Docker Compose

在现代应用开发中，微服务架构已成为主流趋势。应用系统通常由多个功能独立、分工明确的服务（如用户身份认证、商品目录管理、订单处理等）共同组成。每个微服务关注一项具体职责，通过协作完成复杂业务流程。

在实际运维与开发过程中，如何高效管理这些相互独立但又需要协同工作的服务，成为一项技术挑战。手动逐一启动、连接、停止各个服务，不仅操作繁琐，且容易由于环境或顺序配置失误导致系统不可用。

Docker Compose 作为面向容器化环境的多服务编排工具，致力于通过统一的配置文件和命令接口，实现服务的批量管理、自动化部署与拆卸。其出现极大提升了微服务系统的可维护性与一致性，是现代 DevOps 流程中的重要基础组件。

Docker Compose 是一款用于定义和管理多容器 Docker 应用的专业编排工具，通过 YAML 配置文件集中声明应用所依赖的全部服务及其参数。 运维人员与开发者仅需通过一条命令便可自动化地批量启动、停止、扩缩容、构建和管理所有相关的服务组件，有效简化了手动执行 docker run 命令时的繁杂操作和由此带来的环境一致性风险。compose.yaml 配置文件不仅承担着应用配置中心的角色，更充当了系统架构的文档载体，显著提升了可维护性和团队协作效率。

值得注意的是，Docker Compose 的诞生源于 Orchard 公司开发的 Fig 项目，该项目以其在多容器编排中的高效与优雅，迅速获得业界认可。 随后，Docker 官方收购并升级该项目，将其整合进 Docker 生态，定名为 Docker Compose。目前，Docker Compose 作为 docker 命令的一等公民，成为现代容器化微服务应用开发与运维的标准工具之一。

Compose 核心：compose.yaml

compose.yaml 文件是 Docker Compose 体系的核心配置载体。作为多容器应用的集中声明中心，它系统性地定义了各服务（Service）的职责、相互依赖及其资源关系，确保应用整体结构的可维护性与一致性。 该文件通常包含三个顶层配置段落：services、networks 以及 volumes，分别用于定义服务编排、网络拓扑及数据持久化策略。

服务 (services)

services 是最核心的部分，它定义了构成我们应用的各个微服务。每个服务都会被 Compose 部署为一个或多个容器。 在 services 下，你可以为每个服务指定：

• image: 使用哪个镜像来创建容器，例如 redis:alpine。
• build: 如果镜像是定制的，可以指定 Dockerfile 的路径来现场构建。
• ports: 将容器的端口映射到主机的哪个端口，以便外部访问。
• environment: 设置容器内的环境变量。
• command: 覆盖容器启动时要执行的默认命令。

网络 (networks)

networks 定义了服务之间沟通的渠道。默认情况下，Compose 会创建一个默认的网络，让所有服务都在这个网络内，这样它们就可以通过服务名直接相互访问。

你也可以自定义网络，实现更复杂的网络隔离和连接策略。

数据卷 (volumes)

volumes 用于数据的持久化。容器本身是“无状态”的，意味着容器删除后，里面的数据就丢失了。这对于数据库、日志文件等需要长期保存的数据是致命的。volumes 独立于容器的生命周期存在。 即使容器被销毁重建，只要连接到同一个 volume，数据依然安然无恙。

部署一个网页计数器

纸上谈兵终觉浅，让我们通过一个实例来感受 Docker Compose 的魔力。我们将部署一个简单的 Web 应用，它会记录你访问页面的次数。这个应用包含两个服务：

1. web-fe：一个用 Python Flask 编写的网页前端。
2. redis：一个内存数据库，用来存储访问次数。

准备工作

首先，你需要获取一个简单的示例代码。如果你安装了 Git，可以运行以下命令：

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$ git clone https://github.com/nigelpoulton/ddd-book.git

然后，进入到 ddd-book/multi-container 目录，这里存放着我们本次实战所需的所有文件。

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$ cd ddd-book/multi-container/
$ ls -l
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 288 May 21 15:53 Dockerfile
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 332 May 21 15:53 README.md
drwxrwxr-x 4 ubuntu ubuntu 4096 May 21 15:53 app
-rw-rw-r-- 1 ubuntu ubuntu 355 May 21 15:53

解读 compose.yaml

让我们一起看看 compose.yaml 是如何编排我们的应用的。

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services:
  web-fe:
    build: .
    command: python app.py
    ports:
      - target: 8080
        published: 5001
    networks:
      - counter-net
    volumes:
      - type: volume
        source: counter-vol
        target: /app
  redis:

• services:

  • web-fe 服务:
    • build: .: 指示 Compose 使用当前目录下的 Dockerfile 来构建一个新镜像。
    • command: python app.py: 在容器内运行 python app.py 命令来启动应用。
    • ports: 将容器内的 8080 端口映射到我们电脑的 5001 端口。
    • networks: 将此服务连接到名为 counter-net 的网络。
    • volumes: 将名为 counter-vol 的数据卷挂载到容器的 /app 目录。
  • redis 服务:
    • image: "redis:alpine": 直接使用 Docker Hub 上的官方 redis:alpine 镜像。
    • networks: 同样连接到 counter-net 网络，这样 web-fe 就能通过服务名 redis 找到它。

• networks: 定义了一个名为 counter-net 的网络。

• volumes: 定义了一个名为 counter-vol 的数据卷。

一键启动应用

准备就绪，指挥家可以登场了！只需在 multi-container 目录下运行一个命令：

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$ docker compose up &

& 符号会让应用在后台运行。Compose 会开始阅读 compose.yaml 文件，然后：

1. 寻找或构建 web-fe 和 redis 所需的镜像。
2. 创建 counter-net 网络和 counter-vol 数据卷。
3. 启动 web-fe 和 redis 两个容器，并将它们连接到网络和数据卷。

整个过程全自动完成，就像指挥家挥下指挥棒，所有乐手便开始演奏。

验证我们的应用

应用启动后，我们可以通过常规的 docker 命令来查看 Compose 为我们创建的资源。Compose 创建的所有资源名都会以项目名（即当前目录名 multi-container）作为前缀。

1. 查看容器:

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$ docker ps

你会看到 multi-container-web-fe-1 和 multi-container-redis-1 两个正在运行的容器。

2. 查看网络:

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$ docker network ls

你会找到 multi-container_counter-net 这个网络。

3. 查看数据卷:

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$ docker volume ls

你会看到 multi-container_counter-vol 这个数据卷。

现在，打开你的浏览器，访问 http://localhost:5001。你应该能看到一个显示访问次数的页面。每次刷新页面，计数器都会增加，这证明我们的 web-fe 服务正在与 redis 服务正常通信！

管理应用的生命周期

Compose 不仅能启动应用，还能轻松管理它的整个生命周期。

• 查看应用状态 (ps): 想看看你的应用里有哪些服务正在运行？

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  $ docker compose ps

• 停止应用 (stop): 临时暂停应用，但保留容器和网络等资源，以便快速重启。

  |
  $ docker compose stop

• 重启应用 (restart): 重新启动已停止的应用。

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  $ docker compose restart

• 关闭并移除应用 (down): 这是 up 的逆操作。它会停止并删除应用的所有容器和网络。

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  $ docker compose down

小结

Docker Compose 是每一位使用 Docker 的开发者都应该掌握的利器。它将复杂的多容器部署流程简化为一份配置文件和一个命令，极大地提升了开发和测试的效率。

通过 compose.yaml，我们可以清晰地定义应用架构，实现环境的快速复制和一致性。无论是对于个人项目还是团队协作，它都是你指挥微服务时，不可或缺的指挥棒。

docker compose down 默认不会删除数据卷（volumes）。这是为了保护你的数据。如果你想在关闭应用时一并删除数据卷，需要显式地添加 --volumes 标志。