k8s（二）Docker的HelloWorld

Build，Ship and Run Any App,Anywhere

作者：lomtom

个人网站：lomtom.cn

个人公众号：博思奥园

你的支持就是我最大的动力。

k8s系列：

1. k8s（一）走进docker
2. k8s（二）Docker的HelloWorld
3. k8s（三）走进k8s
4. k8s（四）安装k8s集群
5. k8s（五）k8s的HelloWorld
6. k8s（六）走进Pod

---

docker

Build，Ship and Run Any App,Anywhere

docker安装

docker的安装不在本节的重点范围之内。

1. win参考：docker 安装
2. linux直接yum -y install docker-ce-19.03.15 docker-ce-cli-19.03.15一条命令搞定

dokcer实操

构建镜像

部署一个Go项目，该项目有一个接口/返回ok

FROM golang:alpine AS builder

RUN mkdir /app

WORKDIR /app

COPY . .

RUN go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct
RUN go mod tidy

Run go build main.go -o demo-gin
 
CMD ["./demo-gin"]

会发现他非常的大，足足有300M，这显然不符合我们的预期。

究其原因是基础镜像太大了，如果想要这个镜像变小应该怎么做？

那么我们可以先构建好，再将构建好的程序放到我们最终的容器中就可以了。这里有两种方法：

• 可以自己编译，再打包，这样一致性不太好，因为如果你在win中编译的放在linux并不能用；
• 在打包之前用一个拿一个镜像来编译，编译后复制到最终的镜像内

所以果断采取第二种方法：

FROM golang:alpine AS builder

RUN mkdir /app

WORKDIR /app

COPY . .

RUN go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct
RUN go mod tidy


Run go build main.go -o demo-gin



FROM alpine
 
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/demo-gin /app/demo-gin
 
CMD ["./demo-gin"]

在项目目录下使用docker build进行编译：

[root@master demo-gin]# docker build -t demo-gin .
Sending build context to Docker daemon  9.728kB
Step 1/11 : FROM golang:alpine AS builder
 ---> dd6fd110e957
Step 2/11 : RUN mkdir /app
 ---> Using cache
 ---> 0b6745385c76
Step 3/11 : WORKDIR /app
 ---> Using cache
 ---> 244a453fc1b5
Step 4/11 : COPY . .
 ---> 8238e479ac95
Step 5/11 : RUN go env -w GOPROXY=https://goproxy.cn,direct
 ---> Running in b3ba7bddda82
Removing intermediate container b3ba7bddda82
 ---> f6705d03f979
Step 6/11 : RUN go mod tidy
 ---> Running in 32537fd42323
go: downloading github.com/gin-gonic/gin v1.7.7
go: downloading github.com/gin-contrib/sse v0.1.0
go: downloading github.com/mattn/go-isatty v0.0.12
go: downloading github.com/golang/protobuf v1.3.3
go: downloading github.com/stretchr/testify v1.4.0
go: downloading github.com/json-iterator/go v1.1.9
go: downloading github.com/go-playground/validator/v10 v10.4.1
go: downloading github.com/ugorji/go/codec v1.1.7
go: downloading gopkg.in/yaml.v2 v2.2.8
go: downloading golang.org/x/sys v0.0.0-20200116001909-b77594299b42
go: downloading github.com/davecgh/go-spew v1.1.1
go: downloading github.com/pmezard/go-difflib v1.0.0
go: downloading github.com/modern-go/concurrent v0.0.0-20180228061459-e0a39a4cb421
go: downloading github.com/modern-go/reflect2 v0.0.0-20180701023420-4b7aa43c6742
go: downloading github.com/go-playground/universal-translator v0.17.0
go: downloading github.com/leodido/go-urn v1.2.0
go: downloading github.com/ugorji/go v1.1.7
go: downloading golang.org/x/crypto v0.0.0-20200622213623-75b288015ac9
go: downloading github.com/go-playground/assert/v2 v2.0.1
go: downloading github.com/go-playground/locales v0.13.0
go: downloading gopkg.in/check.v1 v0.0.0-20161208181325-20d25e280405

Removing intermediate container 32537fd42323
 ---> d117b4852e6a
Step 7/11 : Run go build -o demo-gin main.go
 ---> Running in 5acd88af4878
Removing intermediate container 5acd88af4878
 ---> f4153d9c7a5e
Step 8/11 : FROM alpine
latest: Pulling from library/alpine
df9b9388f04a: Already exists 
Digest: sha256:4edbd2beb5f78b1014028f4fbb99f3237d9561100b6881aabbf5acce2c4f9454
Status: Downloaded newer image for alpine:latest
 ---> 0ac33e5f5afa
Step 9/11 : WORKDIR /app
 ---> Running in 55c0e0652368
Removing intermediate container 55c0e0652368
 ---> 88534de5b753
Step 10/11 : COPY --from=builder /app/demo-gin /app/demo-gin
 ---> 229f0992f605
Step 11/11 : CMD ["./demo-gin"]
 ---> Running in e6ac1b4bbc1d
Removing intermediate container e6ac1b4bbc1d
 ---> 74b0086fe7c6
Successfully built 74b0086fe7c6
Successfully tagged demo-gin:latest

docker build 操作完成后，我可以通过 docker images 命令查看结果：

[root@master demo-gin]# docker images
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
demo-gin     latest    74b0086fe7c6   1 minutes ago   14.8MB

最终镜像大小只有14.8MB。接下来，我使用这个镜像，通过 docker run 命令启动容器：

[root@master demo-gin]# docker run -p 3001:8080 demo-gin
[GIN-debug] [WARNING] Running in "debug" mode. Switch to "release" mode in production.
 - using env:	export GIN_MODE=release
 - using code:	gin.SetMode(gin.ReleaseMode)

[GIN-debug] GET    /                         --> main.main.func1 (1 handlers)
[GIN-debug] [WARNING] You trusted all proxies, this is NOT safe. We recommend you to set a value.
Please check https://pkg.go.dev/github.com/gin-gonic/gin#readme-don-t-trust-all-proxies for details.
[GIN-debug] Listening and serving HTTP on :8080

同时，使用-p 3001:8080参数将容器内的8080端口映射到宿主机器上的3001端口，这样就可以通过宿主机器的3001端口访问容器的8080端口。

后台运行

如果需要后台运行，在run后面加上 -d 参数即可

随后通过暴露的端口访问。

lomtom@atongmudeMacBook ~ % curl http://8.16.0.67:3001
"ok"% 

挂载卷

如何在运行的时候，将宿主机器的目录挂载在容器内呢？

可以使用-v参数进行指定：-v /root/lomtom/demo-gin/volume:/test ，这里将宿主机器的/root/lomtom/demo-gin/volume目录挂载在容器的/test目录下，这样在容器内就可以访问到宿主机器的/root/lomtom/demo-gin/volume目录。

[root@master demo-gin]# docker run -p 3001:8080 -v /root/lomtom/demo-gin/volume:/test -d demo-gin

在宿主机器中的/root/lomtom/demo-gin/volume添加一个test.txt文件，内容为 are you happy today?

[root@master volume]# cat /root/lomtom/demo-gin/volume/test.txt 
are you happy today?

回到容器中进行查看，发现/test下存在一个test.txt文件。

/ # cat test/test.txt 
are you happy today?

这就是Docker 的Volume 机制，允许你将宿主机上指定的目录或者文件，挂载到容器里面进行读取和修改操作。

除此之外，也可以不指定宿主机器的目录。

[root@master demo-gin]# docker run -p 3001:8080 -v /test -d demo-gin

容器启动之后，可以查看volume的信息

[root@master volume]# docker volume ls
DRIVER    VOLUME NAME
local     4605aba6ab35518ce29fc650e75c157d3c4b95451123a9687d93eed5cf6be6b8

容器内/test目录下的文件就会保存在宿主机器的/var/lib/docker/volumes/4605aba6ab35518ce29fc650e75c157d3c4b95451123a9687d93eed5cf6be6b8/_data/中。

值得注意的是，如果使用该容器重新构建一个镜像，容器 Volume 里的信息，并不会被 docker commit 提交掉；但这个挂载点目录 /test 本身，则会出现在新的镜像当中。

docker分析

镜像

回归到镜像本身，我们使用docker inspect [镜像 ID]来查看镜像属性。

[root@master ~]# docker inspect 74b0086fe7c6
......
        "GraphDriver": {
            "Data": {
                "LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/990ec90661e0868c1fda29618916e4c5e3143a61394055de6e3f1333de9453fe/diff:/var/lib/docker/overlay2/69c24a49f77b361d64ddf7ce24051acee85d44cf27a62affee17203b9eb82d94/diff",
                "MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/d6f217c3a337c34b5189700a3f94e521b6bde6b0309119f62abe1b51efb024be/merged",
                "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/d6f217c3a337c34b5189700a3f94e521b6bde6b0309119f62abe1b51efb024be/diff",
                "WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/d6f217c3a337c34b5189700a3f94e521b6bde6b0309119f62abe1b51efb024be/work"
            },
            "Name": "overlay2"
        },
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:4fc242d58285699eca05db3cc7c7122a2b8e014d9481f323bd9277baacfa0628",
                "sha256:38413451f0dea7413dfa86b80c259d3e2aa3ac35c64982c5a0df1d5e2901477f",
                "sha256:499f9544bfdd5dcddab710c6fbbcc3915731ac3f1fe2e338e7217be7a6bd4737"
            ]
        },
......

其中有几个重点属性需要关注一下。

1. RootFS属性，layers就是代表镜像的层级，其中有三层（三条数据）

   再使用docker history分析一下镜像的结构

   [root@master ~]# docker history 74b0086fe7c6 --no-trunc=true
   IMAGE                                                                     CREATED             CREATED BY                                                                                                       SIZE                COMMENT
   sha256:74b0086fe7c6316790a203895e879d387d00d7f733af9060dd9ff1058c39a068   6 days ago          /bin/sh -c #(nop)  CMD ["./demo-gin"]                                                                            0B                  
   <missing>                                                                 6 days ago          /bin/sh -c #(nop) COPY file:cd53aab436246ffa2e579600132d18c644f289099eced8fe82b285be3861eec9 in /app/demo-gin    9.19MB              
   <missing>                                                                 6 days ago          /bin/sh -c #(nop) WORKDIR /app                                                                                   0B                  
   <missing>                                                                 2 weeks ago         /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/sh"]                                                                               0B                  
   <missing>                                                                 2 weeks ago         /bin/sh -c #(nop) ADD file:5d6753d25da3a14ce1f6cf66e4c7fd4f4b85a3759a9d93efb3fd9ff852b5b56e4 in /                 5.57MB              

   或者你在pull镜像的时候留意一下

   [root@master ~]# docker pull lomtom/demo-gin
   Using default tag: latest
   latest: Pulling from lomtom/demo-gin
   df9b9388f04a: Pull complete 
   2f0488c48942: Pull complete 
   06e8ee5ba102: Pull complete 
   Digest: sha256:3ea098ee7ec35c266092f94e5c90e1edceb64d91863c2533fc5869eb8c319581
   Status: Downloaded newer image for lomtom/demo-gin:latest
   docker.io/lomtom/demo-gin:latest

   不难发现，执行docker history之后，根据日期6 days ago，就能知道这三层就是我们自定义的dockerfile生成的三层。

   那么 2 weeks ago 的两层是哪里来的呢？

   去查看使用的基础镜像,不难发现他的最新更新恰好就是两周前。

   

   那么，这三层是怎么和Dockerfile对应的呢。

   会看我们真实用到的dockerfile文件

   FROM alpine
    
   WORKDIR /app
   COPY --from=builder /app/demo-gin /app/demo-gin
    
   CMD ["./demo-gin"]

   1. FROM选取基础镜像，也就是FROM alpine，构成了层级的第一层和第二层。
   2. WORKDIR /app对应了第三层，以及他的CREATE BY为/bin/sh -c #(nop) WORKDIR /app
   3. …

2. 其次可以关注GraphDriver属性。

   • Name标明了该镜像的UnionFS，即overlay2文件系统。

   • Data属性中的LowerDir、MergedDir、UpperDir

     • LowerDir (只读)：只读的 image layer，其实就是 rootfs, 在使用 Dockfile 构建镜像的时候就定好了

     • Upperdir (读写)：upperdir 则是在 lowerdir 之上的一层, 为读写层。容器在启动的时候会创建, 所有对容 器的修改, 都是在这层。比如容器启动写入的日志文件，或者是应用程序写入的临时文件

     • MergedDir (展示)：merged 目录是容器的挂载点,在用户视角能够看到的所有文件

容器

1. GraphDriver

   同样可以使用docker inspect [容器 ID]来查看容器属性。

   .....
   "GraphDriver": {
               "Data": {
                   "LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/ea16bd86de8b3c254a2c1582f77ffd9910485422d837aaa445acba6f71192920-init/diff:/var/lib/docker/overlay2/d6f217c3a337c34b5189700a3f94e521b6bde6b0309119f62abe1b51efb024be/diff:/var/lib/docker/overlay2/990ec90661e0868c1fda29618916e4c5e3143a61394055de6e3f1333de9453fe/diff:/var/lib/docker/overlay2/69c24a49f77b361d64ddf7ce24051acee85d44cf27a62affee17203b9eb82d94/diff",
                   "MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/ea16bd86de8b3c254a2c1582f77ffd9910485422d837aaa445acba6f71192920/merged",
                   "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/ea16bd86de8b3c254a2c1582f77ffd9910485422d837aaa445acba6f71192920/diff",
                   "WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/ea16bd86de8b3c254a2c1582f77ffd9910485422d837aaa445acba6f71192920/work"
               },
               "Name": "overlay2"
           },
   ......

   容器也和镜像一样存在LowerDir、MergedDir、UpperDir，并且这些目录能够在宿主机器上直接访问的。

   之前构建镜像的dockerfile文件，所做的就是将demo-gin存放在/app目录下，不出意外的话我们能够在MergedDir目录下看到这个文件。

   [root@master ~]# ls /var/lib/docker/overlay2/ea16bd86de8b3c254a2c1582f77ffd9910485422d837aaa445acba6f71192920/merged/app
   demo-gin

   接着我们进入容器，在容器内执行一些操作，例如在/app下创建一个文件。

   [root@master ~]# docker exec -it 4618b0cc2498 /bin/sh
   /app # ls
   demo-gin
   /app # mkdir lomtom
   /app # ls
   demo-gin  lomtom

   那么，此时容器内的/app下存在demo-gin lomtom。我们再在宿主机器上查看merged目录。

   [root@master ~]# ls /var/lib/docker/overlay2/ea16bd86de8b3c254a2c1582f77ffd9910485422d837aaa445acba6f71192920/merged/app
   demo-gin  lomtom

2. Namespace 及 Cgroup

   前一节已经对docker原理进行讲解，那么对于真实的容器，他的Namespace 及 Cgroup如何查看呢。

   首先，找到该容器的进程编号，因为一个容器就是一个进程。

   [root@master ~]# ps -aux| grep demo
   root     23213  0.0  0.0 112676   988 pts/0    S+   10:33   0:00 grep --color=auto demo
   root     25199  0.0  0.0 709460  9156 ?        Ssl  09:34   0:00 ./demo-gin

   那么25199就是该容器的进程编号。使用ls /proc/25199/即可查看该进程下的一些资源信息。

   [root@master ~]#  ls /proc/25199/
   attr       cgroup      comm             cwd      fd       io        map_files  mountinfo   net        oom_adj        pagemap      root       sessionid  stack  status   timers
   autogroup  clear_refs  coredump_filter  environ  fdinfo   limits    maps       mounts      ns         oom_score      personality  sched      setgroups  stat   syscall  uid_map
   auxv       cmdline     cpuset           exe      gid_map  loginuid  mem        mountstats  numa_maps  oom_score_adj  projid_map   schedstat  smaps      statm  task     wchan

   其中就包括Namespace即ns。

   [root@master ~]# ls /proc/25199/ns/ -l
   总用量 0
   lrwxrwxrwx. 1 root root 0 4月  21 09:36 ipc -> ipc:[4026532696]
   lrwxrwxrwx. 1 root root 0 4月  21 09:36 mnt -> mnt:[4026532694]
   lrwxrwxrwx. 1 root root 0 4月  21 09:34 net -> net:[4026532699]
   lrwxrwxrwx. 1 root root 0 4月  21 09:36 pid -> pid:[4026532697]
   lrwxrwxrwx. 1 root root 0 4月  21 10:30 user -> user:[4026531837]
   lrwxrwxrwx. 1 root root 0 4月  21 09:36 uts -> uts:[4026532695]

   以及文件资源，即root，是不是验证了与容器中的文件一致

   [root@master ~]#  ls /proc/25199/root/app/
   demo-gin  lomtom

   同样我们进入容器，在/app，新建一个文件config，并且写入hello world，同样在宿主机器上能够查看内容。

   /app # echo hello world > config
   /app # ls
   config    demo-gin  lomtom
   
   
   [root@master ~]# cat /proc/25199/root/app/config 
   hello world