docker-compose：单机环境下的容器编排工具

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思考并回答以下问题：

docker-compose，是一个在单机环境里轻量级的容器编排工具。

如何使用docker-compose

GitHub上提供了多种形式的二进制可执行文件。

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# intel x86_64
sudo curl -SL https://github.com/docker/compose/releases/download/v2.6.1/docker-compose-linux-x86_64 \
          -o /usr/local/bin/docker-compose

# apple m1
sudo curl -SL https://github.com/docker/compose/releases/download/v2.6.1/docker-compose-linux-aarch64 \
          -o /usr/local/bin/docker-compose

sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
sudo ln -s /usr/local/bin/docker-compose /usr/bin/docker-compose
docker-compose version

接下来，我们就要编写YAML文件，来管理Docker容器了，先用第7讲里的私有镜像仓库作为示范吧。

docker-compose里管理容器的核心概念是“service”。注意，它与Kubernetes里的Service虽然名字很像，但却是完全不同的东西。docker-compose里的“service”就是一个容器化的应用程序，通常是一个后台服务，用YAML定义这些容器的参数和相互之间的关系。

如果硬要和Kubernetes对比的话，和“service”最像的API对象应该算是Pod里的container了，同样是管理容器运行，但docker-compose的“service”又融合了一些Service、Deployment的特性。

下面的这个就是私有镜像仓库Registry的YAML文件，关键字段就是“services”，对应的Docker命令我也列了出来：

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docker run -d -p 5000:5000 registry

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services:
  registry:
    image: registry
    container_name: registry
    restart: always
    ports:
      - 5000:5000

把它和Kubernetes对比一下，你会发现它和Pod定义非常像，“services”相当于Pod，而里面的“service”就相当于“spec.containers”：

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apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: ngx-pod
spec:
  restartPolicy: Always
  containers:
  - image: nginx:alpine
    name: ngx
    ports:
    - containerPort: 80

比如用image声明镜像，用ports声明端口，很容易理解，只是在用法上有些不一样，像端口映射用的就还是Docker的语法。

需要提醒的是，在docker-compose里，每个“service”都有一个自己的名字，它同时也是这个容器的唯一网络标识，有点类似Kubernetes里Service域名的作用。

好，现在我们就可以启动应用了，命令是docker-compose up -d，同时还要用-f参数来指定YAML文件，和kubectl apply差不多：

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docker-compose -f reg-compose.yml up -d

因为docker-compose在底层还是调用的Docker，所以它启动的容器用docker ps也能够看到：

不过，我们用docker-compose ps能够看到更多的信息：

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docker-compose -f reg-compose.yml ps

下面我们把Nginx的镜像改个标签，上传到私有仓库里测试一下：

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docker tag nginx:alpine 127.0.0.1:5000/nginx:v1
docker push 127.0.0.1:5000/nginx:v1

再用curl查看一下它的标签列表，就可以看到确实上传成功了：
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curl 127.1:5000/v2/nginx/tags/list

想要停止应用，我们需要使用docker-compose down命令：

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docker-compose -f reg-compose.yml down

通过这个小例子，我们就成功地把“命令式”的Docker操作，转换成了“声明式”的docker-compose操作，用法与Kubernetes十分接近，同时还没有Kubernetes那些昂贵的运行成本，在单机环境里可以说是最适合不过了。

使用docker-compose搭建WordPress网站

不过，私有镜像仓库Registry里只有一个容器，不能体现docker-compose容器编排的好处，我们再用它来搭建一次WordPress网站，深入感受一下。

架构图和第7讲还是一样的：

第一步还是定义数据库MariaDB，环境变量的写法与Kubernetes的ConfigMap有点类似，但使用的字段是environment，直接定义，不用再“绕一下”：

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services:

  mariadb:
    image: mariadb:10
    container_name: mariadb
    restart: always

    environment:
      MARIADB_DATABASE: db
      MARIADB_USER: wp
      MARIADB_PASSWORD: 123
      MARIADB_ROOT_PASSWORD: 123

我们可以再对比第7讲里启动MariaDB的Docker命令，可以发现docker-compose的YAML和命令行是非常像的，几乎可以直接照搬：
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docker run -d --rm \
    --env MARIADB_DATABASE=db \
    --env MARIADB_USER=wp \
    --env MARIADB_PASSWORD=123 \
    --env MARIADB_ROOT_PASSWORD=123 \
    mariadb:10

第二步是定义WordPress网站，它也使用environment来设置环境变量：
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services:
  ...
  
  wordpress:
    image: wordpress:5
    container_name: wordpress
    restart: always

    environment:
      WORDPRESS_DB_HOST: mariadb  #注意这里，数据库的网络标识
      WORDPRESS_DB_USER: wp
      WORDPRESS_DB_PASSWORD: 123
      WORDPRESS_DB_NAME: db

    depends_on:
      - mariadb

不过，因为docker-compose会自动把MariaDB的名字用做网络标识，所以在连接数据库的时候（字段WORDPRESS_DB_HOST）就不需要手动指定IP地址了，直接用“service”的名字mariadb就行了。这是docker-compose比Docker命令要方便的一个地方，和Kubernetes的域名机制很像。

WordPress定义里还有一个值得注意的是字段depends_on，它用来设置容器的依赖关系，指定容器启动的先后顺序，这在编排由多个容器组成的应用的时候是一个非常便利的特性。

第三步就是定义Nginx反向代理了，不过很可惜，docker-compose里没有ConfigMap、Secret这样的概念，要加载配置还是必须用外部文件，无法集成进YAML。

Nginx的配置文件和第7讲里也差不多，同样的，在proxy_pass指令里不需要写IP地址了，直接用WordPress的名字就行：

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server {
  listen 80;
  default_type text/html;

  location / {
      proxy_http_version 1.1;
      proxy_set_header Host $host;
      proxy_pass http://wordpress;  #注意这里，网站的网络标识
  }
}

然后我们就可以在YAML里定义Nginx了，加载配置文件用的是volumes字段，和Kubernetes一样，但里面的语法却又是Docker的形式：
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services:
  ...
  
  nginx:
    image: nginx:alpine
    container_name: nginx
    hostname: nginx
    restart: always
    ports:
      - 80:80
    volumes:
      - ./wp.conf:/etc/nginx/conf.d/default.conf

    depends_on:
      - wordpress

到这里三个“service”就都定义好了，我们用docker-compose up -d启动网站，记得还是要用-f参数指定YAML文件：
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docker-compose -f wp-compose.yml up -d

启动之后，用docker-compose ps来查看状态：

我们也可以用docker-compose exec来进入容器内部，验证一下这几个容器的网络标识是否工作正常：

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docker-compose -f wp-compose.yml exec -it nginx sh

从截图里你可以看到，我们分别ping了mariadb和wordpress这两个服务，网络都是通的，不过它的IP地址段用的是“172.22.0.0/16”，和Docker默认的“172.17.0.0/16”不一样。

再打开浏览器，输入本机的“127.0.0.1”或者是虚拟机的IP地址（我这里是“http://192.168.10.208”），就又可以看到熟悉的WordPress界面了：

小结

好了，今天我们暂时离开了Kubernetes，回头看了一下Docker世界里的容器编排工具docker-compose。

和Kubernetes比起来，docker-compose有它自己的局限性，比如只能用于单机，编排功能比较简单，缺乏运维监控手段等等。但它也有优点：小巧轻便，对软硬件的要求不高，只要有Docker就能够运行。

所以虽然Kubernetes已经成为了容器编排领域的霸主，但docker-compose还是有一定的生存空间，像GitHub上就有很多项目提供了docker-compose YAML来快速搭建原型或者测试环境，其中的一个典型就是CNCF Harbor。

对于我们日常工作来说，docker-compose也是很有用的。如果是只有几个容器的简单应用，用Kubernetes来运行实在是有种“杀鸡用牛刀”的感觉，而用Docker命令、Shell脚本又很不方便，这就是docker-compose出场的时候了，它能够让我们彻底摆脱“命令式”，全面使用“声明式”来操作容器。

1，docker-compose是专门用来编排Docker容器的工具。

2，docker-compose也使用YAML来描述容器，但语法语义更接近Docker命令行。

3，docker-compose YAML里的关键概念是“service”，它是一个容器化的应用。

4，docker-compose的命令与Docker类似，比较常用的有up、ps、down，用来启动、查看和停止应用。

另外，docker-compose里还有不少有用的功能，比如存储卷、自定义网络、特权进程等等。

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