【Docker】什么是 Docker Compose

2025-05-13 13:37:40 0 阅读

Docker Compose 是 Docker 提供的一个工具，用于定义和运行多容器 Docker 应用程序。它通过一个 YAML 配置文件（通常命名为 docker-compose.yml）来描述应用程序的服务、网络和卷等配置，然后通过简单的命令启动、停止和管理这些容器。Docker Compose 特别适合开发、测试和生产环境中需要协调多个容器的场景。

以下是对 Docker Compose 的详细介绍，涵盖其核心概念、功能、使用场景、配置文件结构以及常见命令。

1. Docker Compose 是什么？

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器应用程序的工具。它允许你通过一个声明式的 YAML 文件来配置应用程序的多个服务（services）、网络（networks）和数据卷（volumes），然后使用单一命令启动和管理整个应用程序栈。相比手动运行多个 docker run 命令，Docker Compose 简化了多容器应用的部署和管理。

核心特点：

声明式配置：通过 docker-compose.yml 文件定义所有服务、网络和卷，配置清晰且易于版本控制。
简化多容器管理：一次命令（例如 docker-compose up）即可启动所有相关容器，并自动配置网络和依赖关系。
开发友好：适合本地开发和测试环境，支持快速搭建复杂应用栈（如 Web 服务器 + 数据库 + 缓存）。
跨平台：支持 Linux、macOS 和 Windows，且与 Docker 生态系统无缝集成。

典型使用场景：

本地开发和测试环境：快速搭建由多个服务组成的应用（如前端、后端、数据库）。
CI/CD 管道：自动化测试环境配置。
生产环境中的简单编排：虽然生产中更常使用 Kubernetes，但 Docker Compose 适合小型或简单部署。

2. Docker Compose 的工作原理

Docker Compose 依赖于 Docker 引擎，基于以下核心组件工作：

服务（Services）：定义一个或多个容器，包含镜像、环境变量、端口映射等配置。每个服务通常代表应用的一个组件（例如 Web 服务器、数据库）。
网络（Networks）：Docker Compose 自动创建网络，允许服务之间通过服务名通信（类似 DNS）。
卷（Volumes）：用于持久化数据，防止容器重启时数据丢失。
配置文件：docker-compose.yml 是核心，描述整个应用栈的配置。
CLI 工具：通过 docker-compose 命令行工具执行操作，如启动、停止、查看日志等。

工作流程：

编写 docker-compose.yml，定义服务、网络和卷。
使用 docker-compose up 命令，Compose 会：
- 拉取所需镜像（或构建镜像）。
- 创建网络和卷。
- 按依赖顺序启动容器。
- 配置服务之间的通信。
使用其他命令（如 docker-compose down）管理应用生命周期。

3. Docker Compose 的安装

Docker Compose 有两种主要形式：

Docker Compose v1：早期版本，作为独立工具安装（命令为 docker-compose）。
Docker Compose v2：集成到 Docker CLI 中（命令为 docker compose），推荐使用。

安装方式：

如果使用 Docker Desktop（Windows/macOS），Docker Compose 已内置，无需单独安装。
在 Linux 上，安装 Docker 时通常包含 Compose v2，或者可以手动安装：
```
sudo apt-get install docker-compose-plugin
```
验证安装：
```
docker compose version
```

4. Docker Compose 配置文件（docker-compose.yml）

docker-compose.yml 是 Docker Compose 的核心，采用 YAML 格式，描述应用的结构。以下是一个典型的配置文件示例，展示常见字段：

version: '3.8'  # 指定 Docker Compose 文件版本
services:
  web:  # 服务名
    image: nginx:latest  # 使用官方 Nginx 镜像
    ports:
      - "8080:80"  # 主机端口 8080 映射到容器端口 80
    volumes:
      - ./html:/usr/share/nginx/html  # 挂载本地 html 文件夹到容器
    depends_on:
      - app  # 依赖于 app 服务
    networks:
      - my-network
  app:
    build:
      context: .  # 构建上下文路径
      dockerfile: Dockerfile  # 指定 Dockerfile
    environment:
      - DATABASE_URL=mysql://user:password@db:3306/mydb  # 环境变量
    depends_on:
      - db
    networks:
      - my-network
  db:
    image: mysql:8.0
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: rootpassword
      MYSQL_DATABASE: mydb
      MYSQL_USER: user
      MYSQL_PASSWORD: password
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql  # 持久化 MySQL 数据
    networks:
      - my-network
networks:
  my-network:  # 自定义网络
    driver: bridge
volumes:
  db-data:  # 命名卷，持久化存储

关键字段说明：

version：指定 Compose 文件的版本（如 3.8），影响功能支持和兼容性。
services：定义应用的服务，每个服务对应一个或多个容器。
- image：指定容器使用的镜像。
- build：从 Dockerfile 构建镜像。
- ports：映射主机和容器端口。
- volumes：挂载主机目录或命名卷到容器。
- environment：设置环境变量。
- depends_on：定义服务启动顺序。
- networks：指定服务连接的网络。
networks：定义网络，默认为 bridge 模式，支持服务间通信。
volumes：定义命名卷，用于数据持久化。

文件版本：

推荐使用最新版本（如 3.8 或 3.9），以获得更多功能支持。旧版本（如 2.x）可能缺乏新特性。

5. 常用 Docker Compose 命令

以下是 Docker Compose 的核心命令（假设使用 v2，命令为 docker compose）：

启动应用：
```
docker compose up
```
- 启动所有服务，创建网络和卷。
- 加 -d（docker compose up -d）后台运行。
停止并删除：
```
docker compose down
```
- 停止并删除容器、网络（卷需加 --volumes 删除）。
构建镜像：
```
docker compose build
```
- 构建 build 字段定义的自定义镜像。
查看运行状态：
```
docker compose ps
```
- 列出当前 Compose 项目中的容器状态。
查看日志：
```
docker compose logs
```
- 查看所有服务的日志，加 -f 实时跟踪。

执行命令：

docker compose exec <service> <command>

在运行的容器中执行命令，例如：
```
docker compose exec app bash
```

停止服务：
```
docker compose stop
```
- 停止服务但保留容器。
重启服务：
```
docker compose restart
```

6. Docker Compose 的优势和局限性

优势：

简化多容器管理：一个文件定义整个应用栈，减少手动操作。
开发效率高：快速搭建复杂环境，适合本地开发和测试。
服务隔离与通信：自动创建网络，服务间通过服务名通信。
可重复性：配置文件便于版本控制和共享。
跨平台：支持多种操作系统和环境。

局限性：

不适合大规模生产环境：相比 Kubernetes，Docker Compose 缺乏高级功能（如自动扩展、故障恢复）。
单机部署：默认运行在单台主机上，多机部署需额外工具（如 Docker Swarm）。
功能有限：不支持复杂的服务编排需求（如动态负载均衡）。

7. 示例：搭建一个简单的 Web 应用

以下是一个使用 Docker Compose 搭建 Nginx + Python Flask + MySQL 应用的示例：

docker-compose.yml：

version: '3.8'
services:
  web:
    image: nginx:latest
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
    depends_on:
      - app
  app:
    build: .
    environment:
      - FLASK_ENV=development
      - DATABASE_URL=mysql://user:pass@db:3306/app
    depends_on:
      - db
  db:
    image: mysql:8.0
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: rootpass
      MYSQL_DATABASE: app
      MYSQL_USER: user
      MYSQL_PASSWORD: pass
    volumes:
      - db-data:/var/lib/mysql
volumes:
  db-data:

运行步骤：

创建项目目录，保存 docker-compose.yml。
创建 Dockerfile 和 nginx.conf（根据需要）。
运行：
```
docker compose up -d
```
访问 http://localhost，查看 Nginx 提供的页面。
停止并清理：
```
docker compose down
```

8. 与其他工具的对比

Docker Compose vs. Docker Swarm：
- Docker Compose：适合单机、开发和简单部署。
- Docker Swarm：Docker 原生的集群编排工具，支持多机部署。
Docker Compose vs. Kubernetes：
- Docker Compose：简单易用，适合小型项目或开发。
- Kubernetes：复杂但功能强大，适合大规模生产环境，支持自动扩展、高可用等。