一步步學會用docker部署應用(nodejs版)

一步步學會用docker部署應用

docker是一種虛擬化技術，可以在內核層隔離資源。因此對於上層應用而言，采用docker技術可以達到類似於虛擬機的沙盒環境。這大大簡化了應用部署，讓運維人員無需陷入無止境繁瑣的依賴環境及系統配置中；另一方面，容器技術也可以充分利用硬件資源，做到資源共享。

本文將采用docker技術部署一個簡單的nodejs應用，它包括一個簡單的前置網關nginx、redis服務器以及業務服務器。同時使用dockerfile配置特定鏡像，采用docker-compose進行容器編排，解決依賴、網絡等問題。

docker基礎

本文默認機器已安裝docker環境，即可以使用docker和docker-compose服務，如果本地沒有安裝，則參考：

1. 安裝docker及docker-compose，可參考 Install Docker Compose

2. docker compose 技術可以查看官方文檔 Docker Compose

docker源

默認docker采用官方鏡像，國內用戶下載鏡像速度較慢，為了更好的體驗，建議切換源。
OSX系統通過添加 ~/.docker/daemon.json文件，

{
  "registry-mirrors": ["http://f1361db2.m.daocloud.io/"]
}

即可，鏡像源地址可替換，隨后重啟docker服務即可。

linux系統通過修改 /etc/docker/daemon.josn文件，一樣可以替換源。

docker簡單操作

源切換完畢之后，就可以嘗試簡單的容器操作。
首先，運行一個簡單的容器：

docker run -it node:8-slim node

run命令，根據某個版本的node鏡像運行容器，同時執行 “node”命令，進入node命令行交互模式。

docker run -d node:8-slim node

執行 -d 選項，讓容器以daemon進程運行，同時返回容器的hash值。根據該hash值，我們可以通過命令行進入運行的容器查看相關狀態：

docker exec -it hashcode bash

hashcode可以通過

docker ps -l

找到對應容器的hashcode

關於鏡像的選擇以及版本的確定，可以通過訪問官方 https://hub.docker.com/ 搜索，根據結果尋找 official image使用，當然也可根據下載量和star數量進行選擇。

對於鏡像的tag，則根據業務需求進行判斷是否需要完整版的系統。如nodejs鏡像，僅僅需要node基礎環境而不需要其他的系統預裝命令，因此選擇了 node: -slim 版本。

Dockerfile

從源下載的鏡像大多數不滿足實際的使用需求，因此需要定制鏡像。鏡像定制可以通過運行容器安裝環境，最后提交為鏡像：

docker run -it node:8-slim bash
root@ff05391b4cf8:/# echo helloworld > /home/text
root@ff05391b4cf8:/# exit
docker commit ff05391b4cf8 node-hello

然后運行該鏡像即可。

另一種鏡像定制可以通過Dockerfile的形式完成。Dockerfile是容器運行的配置文件，每次執行命令都會生成一個鏡像，直到所有環境都已設置完畢。

Dockerfile文件中可以執行命令定制化鏡像，如 “FROM、COPY、ADD、ENV、EXPOSE、RUN、CMD”等，具體dockerfile的配置可參考相關文檔。

Dockerfile完成后，進行構建鏡像:

docker build -t node:custom:v1 .

鏡像構建成功后即可運行容器。

docker-compose

關於docker-compose，將在下文示例中進行說明。

示例：搭建nodejs應用

本文所有代碼已開源至github

docker-compose.yml

在docker-compose.yml中配置相關服務節點，同時在每個服務節點中配置相關的鏡像、網絡、環境、磁盤映射等元信息，也可指定具體Dockerfile文件構建鏡像使用。

version: '3'
services:
  nginx:
    image: nginx:latest
    ports:
      - 80:80
    restart: always  
    volumes:
      - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
      - /tmp/logs:/var/log/nginx

  redis-server:
    image: redis:latest
    ports:
      - 6479:6379
    restart: always

  app:
    build: ./
    volumes:
      - ./:/usr/local/app
    restart: always  
    working_dir: /usr/local/app
    ports:
      - 8090:8090
    command: node server/server.js
    depends_on:
      - redis-server
    links:
      - redis-server:rd

redis服務器

首先搭建一個單節點緩存服務，采用官方提供的redis最新版鏡像，無需構建。

version: '3'
services:
  redis-server:
    image: redis:latest
    ports:
      - 6479:6379
    restart: always

關於version具體信息，可參考Compose and Docker compatibility matrix找到對應docker引擎匹配的版本格式。
在services下，創建了一個名為 redis-server 的服務，它采用最新的redis官方鏡像，並通過宿主機的6479端口向外提供服務。並設置自動重啟功能。

此時，在宿主機上可以通過6479端口使用該緩存服務。

web應用

使用node.js的koa、koa-router可快速搭建web服務器。在本節中，創建一個8090端口的服務器，同時提供兩個功能：1. 簡單查詢單個key的緩存 2. 流水線查詢多個key的緩存

docker-compose.yml

services:
  app:
    build: ./
    volumes:
      - ./:/usr/local/app
    restart: always  
    working_dir: /usr/local/app
    ports:
      - 8090:8090
    command: node server/server.js
    depends_on:
      - redis-server
    links:
      - redis-server:rd

此處創建一個app服務，它使用當前目錄下的Dockerfile構建后的鏡像，同時通過 volumes 配置磁盤映射，將當前目錄下所有文件映射至容器的/usr/local/app，並制定為運行時目錄；同時映射宿主機的8090端口，最后執行node server/server.js命令運行服務器。

通過depends_on設置app服務的依賴，等待 redis-server 服務啟動后再啟動app服務；通過links設置容器間網絡連接，在app服務中，可通過別名 rd 訪問redis-server。

Dockerfile

FROM node:8-slim
COPY ./ /usr/local/app
WORKDIR /usr/local/app
RUN npm i --registry=https://registry.npm.taobao.org
ENV NODE_ENV dev
EXPOSE 8090  

指定的Dockerfile則做了初始化npm的操作。

web-server sourcecode

const Koa = require('koa');
const Router = require('koa-router');
const redis = require('redis');
const { promisify } = require('util');


let app = new Koa();
let router = new Router();
let redisClient = createRedisClient({
    // ip為docker-compose.yml配置的redis-server別名 rd，可在應用所在容器查看dns配置
    ip: 'rd',
    port: 6379,
    prefix: '',
    db: 1,
    password: null
});

function createRedisClient({port, ip, prefix, db}) {
    let client = redis.createClient(port, ip, {
        prefix,
        db,
        no_ready_check: true
    });
    
    client.on('reconnecting', (err)=>{
        console.warn(`redis client reconnecting, delay ${err.delay}ms and attempt ${err.attempt}`);
    });
    
    client.on('error', function (err) {
        console.error('Redis error!',err);
    });
    
    client.on('ready', function() {
        console.info(`redis初始化完成,就緒: ${ip}:${port}/${db}`);
    });
    return client;
}

function execReturnPromise(cmd, args) {
    return new Promise((res,rej)=>{
        redisClient.send_command(cmd, args, (e,reply)=>{
            if(e){
                rej(e);
            }else{
                res(reply);
            }
        });
    });
}

function batchReturnPromise() {
    return new Promise((res,rej)=>{
        let b = redisClient.batch();
        b.exec = promisify(b.exec);
        res(b);
    });
}


router.get('/', async (ctx, next) => {
    await execReturnPromise('set',['testkey','helloworld']);
    let ret = await execReturnPromise('get',['testkey']);
    ctx.body = {
        status: 'ok',
        result: ret,
    };
});

router.get('/batch', async (ctx, next) => {
    await execReturnPromise('set',['testkey','helloworld, batch!']);
    let batch = await batchReturnPromise();
    for(let i=0;i < 10;i++){
        batch.get('testkey');
    }
    let ret = await batch.exec();
    ctx.body = {
        status: 'ok',
        result: ret,
    };
});

app
  .use(router.routes())
  .use(router.allowedMethods())
  .listen(8090);

需要注意的是，在web服務所在的容器中，通過別名 rd 訪問緩存服務。

此時，運行命令 docker-compose up后，即可通過 http://127.0.0.1:8090/ http://127.0.0.1:8090/batch 訪問這兩個緩存服務。

轉發

目前可以通過宿主機的8090端口訪問服務，為了此后web服務的可擴展性，需要在前端加入轉發層。實例中使用nginx進行轉發：

services:
  nginx:
    image: nginx:latest
    ports:
      - 80:80
    restart: always  
    volumes:
      - ./nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d
      - /tmp/logs:/var/log/nginx

采用最新版的nginx官方鏡像，向宿主機暴露80端口，通過在本地配置nginx的抓發規則文件，映射至容器的nginx配置目錄下實現快速高效的測試。

運行與擴展

默認單節點下，直接運行

docker-compose up -d

即可運行服務。

如果服務節點需要擴展，可通過

docker-compose up -d --scale app=3

擴展為3個web服務器，同時nginx轉發規則需要修改：

upstream app_server { # 設置server集群,負載均衡關鍵指令
    server docker-web-examples_app_1:8090; # 設置具體server,
    server docker-web-examples_app_2:8090;
    server docker-web-examples_app_3:8090;
}

server {
    listen 80;
    charset utf-8;

    location / {
        proxy_pass http://app_server;
        proxy_set_header Host $host:$server_port;
        proxy_set_header X-Forwarded-Host $server_name;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    }
}

app_server內部的各個服務器名稱為docker-web-examples_app_1，format為“\({path}_\){service}_${number}”,

即第一部分為 docker-compose.yml所在目錄名稱，如果在根目錄則為應用名稱；
第二部分為擴展的服務名；
第三部分為擴展序號

通過設置nginx的配置的log_format中upstream_addr變量，可觀察到負載均衡已生效。

http{
    log_format  main  '$remote_addr:$upstream_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
}

參考

docker官方文檔

docker-compose.yml 配置文件編寫詳解

Dockerfile實踐