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= Docker简介 =

Docker是一种开源的容器化平台，用于开发、部署和运行应用程序。它通过将应用程序及其依赖项打包到一个轻量级、可移植的容器中，实现了跨环境的一致性运行。Docker的核心思想是"一次构建，随处运行"（Build Once, Run Anywhere），解决了传统虚拟化技术资源占用高、启动慢的问题。

== 核心概念 ==
Docker基于以下几个关键概念：

=== 容器（Container） ===
容器是轻量级、可执行的软件包，包含运行应用程序所需的所有内容：
* 代码
* 运行时环境
* 系统工具
* 系统库
* 配置

=== 镜像（Image） ===
镜像是容器的模板，包含创建容器所需的文件系统结构和内容。镜像采用分层存储结构，使得镜像可以高效地共享和复用。

=== Docker引擎（Docker Engine） ===
Docker的核心组件，包含：
* 服务端守护进程（dockerd）
* REST API接口
* 命令行界面（CLI）

<mermaid>
graph LR
    A[Docker客户端] -->|发送指令| B[Docker守护进程]
    B -->|管理| C[容器]
    B -->|构建/拉取| D[镜像]
    D -->|实例化| C
</mermaid>

== Docker与传统虚拟化的区别 ==
Docker与传统虚拟机（VM）的主要区别在于架构层次：

<mermaid>
graph TD
    subgraph VM
        A[应用] --> B[Guest OS]
        B --> C[Hypervisor]
        C --> D[Host OS]
    end
    subgraph Docker
        E[应用] --> F[容器引擎]
        F --> G[Host OS]
    end
</mermaid>

关键区别：
* Docker容器共享主机操作系统内核
* 容器启动时间通常在秒级（虚拟机需要分钟级）
* 容器占用资源更少
* 容器镜像比虚拟机镜像小得多

== 基本工作流程 ==
1. 开发者在Dockerfile中定义应用环境
2. 构建Docker镜像
3. 将镜像推送到镜像仓库
4. 在生产环境拉取并运行镜像

== 示例：运行第一个容器 ==
以下示例展示如何运行一个简单的Nginx web服务器容器：

<syntaxhighlight lang="bash">
# 从Docker Hub拉取官方Nginx镜像
docker pull nginx

# 运行容器，映射主机端口8080到容器端口80
docker run -d -p 8080:80 --name my-nginx nginx
</syntaxhighlight>

输出示例：
<pre>
Unable to find image 'nginx:latest' locally
latest: Pulling from library/nginx
...
Status: Downloaded newer image for nginx:latest
d1a649a6b5a1d4a7b3f3e3e3e3e3e3e3e3e3e3e3e3
</pre>

访问http://localhost:8080即可看到Nginx欢迎页面。

== 实际应用场景 ==
Docker在以下场景中特别有用：

=== 微服务架构 ===
每个微服务可以打包为独立的容器，便于开发、测试和部署。

=== 持续集成/持续部署（CI/CD） ===
确保开发、测试和生产环境的一致性，避免"在我机器上能运行"的问题。

=== 混合云部署 ===
相同的容器可以在本地开发机、公有云和私有云之间无缝迁移。

=== 快速环境搭建 ===
例如，开发人员可以快速启动包含数据库、消息队列和应用程序的完整环境：
<syntaxhighlight lang="bash">
docker-compose up -d
</syntaxhighlight>

== 数学基础 ==
Docker的资源限制基于Linux cgroups，可以使用数学公式表示资源分配。例如，CPU份额分配公式：

<math>
CPU份额 = \frac{容器CPU份额}{所有容器CPU份额总和} \times 可用CPU资源
</math>

== 优势总结 ==
* '''一致性'''：环境一致，消除"在我机器上能运行"问题
* '''隔离性'''：进程、网络、文件系统隔离
* '''便携性'''：可在任何支持Docker的平台运行
* '''高效性'''：资源利用率高，启动快速
* '''可扩展性'''：易于水平扩展

== 后续学习建议 ==
掌握Docker简介后，建议继续学习：
* Docker安装与配置
* Dockerfile编写
* Docker镜像构建与管理
* Docker网络与存储
* Docker Compose多容器编排

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[[Category:Docker]]
[[Category:Docker基础]]