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第 1 章 Docker初体验(相关介绍)

docker 一.核心概念: 镜像:软件安装包 容器:安装好的软件 镜像:软件的安装包 仓库:应用商店 数据卷:电脑d盘 守护进程: 接收客户端的指令 进行相关的操作 二.核心工具 1.docker 打包环境和代码为一个镜像 2.Dockerfile 自定义镜像 3.docker-compose.yml 多容器管理 4.架构 cs 5.命令 镜像 docker pull 拉取 docker rmi 删除 docker images [-qa] 所有镜像的id docker rmi $(docker images -qa) 容器 docker run 镜像名 如果本地有镜像执行运行 如果本地有没有镜像 仓库查找 找到拉取 docker ps 查看运行的容器 docker ps -aq 查看所有的容器id docker stop 容器名 docker start 容器名 进入正在运行的容器:docker exec -it 运行的容器名 sh 进入一刹那结束容器:docker run -it 镜像名 sh docker compose docker compose up -d 运行 docker compose down 删除运行的容器

1.1为什么会出现Docker

在没有Docker之前，软件开发和上线会遇到一个经典难题：环境不一致。

• 开发在自己电脑上跑得好好的，一放到测试 / 生产环境就报错。
• 换一台服务器，就要重新装系统、装依赖、配配置，步骤繁琐又容易出错。
• 项目版本一多，环境差异、依赖冲突、兼容性问题，会让开发和运维非常痛苦

很多人想到，能不能从根本上解决问题，软件可以带环境安装？也就是说，安装的时候，把原始环境一模一样地复制过来。
Docker 正是为了解决这个痛点诞生的。
它提供了一套标准化的环境打包与运行方案：
– 把代码、依赖、配置、系统环境全部打包在一起，形成一个可移植的容器。
这样一来：

• 开发只管写代码，容器里是什么环境，上线就是什么环境。
• 运维不用再反复配置机器，直接运行容器即可。
• 彻底解决了 “在我电脑上能跑，上线就不行” 的协作痛点。

1.2 Docker简介

官网地址：https://www.docker.com/

• docker 是一个开源的应用容器引擎，基于Go语言开发。Docker 可以让开发者打包他们的应用以及依赖包到一个轻量级、可移植的容器中，然后发布到任何流行的 Linux 机器上，也可以实现虚拟化。容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口（类似 iPhone 的 app）,更重要的是容器性能开销极低。
• Docker的主要目标是“Build，Ship and Run Any App,Anywhere”，也就是通过对应用组件的封装、分发、部署、运行等生命周期的管理，使用户的APP（可以是一个WEB应用或数据库应用等等）及其运行环境能够做到“一次封装，到处运行”。
• 总之一句话：只需要一次配置好环境，换到别的机子上就可以一键部署好，大大简化了操作 。

1.3 Docker的优势

• 可移植性
  Docker容器可以在任何支持Docker的环境中运行，包括本地开发环境、测试环境和生产环境，从而提高了应用程序的可移植性。
• 可伸缩性
  Docker容器可以根据负载的变化进行快速扩展和收缩，从而更好地满足应用程序的需求。
• 隔离性
  Docker容器提供了隔离的运行环境，从而使得不同容器中运行的应用程序互相隔离，避免了应用程序之间的干扰。

1.4 Docker和虚拟机的区别

• 隔离性：
  在于隔离性上面，由于vm对操作系统也进行了虚拟化，隔离的更加彻底。而Docker共享宿主机的操作系统，隔离性较差。
• 运行效率：
  由于vm的隔离操作，导致生成虚拟机的速率大大低于容器Docker生成的速度，因为Docker直接利用宿主机的系统内核。它们的启动速度是在数量级上的差距。
• 资源利用率：
  在资源利用率上虚拟机由于隔离更彻底，因此利用率也会相对较低。
• 经典名句：虚拟机已死，容器才是未来

1.5 Docker架构

Docker 是一个客户端-服务器（C/S）架构程序。
Docker 客户端只需要向 Docker 服务器或者守护进程发出请求，服务器或者守护进程将完成所有工作并返回结果。
Docker 提供了一个命令行工具 Docker 以及一整套 RESTful API (它就是一套设计网络 API 的规则和约定，告诉开发者如何规范、高效地构建和调用 Web 服务)。你可以在同一台宿主机上运行 Docker 守护进程和客户端，也可以从本地的 Docker 客户端连接到运行在另一台宿主机上的远程 Docker 守护进程。

1.6 Docker核心概念

1.6.1 镜像（Image）—类比「软件安装包」

• 定义：
  镜像就是一个只读的模板，包含了运行某个应用程序所需的全部环境（比如操作系统、软件依赖、配置文件等）。
• 实操关联:
  后续会介绍下载「mysql:8.0.45」镜像（MySQL 8.0.45的“安装包”）、「python:3.9-slim」镜像（Python 3.12的“安装包”），这些镜像都是从官方仓库（Docker Hub）下载的，无需手动配置环境。
• 关键特点：只读（不能直接修改），可作为模板，创建多个容器。

1.6.2 容器（Container）—类比「已安装好的软件」

• 定义：
  容器是镜像的运行实例，是一个可读写的独立环境，相当于“把安装包安装好后，能直接使用的软件”。
• 实操关联：
  我们执行「docker run」命令，就是基于「mysql:8.0.45」镜像，创建并启动一个MySQL容器（相当于“安装并启动MySQL服务”）；启动后，容器内的MySQL就能正常使用，且和本地其他环境互不干扰。
• 关键特点：
  可启动、停止、删除，多个容器相互独立；容器删除后，里面的数据默认会丢失（可通过“数据卷”保留，后续会讲）。

1.6.3 仓库（Repository）—类比「手机应用商店」

• 定义：
  仓库是用于存放和下载镜像的平台，相当于“镜像的聚集地”，最常用的是官方仓库Docker Hub。
• 实操关联：
  我们执行「docker pull 镜像名」命令，就是从Docker Hub下载对应的镜像（比如「docker pull mysql:8.0.45」，就是下载MySQL 8.0.45的镜像）。
• 官方仓库地址：https://hub.docker.com/ （无需注册也能下载公开镜像，注册后可保存自定义镜像）。

1.6.4 数据卷（Volume）—— 类比「电脑的D盘（专门存数据）」

• 定义：
  数据卷是Docker中用于持久化数据的工具，相当于“给容器挂一个独立的存储盘”，容器删除后，数据卷中的数据不会丢失。
• 实操关联：
  我们在Docker Compose配置中，会用「volumes: mysql-data:/var/lib/mysql」配置数据卷，用于保存MySQL的数据，这样即使删除MySQL容器，下次启动新容器，之前的数据库、表、数据依然存在，移植时数据也能保留。

1.7 核心工具

1.7.1 Dockerfile —自定义镜像的“构建脚本”

• 定义：
  Dockerfile 是一个纯文本文件（无后缀名），包含一系列简单的指令，用于告诉 Docker “如何构建自定义镜像”。
• 核心作用：
  解决“环境配置繁琐、版本不一致”的问题。比如我们需要一个“包含 Python 3.12 + pymysql 依赖 + 自定义脚本”的镜像，无需手动安装 Python 和 依赖，只要编写 Dockerfile，执行一条命令，Docker 就会自动构建出符合需求的镜像。
• 实操关联：
  后续我们会编写 Dockerfile，构建一个包含 Python 环境和连接脚本的镜像，用于和 MySQL 容器联动。

1.7.2 Docker Compose —多容器的“一键管理工具”

• 定义：
  Docker Compose 是一个用于管理多容器的工具，通过一个yaml格式的配置文件（固定命名为 docker-compose.yml ），定义多个关联容器的配置（比如镜像、端口、依赖关系），执行一条命令就能一键启动、停止所有容器。
• 核心作用：
  简化多容器部署。比如我们需要同时启动 MySQL 容器和 Python 容器，且 Python 容器要依赖 MySQL 容器（先启动 MySQL，再启动 Python），无需手动逐个启动，用Docker Compose一键搞定。
• 实操关联：
  后续会编写 docker-compose.yml，配置MySQL（8.0.45）和 Python 两个容器，实现一键启动和联动。

第 2 章 Win11下Docker 安装与卸载

Docker 在 Win11 上运行需依赖 WSL2（ Windows Subsystem for Linux（Windows Linux 子系统），必须先完成准备工作，否则Docker无法启动。

2.1 安装前准备

2.1.1 开启虚拟化

可以通过任务管理器-性能，查看虚拟化是否开启

一般电脑都已经开启，如果没有开启，重启电脑，开机时按主板快捷键（联想F2、戴尔F12、华硕F8）进入BIOS，找到“ Virtualization Technology ”（虚拟化技术），设置为“Enabled”（启用），保存并重启电脑。

2.1.2 启用 WSL 和 虚拟机平台功能

必须运行 Windows10 的 2004及更高版本（内部版本19041及以上）或Windows11
Win+R 输入winver，直接查看

• 可视化方式
  在控制面板-程序-启用或关闭 Windows 功能中勾选适用于 Linux 的 Windows 子系统以及虚拟机平台( wsl2 需要)
  

• 命令方式
  

  # 适用于Linux的Windows子系统 dism.exe /online /enable-feature /featurename:Microsoft-Windows-Subsystem-Linux /all /norestart # 虚拟机平台 dism.exe /online /enable-feature /featurename:VirtualMachinePlatform /all /norestart

2.1.3 更新WSL内核

如果通过命令更新会非常慢。为了加快速度，直接从github里面下载最新版本。
https://github.com/microsoft/WSL/releases

下载完成后，双击安装。
注意：如果是arm架构请选择对应的文件。

2.2 安装与验证

2.2.1下载Docker安装包

访问Docker官方下载页，下载“Docker Desktop for Windows”安装包。
官方下载地址：https://www.docker.com/products/docker-desktop/

2.2.2 安装Docker

双击下载的安装包，，点击“下一步”，默认安装即可，安装完成后Docker会自动启动，如果安装的过程中有阻止对host的修改，点击允许。

2.2.3 验证安装

打开Win11终端（CMD或PowerShell），执行以下两条命令，若均能显示版本号，说明安装成功：

docker --version docker compose version

2.3 Docker 镜像源配置

默认 Docker 镜像源为国外官方仓库（Docker Hub），国内下载镜像（如mysql:8.0.45、python:3.12-slim）速度较慢，甚至超时失败，配置国内镜像源（阿里云）可大幅提升下载速度。

2.3.1 打开 Docker Desktop

确保 Docker 已启动，点击右上角“设置”（齿轮图标）。

2.3.2 找到镜像源配置项

在左侧菜单找到“Docker Engine”（Docker引擎），点击进入配置页面。

2.3.3 添加国内镜像源

在配置文件中，找到“registry-mirrors”字段，添加阿里云镜像源（若没有该字段，手动新增），完整配置如下：

{ "builder": { "gc": { "defaultKeepStorage": "20GB", "enabled": true } }, "experimental": false, "features": { "buildkit": true }, "registry-mirrors": [ "https://docker.xuanyuan.me", "https://docker.1ms.run", "https://docker.m.daocloud.io" ] }

2.3.4 应用配置并重启

点击页面右下角“Apply & Restart”（应用并重启），等待 Docker 重启完成，镜像源配置生效。

2.4 Docker 卸载

若 Docker 安装失败、版本不兼容，或无需使用 Docker，可按以下步骤彻底卸载，避免残留文件影响后续操作：

2.4.1 停止 Docker 服务

找到任务栏右下角的 Docker 鲸鱼图标（可能在隐藏图标里，点 ^ 展开） ，右键点击 → 选择 Quit Docker Desktop / 退出 Docker Desktop ，等待几秒，Docker 就完全停止了

2.4.2 卸载 Docker 应用

打开 “控制面板” → “程序应” → “卸载”，在搜索框输入“Docker Desktop”，点击右侧“三个点” → “卸载”，按提示完成卸载（过程约1-2分钟）。

2.4.3 删除 WSL 2 相关的 Docker 发行版（关键）

以管理员身份打开 PowerShell，执行

# 停止所有 WSL 实例 wsl --shutdown # 查看已安装的 WSL 发行版（会看到 docker-desktop、docker-desktop-data） wsl --list --verbose # 删除 Docker 相关的 WSL 发行版（彻底清理镜像/容器数据） wsl --unregister docker-desktop wsl --unregister docker-desktop-data

2.4.4 删除残留文件（可选，彻底清理）

• 删除用户目录下的Docker残留：打开文件资源管理器，进入 C:\Users\你的用户名.docker，删除整个.docker文件夹；
• 删除C:\Users\你的用户名\AppData\Local\Docker，docker-secrets-engine（WSL 虚拟磁盘、日志）
• 删除C:\Program Files\Docker（安装目录残留）

2.4.5 验证卸载

终端执行 docker --version，若提示“不是内部或外部命令”，说明卸载成功。

2.4.6卸载wsl

• 右键 wsl.2.6.3.0.x64.msi 卸载 wsl
• 取消勾选 虚拟机平台
• 取消勾选 适用于 Linux 的 Windows 子系统

第 3 章 基础案例：Win11下Python连接MySQL

原来我们自己在windows上安装的MySQL，现在MySQL从Docker镜像下载。
基础案例适合初学者理解“镜像→容器→连接”的核心流程，手动操作、步骤简单，无需复杂工具，重点掌握“下载镜像→启动容器→本地连接”的逻辑。

3.1 下载并启动 MySQL 8.0.45容器（ Win11终端执行）：

3.1.1 从 Docker Hub下载 MySQL 8.0.45 镜像（已配置国内镜像源，速度更快）

docker pull mysql:8.0.45 查看镜像 docker images

3.1.2 启动 MySQL 容器（密码123456，可自定义）

docker run -d --name mysql-db -p 9999:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 mysql:8.0.45 命令说明 docker run 创建并启动一个Docker -d 后台运行（detach），不占用当前终端 --name mysql-db 给容器命名为mysql-db，自定义名称，方便后续docker stop mysql-db等命令操作，不加会生成随机名 -p 9999:3306 端口映射：主机9999端口→容器内3306端口，左边是电脑本机端口，右边是容器内端口；本机端口可改（如-p9999:3306） -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 设置 MySQLroot用户的密码为123456 MySQL镜像必须设置这个变量，否则容器启动失败；密码可自定义 mysql:8.0.45 要运行的镜像名：MySQL官方镜像，版本8.0.45 查看容器 docker ps

3.2 本地安装Python及依赖

3.2.1 确保本地已经有python环境以及安装了pymysql依赖

3.2.2 编写Python连接脚本

新建test_mysql.py文件，复制以下代码（将host改为localhost，密码与启动容器时一致）
import pymysql

连接MySQL（参数与启动容器时一致）

conn = pymysql.connect( host='localhost', # 本地地址，端口已映射 port=9999, # 映射后的端口 user='root', # MySQL默认用户名 password='123456', # 启动容器时设置的密码 database='mysql', # MySQL默认数据库 charset='utf8mb4', # 避免中文乱码 cursorclass=pymysql.cursors.DictCursor # 可选，让查询结果更易读 ) cursor = conn.cursor() # 测试连接：查询MySQL版本 cursor.execute("SELECT VERSION()") print(f"MySQL版本：{cursor.fetchone()['VERSION()']}") # 关闭连接 cursor.close() conn.close() print("基础版：Python连接MySQL（8.0.45）成功！")

3.2.3 运行脚本

执行python test_mysql.py，能看到MySQL版本和“连接成功”提示，即完成基础版连接。

第 4 章 进阶案例：Win11下Python连接MySQL

进阶版是实际开发中最常用的方式，核心用到「Dockerfile」和「Docker Compose」两个工具，实现“一键启动多容器、环境可复用”，本节将两个工具融入实操，边用边理解。

4.1核心工具说明

• Dockerfile
  纯文本构建脚本，用于构建自定义镜像（比如包含 Python 环境+依赖+脚本的镜像），避免手动配置环境；
• Docker Compose
  多容器管理工具，通过 yaml 配置文件，一键启动、停止多个关联容器（比如 MySQL 和 Python 容器），简化部署。

4.2实操步骤

4.2.1 新建项目目录

在Win11桌面新建一个文件夹，命名为 docker-python-mysql（名称可自定义，后续命令对应即可）。

4.2.2编写 Dockerfile（构建Python自定义镜像）：

进入 docker-python-mysql 目录，新建一个文本文件，删除后缀名（确保文件名为“Dockerfile”，无.txt），复制以下代码
# 1. 指定基础镜像：Python 3.12（稳定版，兼容性好）
FROM python:3.12

# 2. 设置容器内的工作目录，用于存放脚本和依赖 WORKDIR /app # 3. 复制本地项目目录下的所有文件（test_mysql.py、Dockerfile等），到容器的/app目录 COPY . /app # 4. 安装Python依赖（pymysql），使用清华源加速下载，避免超时（初学者无需修改） RUN pip install pymysql cryptography # 5. 容器启动时，自动执行的命令：运行Python连接脚本 CMD ["python", "test_mysql1.py"]

💡 关键理解：通过以上指令，Docker 会自动构建一个包含 Python 3.12、pymysql 依赖的镜像，无需我们手动安装 Python 环境。

4.2.3编写docker-compose.yml（配置多容器）：

在docker-python-mysql目录下，新建一个文本文件，命名为docker-compose.yml（后缀为yml，不能错），复制以下代码 # 核心功能：一键启动MySQL容器+Python应用容器，实现容器间通信、数据持久化 services: # 容器1：MySQL服务容器（命名为mysql-db，容器间可通过该名称访问） mysql-db: # 基础镜像：指定MySQL 8.0.45版本（稳定性高，适配Python连接） image: mysql:8.0.45 # 重启策略：容器意外关闭/服务器重启时，自动重启（保证服务可用性） restart: always # 环境变量：配置MySQL核心参数（无需手动进入容器修改） environment: MYSQL_ROOT_PASSWORD: "123456" # root用户密码（自定义，Python连接需一致） MYSQL_DATABASE: "test_db" # 自动创建初始数据库（无需手动建库） # 字符编码配置：适配MySQL 8.0+，避免中文乱码/连接报错 MYSQL_INITDB_ARGS: "--character-set-server=utf8mb4 --collation-server=utf8mb4_unicode_ci" # 端口映射：本地9999端口 → 容器内3306端口（避免与本地MySQL端口冲突） ports: - "9999:3306" # 数据卷挂载：Windows本地D盘mysql-data目录 → 容器内MySQL数据目录（持久化数据） volumes: - D:/mysql-data:/var/lib/mysql # 加入自定义网络：与Python容器互通（容器间通信的基础） networks: - app-network # 健康检查：判断MySQL服务是否真正就绪（而非仅容器启动），解决连接拒绝问题 healthcheck: test: ["CMD", "mysqladmin", "ping", "-h", "localhost", "-uroot", "-p123456"] # 检测MySQL是否可ping通 interval: 3s # 每3秒检查一次 timeout: 3s # 单次检查超时时间3秒 retries: 10 # 最多重试10次（覆盖MySQL启动初始化时间） start_period: 5s # 容器启动后，延迟5秒再开始检查（避免过早检测） # 容器2：Python应用容器（命名为python-app，业务代码运行载体） python-app: # 构建规则：基于当前目录下的Dockerfile，构建自定义Python镜像 build: . # 依赖条件：等待mysql-db容器的健康检查通过后，再启动本容器（核心修复：解决MySQL未就绪问题） depends_on: mysql-db: condition: service_healthy # 仅当MySQL服务就绪时，才启动Python容器 # 环境变量：传递MySQL连接信息（Python代码可通过os.getenv获取，无需硬编码） environment: MYSQL_HOST: "mysql-db" # 容器间通信地址：直接填MySQL容器名（无需IP） MYSQL_PORT: "3306" # MySQL容器内端口（非本地9999） MYSQL_USER: "root" # 与MySQL容器的用户名一致 MYSQL_PASSWORD: "123456" # 与MySQL容器的密码一致（修改需同步） MYSQL_DB: "test_db" # 与MySQL容器自动创建的数据库名一致 # 加入自定义网络：与MySQL容器在同一网络，才能通信 networks: - app-network # 自定义网络：桥接模式（Docker默认），保证两个容器相互可见、可访问 networks: app-network: driver: bridge

💡 关键提醒MySQL密码为123456，可自定义修改，但需同步修改Python容器的MYSQL_PASSWORD，否则连接失败。

查看docker网络信息: docker network ls

2.4 编写 Python 连接脚本（test_mysql1.py）：

在 docker-python-mysql 目录下，新建一个 Python 文件，命名为test_mysql1.py，复制以下代码（脚本会从环境变量获取 MySQL 连接信息，无需硬编码）

import pymysql import os import sys import time # 新增：MySQL连接重试函数，解决服务未就绪问题 def get_mysql_conn(): max_retries = 10 # 最多重试10次 retry_delay = 2 # 每次重试间隔2秒 for i in range(max_retries): try: conn = pymysql.connect( host=os.getenv('MYSQL_HOST', 'localhost'), port=int(os.getenv('MYSQL_PORT', 3306)), user=os.getenv('MYSQL_USER', 'root'), password=os.getenv('MYSQL_PASSWORD', '123456'), database=os.getenv('MYSQL_DB', 'test_db'), charset='utf8mb4', connect_timeout=3 ) print(f"✅ 第{i+1}次尝试：MySQL连接成功！") return conn except pymysql.err.OperationalError as e: print(f"❌ 第{i+1}次尝试：MySQL连接失败 - {e}") if i < max_retries - 1: print(f"⏳ 等待{retry_delay}秒后重试...") time.sleep(retry_delay) else: raise Exception("❌ 重试10次后仍无法连接MySQL，请检查容器配置！") from e # 主逻辑 if __name__ == "__main__": conn = None cursor = None try: # 获取带重试的数据库连接 conn = get_mysql_conn() cursor = conn.cursor() # 原测试逻辑不变 cursor.execute("SELECT DATABASE()") db_name = cursor.fetchone()[0] print(f"当前连接的数据库：{db_name}") cursor.execute("CREATE TABLE IF NOT EXISTS test_table (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, name VARCHAR(50))") cursor.execute("INSERT INTO test_table (name) VALUES ('Docker Compose测试')") conn.commit() cursor.execute("SELECT * FROM test_table") data = cursor.fetchall() print("test_table中的测试数据：", data) # 输出Python版本 python_version = sys.version print(f"\n当前运行的Python版本：{python_version}") print("🎉 Docker Compose环境下，Python连接MySQL（8.0.45）成功！") except Exception as e: print(f"\n❌ 程序执行失败：{e}") if conn: conn.rollback() # 出错回滚事务 finally: # 确保资源关闭 if cursor: cursor.close() if conn: conn.close()

4.2.5 实例验证

打开Win11终端，进入docker-python-mysql目录，执行以下命令（可直接复制，按需求选择）
# 1. 停止基础案例中启动的mysql-db容器，否则端口冲突
docker ps #查看正在运行的容器
docker stop mysql-db # 停止运行中的容器
docker ps -a #查看正在运行的容器 包括已经停止的
docker rm mysql-db #删除已停止的容器

# 2. 一键启动所有容器（后台运行，首次执行会自动构建Python镜像、下载MySQL镜像） docker compose up -d # 2. 查看所有容器的运行状态 docker compose ps # 3. 查看Python容器的运行日志（验证Python是否成功连接MySQL） docker compose logs python-app

如果启动失败，可以尝试其他命令。

# 1. 停止并删除所有容器（数据保留，下次启动可恢复） docker compose down # 2. 停止并删除所有容器+数据卷（数据清空，慎用） docker compose down -v # 3. 重新构建Python镜像，并启动所有容器（修改Dockerfile后需执行） docker compose up -d --build # 4. 彻底清理旧资源（关键：避免缓存干扰） 删除所有镜像 docker-compose down --rmi all && docker system prune -af