Docker Compose：多容器编排

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。它通过 YAML 文件配置应用程序的服务，使用一条命令即可创建并启动所有服务。

1. 环境准备与项目初始化

在开始之前，确保已安装 Docker Engine 和 Docker Compose 插件。

创建 一个名为 docker-compose-demo 的项目目录，并进入该目录。

mkdir docker-compose-demo
cd docker-compose-demo

在这个示例中，我们将构建一个简单的 Web 应用，包含两个容器：

1. Web 服务：一个 Python Flask 应用。
2. Redis 服务：用于为 Web 应用提供缓存和计数功能。

以下是两个容器之间的关系示意图：

2. 创建 Web 应用代码

我们需要为 Web 服务准备代码文件。

新建一个名为 app.py 的文件，并写入以下代码：

import time
import redis
from flask import Flask

app = Flask(__name__)
# 通过服务名 'redis' 连接数据库
cache = redis.Redis(host='redis', port=6379)

def get_hit_count():
    retries = 5
    while True:
        try:
            return cache.incr('hits')
        except redis.exceptions.ConnectionError as exc:
            if retries == 0:
                raise exc
            retries -= 1
            time.sleep(0.5)

@app.route('/')
def hello():
    count = get_hit_count()
    return 'Hello World! I have been seen {} times.\n'.format(count)

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", debug=True)

这段代码的功能是连接到 Redis 服务，并在每次访问页面时增加计数器。

新建一个名为 requirements.txt 的文件，用于声明 Python 依赖包：

flask
redis

3. 编写 Web 服务的 Dockerfile

为了让 Docker 能够构建 Web 服务的镜像，我们需要定义 Dockerfile。

创建一个名为 Dockerfile 的文件（注意文件名首字母大写且无后缀），并粘贴以下内容：

FROM python:3.7-alpine
WORKDIR /code
ENV FLASK_APP=app.py
ENV FLASK_RUN_HOST=0.0.0.0
RUN apk add --no-cache gcc musl-dev linux-headers
COPY requirements.txt requirements.txt
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .
CMD ["flask", "run"]

这个文件的作用是：基于 Python 3.7 镜像，安装依赖，并将当前目录下的代码复制到容器中，最后启动 Flask 应用。

4. 编写 docker-compose.yml 编排文件

这是整个编排过程的核心。docker-compose.yml 文件将定义 Web 服务和 Redis 服务如何协同工作。

创建一个名为 docker-compose.yml 的文件，并写入以下内容：

version: "3.9"
services:
  web:
    build: .
    ports:
      - "8000:5000"
  redis:
    image: "redis:alpine"

代码解析：

• version: 指定 Compose 文件的版本格式。
• services: 定义了两个服务：web 和 redis。
• web:
  • build: .: 告诉 Docker 使用当前目录下的 Dockerfile 来构建镜像。
  • ports: 将主机的 8000 端口映射到容器的 5000 端口。
• redis:
  • image: 直接使用 Docker Hub 上的官方 redis:alpine 镜像，无需构建。

此时，你的项目目录结构应包含以下文件：

5. 启动多容器应用

配置完成后，使用 Docker Compose 命令来启动整个系统。

执行以下命令来构建并启动服务：

docker compose up

注意：如果 Docker Compose 版本较旧，可能需要使用 docker-compose（带连字符）。

当你看到终端输出包含 Hello World! I have been seen 1 times. 或者类似的启动成功日志时，说明服务已经运行。

打开浏览器，访问 http://localhost:8000。

刷新页面几次，你会发现页面上的数字在不断递增。这证明 Flask 应用成功连接到了 Redis 容器，并共享了计数状态。

6. 后台运行与日志管理

在前台运行（当前模式）时，关闭终端或按下 Ctrl + C 会停止所有服务。为了在后台运行服务，请遵循以下步骤：

按下 Ctrl + C 停止当前运行的服务。

执行以下命令以“分离模式”启动服务（即在后台运行）：

docker compose up -d

此时终端会返回容器 ID，但不会占据控制台。如果需要查看服务输出，运行：

docker compose logs

如果只想查看特定服务的日志（例如 Web 服务），运行：

docker compose logs web

实时跟踪日志输出（类似 tail -f），添加 -f 参数：

docker compose logs -f

7. 停止与清理

当实验结束或需要重新部署时，必须清理资源。

停止正在运行的服务（保留容器文件系统）：

docker compose stop

停止并删除所有容器、网络，以及默认创建的匿名卷：

docker compose down

如果希望彻底清理，包括删除 Redis 产生的数据卷（即重置计数器），请添加 -v 参数：

docker compose down -v