file 示意图：

命令式语法+选择参数（Command + Argument）

dockerfile

以这张图来说 From 是命令式，而 nginx 是选择参数

Image （映像文件）

Docker 映像文件是创建容器的模板，我们能将它想象为一种虚拟机快照（snapshot），映像文件包含了开发者需要部署的应用程序、操作系统和编译环境。开发者能透过映像文件建置不同的容器，在容器中，每个应用程序都是独立运行的，彼此互不影响。

Container （容器）

容器是映像文件建立出来的实例（Instance），我们能将它比喻为一个轻量级的沙盒，Docker 利用容器运行和隔离应用程序，能够在容器中将应用程序启动、开始、停止、删除。由于映像文件是唯读（Read Only）的模板，因此容器在运行后映像文件的上层会增加一个能够修改的读写层（Read and Write），而映像档本身则不变。

docker-inside-container

Repository（仓库）

Repository 是储存映像档的地方，用户可以将自己完成的映像文件上传至仓库上储存，仓库上也有许多现成的映像文件供用户存取，仓储的种类被分为公开与私人两种，目前官方最大的公开仓库是 Docker Hub。在上面储存了超过 15,000 个映像文件供用户下载。

docker-flow

Docker 的运作流程

步骤一、撰写 Dockerfile，步骤二、将 Dockerfile 建立为 Image，步骤三、将 Image 运行为容器。透过这三个简单的步骤，就能创建自己的 Docker 容器啰！

创建运行 Docekr