用Docker重新定義Java虛擬化部署
Docker 是一個用于構建、分發、運行分布式應用的開源平臺。Docker化的應用可以在開發者的電腦上運行，并能夠被部署到生產的云環境中，Docker正以前所 未有的方式在持續集成和持續部署中發揮著巨大作用。希云認為:在未來的工作中，Docker這個平臺是每個開發者都應該熟悉的。
開源Java項目把Docker帶給Java開發者，后面會解釋為什么Docker對Java開發者那么重要，引導大家在Docker中安裝并部署Java應用，并讓大家看到如何把Docker集成到構建流程中。
Docker技術快速指南
Docker有它自己的術語，這些術語會在本文中反復用到，請先花一些時間去熟悉它們：
* Docker引擎(Docker engine) ：在服務器上的一個守護進程，它是你和Docker應用與所依賴的操作系統的橋梁。
* Dockerfile : 一個文本文件，內容是用于構建Docker鏡像的指令。
* Docker 鏡像 : 構建一個Dockerfile的產物，構建過程中執行Dockerfile中的命令，會生成一個鏡像。它首先會基于一個根系統（基礎鏡像）構建，然后安裝 應用，接著執行一系列命令來準備啟動應用的環境。Docker鏡像作為Docker容器的基礎，相當于容器的一個靜態模塊。
* Docker 容器 : 一個Docker鏡像的運行時實例，Docker鏡像類似于模塊的概念（從Dockerfile構建，這個Dockerfile包含了根系統，應用以及一系列構建鏡像的命令），容器是那個鏡像的一個實際能運行的實例。
* Docker 宿主 : 一個物理機或者虛擬機，在此系統上運行著Docker引擎，維持著容器所依賴的Dockerhub。
* DockerHub : 官方的Docker鏡像倉庫，把DockerHub想象為GitHub倉庫，對于Git來說是中央倉庫，DockerHub是官方保存及提供Docker鏡像的中央倉庫。
* cSphereHub : 希云官方的Docker微鏡像倉庫，DockerHub中有非常多的鏡像，但cSphereHub中存放了精心挑選出來的，并精心制作的鏡像。
Docker簡介
在二十多年前，軟件應用曾經是非常龐大并且復雜的，會被部署在大型的計算機上。在Java的世界里邊，我們開發的企業軟件包(EAR)中，包含企 業JavaBean(EJB)和web組件(WAR)，然后會部署在大型應用服務器上。為了能盡量有效地利用這些大型計算機上的資源，我們會盡最大能力去 設計這些應用。
在21世紀早期，隨著云計算的出現，開發者們開始使用虛擬機以及服務器集群，去擴展應用以滿足需求。要以虛擬化的方式部署應用，應用必須被設計得 與傳統方式有所不同，輕量級，面向對象的應用成為新標準。我們學會了把軟件做成各種能互聯的服務集合，將各組件盡可能地設計成無狀態。可擴展架構的概念和 實現都發生了變化，不再是依賴于單臺大型計算機的垂直擴展，開發者和架構師開始思考以水平擴展方式實現：如何把單個應用部署到數個輕量級的計算機上。
Docker的出現使虛擬化更向前邁進了一步，提供了一個輕量級的層，處于應用和所依賴的硬件中間，Docker把應用當作是宿主系統的一個進程來運行。圖一對比了傳統虛擬機和Docker。
圖 1. 虛擬機與Docker的比較
傳統的虛擬機會在宿主系統運行著一個虛擬機監視器，并在虛擬機中運行著一個完整的客戶系統（GuestOS），應用依賴的所有包都在客戶系統中。
相反地，Docker有個Docker引擎，也是一個運行在宿主系統的守護進程。Docker引擎把Docker容器中的系統調用，翻譯成宿主系 統的原生調用。一個Docker鏡像，作為Docker容器的創建模板，只是包含了操作系統的最小層，以及僅僅是應用所需要的依賴庫。
大家看起來感覺這些差異似乎不大，但實際上卻是天壤之別。Docker的優勢很大一部分都是在這點體現出來的！
理解進程虛擬化
我們仔細分析一下虛擬機中的操作系統，我們會留意到虛擬機中的資源，例如CPU和內存。但當我們運行一個Docker容器，我們會直接看到宿主機 上的資源。我把Docker看成是進程級的虛擬化平臺，而不是系統級的虛擬化平臺。基本上，應用是作為一個獨立的自包含進程運行在宿主機上，Docker 通過借助著Linux上幾個強大的組件，實現了隔離性，確保了每個進程都是操作系統上的獨立進程。
因為Docker化的應用與宿主機上的進程運行方式類似，所以設計上也和虛擬機中的應用不同。舉個例子說，我們通常會在一個虛擬機上運行 Tomcat和MySQL數據庫，但Docker的實踐中，我們會把app服務器與數據庫分別部署，各自運行在不同的容器中。這樣讓Docker更好地管 理宿主系統上的獨立單元，這意味著要更有效率地使用Docker，我們需要以適當的粒度設計應用，例如微服務的方式。
Docker中的微服務
簡單來說，微服務是一種可以促進系統模塊化的架構方式。在微服務架構中，復雜的應用以更小的獨立進程組成，各個進程有一個或多個特定的功能，應用與語言無關的API和其他進程通信。
微服務是通過粒度非常小，高度解耦的服務集合，來提供單一或多個相關聯的功能。例如，如果你正在管理著一個用戶中心和購物車，那你很可能是選擇把它們設計 成獨立的服務，如用戶中心服務和購物車服務；而不是把兩個模塊打成一個包作為一個服務運行。更具體來說，使用微服務意味著構建web services，而且是最常見的 RESTful web service ，并把它們按功能分組。在Java中，我們會把這些服務打成WAR包，并部署到一個容器中，例如Tomcat，然后運行Tomcat和Docker容器中的服務。
安裝Docker
在我們深入研究Docker之前，先讓我們把本地環境搭建起來。如果你正在使用Linux系統，那非常好，你可以直接安裝并運行Docker。對 于那些使用Windows或者Mac的用戶來說，Docker可以通過一個叫Docker Toolbox的工具來使用，這個工具會安裝一個虛擬機(使用Oracle的Virtual Box)，這個虛擬機中會運行著包含Docker守護進程的Linux系統。我們可以使用Docker客戶端把指令發送給守護進程處理，注意，你不需要管 理這個虛擬機，只要安裝這個工具并執行Docker命令行工具即可。
開始從 Mac ， Windows ，或 Linux 相應的文檔里 下載Docker 。
我的電腦是Mac，所以我下載并運行了Mac版的Docker Toolbox安裝包，之后我運行了Docker Quickstart終端，這樣會啟動一個Virtual Box鏡像和一個命令行終端。這個安裝過程與Windows下的基本相同，更多請參考Windows版的文檔。
DockerHub: Docker的鏡像倉庫
我們開始使用Docker之前，先花幾分鐘去訪問一下 cSphereHub ，這個鏡像倉庫。瀏覽一下cSphereHub，你會發現上邊有數個鏡像，精挑細選的微鏡像。如果使用cSphere管理平臺，添加 微鏡像倉庫 后，倉庫里面包含了docker官方的一些鏡像。鏡像倉庫中有基礎系統，如Alpine, Ubuntu，或者Java相關的如Tomcat, jdk, jre等等。你還可以發現幾乎所有流行的應用上邊都會有，包括MySQL, MongoDB, Neo4j, Redis, Memcached, Postgres, Nginx, Node.js, WordPress, PHP, Perl, Ruby等等。在你打算自行構建一個新鏡像之前，請確認cSphereHub,或者DockerHub上有沒有。
作為一個練習，我們運行一個簡單的CentOS鏡像，在Docker Toolbox的命令行中輸入：
sh
$ docker run -it centos 這個docker命令是你與Docker守護進程的主要接口。run指令告訴Docker去下載并運行指定的鏡像(假設在本地還沒有這個鏡像)。 又或者，你可以用pull命令直接下載一個鏡像但不運行它。有兩個參數：<code>i</code> 會讓Docker用交互模式運行，<code>t</code> 會讓它創建一個TTY終端。注意非官方的鏡像使用既定的格式"用戶名/鏡像名"，而官方的鏡像會省略用戶名，所以我們只需要指 定"<code>centos</code>"來運行鏡像即可。另外，也可以在鏡像名后加“:版本號”指定版本號，例 如，<code>centos:7</code>。每個鏡像默認使用的都是最新版本，當前CentOS最新版本號是7.
在運行<code>$ docker run -it centos </code>之后，你會見到Docker開始下載這個鏡像，完成后會見到類似以下的輸出：
sh
$ docker run -it centos
[root@dcd69de89aad /]# 因為我們用了交互模式去運行，它顯示了一個root用戶的shell命令提示符。查看一下這個系統，然后使用<code>exit</code>退出。
可以用<code>docker images</code>命令來查看系統中已下載好的鏡像：
sh
$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED VIRTUAL SIZE
java 8 5282faca75e8 4 weeks ago 817.6 MB
tomcat latest 71093fb71661 8 weeks ago 347.7 MB
centos latest 7322fbe74aa5 11 weeks ago 172.2 MB 你可以看到我已經有了最新版的CentOS、Tomcat和Java 8。
未完待續...
感謝您閱讀此文！下周我們將分享《用Docker重新定義Java虛擬化》的實戰篇和回顧篇，請保持關注！
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