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04 容器操作：得心应手掌握 Docker 容器基本操作
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前几天在咱们的社群里看到有同学在讨论，说面试的时候被问到容器和镜像的区别，有同学回答说没什么区别，也许是在开玩笑，不过这两者的区别很大。今天，我们就来看看容器的相关知识，比如什么是容器？容器的生命周期，以及容器常用的操作命令。学完之后你可以对比下与镜像的区别。
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容器（Container）是什么？
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容器是基于镜像创建的可运行实例，并且单独存在，一个镜像可以创建出多个容器。运行容器化环境时，实际上是在容器内部创建该文件系统的读写副本。 这将添加一个容器层，该层允许修改镜像的整个副本。如图 1 所示。
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图1 容器组成
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了解完容器是什么，接下来我们聊一聊容器的生命周期。
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容器的生命周期
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容器的生命周期是容器可能处于的状态，容器的生命周期分为 5 种。
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created：初建状态
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running：运行状态
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stopped：停止状态
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paused： 暂停状态
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deleted：删除状态
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各生命周期之前的转换关系如图所示：
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图2 容器的生命周期
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通过docker create命令生成的容器状态为初建状态，初建状态通过docker start命令可以转化为运行状态，运行状态的容器可以通过docker stop命令转化为停止状态，处于停止状态的容器可以通过docker start转化为运行状态，运行状态的容器也可以通过docker pause命令转化为暂停状态，处于暂停状态的容器可以通过docker unpause转化为运行状态 。处于初建状态、运行状态、停止状态、暂停状态的容器都可以直接删除。
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下面我通过实际操作和命令来讲解容器各生命周期间的转换关系。
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容器的操作
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容器的操作可以分为五个步骤：创建并启动容器、终止容器、进入容器、删除容器、导入和导出容器。下面我们逐一来看。
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（1）创建并启动容器
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容器十分轻量，用户可以随时创建和删除它。我们可以使用docker create命令来创建容器，例如：
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$ docker create -it --name=busybox busybox
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Unable to find image 'busybox:latest' locally
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latest: Pulling from library/busybox
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61c5ed1cbdf8: Pull complete
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Digest: sha256:4f47c01fa91355af2865ac10fef5bf6ec9c7f42ad2321377c21e844427972977
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Status: Downloaded newer image for busybox:latest
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2c2e919c2d6dad1f1712c65b3b8425ea656050bd5a0b4722f8b01526d5959ec6
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$ docker ps -a| grep busybox
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2c2e919c2d6d busybox "sh" 34 seconds ago Created busybox
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如果使用docker create命令创建的容器处于停止状态，我们可以使用docker start命令来启动它，如下所示。
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$ docker start busybox
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$ docker ps
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CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
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d6f3d364fad3 busybox "sh" 16 seconds ago Up 8 seconds busybox
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这时候我们可以看到容器已经处于启动状态了。
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容器启动有两种方式：
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使用docker start命令基于已经创建好的容器直接启动 。
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使用docker run命令直接基于镜像新建一个容器并启动，相当于先执行docker create命令从镜像创建容器，然后再执行docker start命令启动容器。
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使用docker run的命令如下:
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$ docker run -it --name=busybox busybox
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当使用docker run创建并启动容器时，Docker 后台执行的流程为：
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Docker 会检查本地是否存在 busybox 镜像，如果镜像不存在则从 Docker Hub 拉取 busybox 镜像；
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使用 busybox 镜像创建并启动一个容器；
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分配文件系统，并且在镜像只读层外创建一个读写层；
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从 Docker IP 池中分配一个 IP 给容器；
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执行用户的启动命令运行镜像。
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上述命令中， -t 参数的作用是分配一个伪终端，-i 参数则可以终端的 STDIN 打开，同时使用 -it 参数可以让我们进入交互模式。 在交互模式下，用户可以通过所创建的终端来输入命令，例如：
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$ ps aux
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PID USER TIME COMMAND
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1 root 0:00 sh
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6 root 0:00 ps aux
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我们可以看到容器的 1 号进程为 sh 命令，在容器内部并不能看到主机上的进程信息，因为容器内部和主机是完全隔离的。同时由于 sh 是 1 号进程，意味着如果通过 exit 退出 sh，那么容器也会退出。所以对于容器来说，杀死容器中的主进程，则容器也会被杀死。
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（2）终止容器
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容器启动后，如果我们想停止运行中的容器，可以使用docker stop命令。命令格式为 docker stop [-t|–time[=10]]。该命令首先会向运行中的容器发送 SIGTERM 信号，如果容器内 1 号进程接受并能够处理 SIGTERM，则等待 1 号进程处理完毕后退出，如果等待一段时间后，容器仍然没有退出，则会发送 SIGKILL 强制终止容器。
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$ docker stop busybox
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busybox
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如果你想查看停止状态的容器信息，你可以使用 docker ps -a 命令。
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$ docker ps -a
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CONTAINERID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
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28d477d3737a busybox "sh" 26 minutes ago Exited (137) About a minute ago busybox
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处于终止状态的容器也可以通过docker start命令来重新启动。
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$ docker start busybox
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busybox
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$ docker ps
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CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
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28d477d3737a busybox "sh" 30 minutes ago Up 25 seconds busybox
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此外，docker restart命令会将一个运行中的容器终止，并且重新启动它。
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$ docker restart busybox
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busybox
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$ docker ps
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CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
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28d477d3737a busybox "sh" 32 minutes ago Up 3 seconds busybox
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（3）进入容器
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处于运行状态的容器可以通过docker attach、docker exec、nsenter等多种方式进入容器。
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使用docker attach命令进入容器
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使用 docker attach ，进入我们上一步创建好的容器，如下所示。
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$ docker attach busybox
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/ # ps aux
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PID USER TIME COMMAND
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1 root 0:00 sh
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7 root 0:00 ps aux
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/ #
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注意：当我们同时使用docker attach命令同时在多个终端运行时，所有的终端窗口将同步显示相同内容，当某个命令行窗口的命令阻塞时，其他命令行窗口同样也无法操作。
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由于docker attach命令不够灵活，因此我们一般不会使用docker attach进入容器。下面我介绍一个更加灵活的进入容器的方式docker exec
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使用 docker exec 命令进入容器
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Docker 从 1.3 版本开始，提供了一个更加方便地进入容器的命令docker exec，我们可以通过docker exec -it CONTAINER的方式进入到一个已经运行中的容器，如下所示。
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$ docker exec -it busybox sh
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/ # ps aux
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PID USER TIME COMMAND
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1 root 0:00 sh
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7 root 0:00 sh
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12 root 0:00 ps aux
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我们进入容器后，可以看到容器内有两个sh进程，这是因为以exec的方式进入容器，会单独启动一个 sh 进程，每个窗口都是独立且互不干扰的，也是使用最多的一种方式。
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（4）删除容器
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我们已经掌握了用 Docker 命令创建、启动和终止容器。那如何删除处于终止状态或者运行中的容器呢？删除容器命令的使用方式如下：docker rm [OPTIONS] CONTAINER [CONTAINER...]。
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如果要删除一个停止状态的容器，可以使用docker rm命令删除。
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docker rm busybox
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如果要删除正在运行中的容器，必须添加 -f (或 –force) 参数， Docker 会发送 SIGKILL 信号强制终止正在运行的容器。
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docker rm -f busybox
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（5）导出导入容器
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导出容器
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我们可以使用docker export CONTAINER命令导出一个容器到文件，不管此时该容器是否处于运行中的状态。导出容器前我们先进入容器，创建一个文件，过程如下。
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首先进入容器创建文件
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docker exec -it busybox sh
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cd /tmp && touch test
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然后执行导出命令
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docker export busybox > busybox.tar
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执行以上命令后会在当前文件夹下生成 busybox.tar 文件，我们可以将该文件拷贝到其他机器上，通过导入命令实现容器的迁移。
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导入容器
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通过docker export命令导出的文件，可以使用docker import命令导入，执行完docker import后会变为本地镜像，最后再使用docker run命令启动该镜像，这样我们就实现了容器的迁移。
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导入容器的命令格式为 docker import [OPTIONS] file|URL [REPOSITORY[:TAG]]。接下来我们一步步将上一步导出的镜像文件导入到其他机器的 Docker 中并启动它。
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首先，使用docker import命令导入上一步导出的容器
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docker import busybox.tar busybox:test
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此时，busybox.tar 被导入成为新的镜像，镜像名称为 busybox:test 。下面，我们使用docker run命令启动并进入容器，查看上一步创建的临时文件
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docker run -it busybox:test sh
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/ # ls /tmp/
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test
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可以看到我们之前在 /tmp 目录下创建的 test 文件也被迁移过来了。这样我们就通过docker export和docker import命令配合实现了容器的迁移。
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结语
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到此，我相信你已经了解了容器的基本概念和组成，并已经熟练掌握了容器各个生命周期操作和管理。那容器与镜像的区别，你应该也很清楚了。镜像包含了容器运行所需要的文件系统结构和内容，是静态的只读文件，而容器则是在镜像的只读层上创建了可写层，并且容器中的进程属于运行状态，容器是真正的应用载体。
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那你知道为什么容器的文件系统要设计成写时复制(如图 1 所示)，而不是每一个容器都单独拷贝一份镜像文件吗？思考后，可以把你的想法写在留言区。
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