15.1.4 Docker对象模型与生命周期

Docker对象模型与生命周期#

Docker对象模型由镜像（Image）、容器（Container）、数据卷（Volume）、网络（Network）、仓库（Registry）构成，围绕“构建—分发—运行—管理”的闭环。理解对象与生命周期，是定位故障、清理资源、设计部署的基础。

原理草图：对象关系

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1. 对象属性与关键命令（含解释）#

镜像 Image
- 分层、只读、不可变；使用 tag 和 digest 管理版本。

# 查看镜像与层信息
docker images
docker history nginx:1.25

# 为镜像打标签（用于版本管理与分发）
docker tag nginx:1.25 registry.example.com/ops/nginx:1.25

容器 Container
- 镜像+读写层+运行时配置；隔离进程、网络、文件系统与资源。

# 创建但不启动（created）
docker create --name web -p 8080:80 nginx:1.25

# 启动容器（running）
docker start web

# 查看容器详细配置（含网络、挂载、资源）
docker inspect web

数据卷 Volume
- 脱离容器生命周期，适合持久化与共享。

# 创建数据卷
docker volume create webdata

# 运行并挂载数据卷
docker run -d --name web2 -v webdata:/usr/share/nginx/html nginx:1.25

网络 Network
- 提供通信边界与容器服务发现。

# 创建自定义网络
docker network create --subnet 172.20.0.0/16 appnet

# 让容器加入网络并验证IP
docker run -d --name app1 --network appnet nginx:1.25
docker inspect app1 | grep -A3 "Networks"

仓库 Registry
- 镜像分发与版本控制。

# 登录仓库
docker login registry.example.com

# 推送镜像
docker push registry.example.com/ops/nginx:1.25

2. 生命周期主线与状态机#

容器状态机

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生命周期命令示例（含预期效果）

# 运行一个测试容器（created -> running）
docker run -d --name demo nginx:1.25

# 暂停/恢复（running -> paused -> running）
docker pause demo
docker unpause demo

# 停止（running -> stopped）
docker stop demo

# 删除（stopped -> deleted）
docker rm demo

3. 示例：构建—分发—运行—清理全流程#

示例目标：构建一个简单镜像并运行，验证对象生命周期

# 1) 准备目录
mkdir -p /opt/docker-demo && cd /opt/docker-demo

# 2) 创建Dockerfile
cat > Dockerfile <<'EOF'
FROM alpine:3.19
LABEL maintainer="ops@example.com"
RUN echo "Hello Docker" > /msg.txt
CMD ["cat","/msg.txt"]
EOF

# 3) 构建镜像
docker build -t demo/hello:1.0 .

# 4) 运行容器并查看输出
docker run --rm demo/hello:1.0

# 预期输出：
# Hello Docker

命令解释
- docker build -t：构建镜像并指定标签。
- docker run --rm：运行后自动删除容器，避免残留。
- CMD：容器启动时的默认命令。

4. 排错与诊断（典型问题）#

问题1：容器启动即退出

# 查看容器退出原因
docker ps -a
docker logs <容器名>

# 常见原因：CMD执行后立刻结束
# 解决：使用长期运行的进程或启动脚本

问题2：卷未生效或数据丢失

# 检查挂载点是否正确
docker inspect <容器名> | grep -A5 "Mounts"

# 验证数据卷目录内容
docker volume inspect webdata

问题3：网络不通

# 查看网络与容器网络配置
docker network ls
docker network inspect appnet

# 检查容器DNS与IP
docker exec -it app1 cat /etc/resolv.conf

5. 练习题（含操作指令）#

练习1：镜像与容器生命周期

# 要求：创建镜像并运行后删除容器
docker build -t practice/app:1.0 .
docker run -d --name practice1 practice/app:1.0
docker stop practice1
docker rm practice1

练习2：卷持久化验证

# 要求：写入卷后删除容器，重新挂载检查内容
docker volume create testvol
docker run -d --name vol1 -v testvol:/data alpine:3.19 sh -c "echo ok > /data/flag && sleep 300"
docker rm -f vol1
docker run --rm -v testvol:/data alpine:3.19 cat /data/flag
# 预期输出：ok

6. 运维关注点与建议#

  • 镜像不可变，容器可替换，持久化数据必须使用卷或外部存储。
  • 容器异常优先重建，避免在容器内“修修补补”。
  • 定期清理资源（镜像、容器、卷、网络）避免磁盘膨胀：
docker system df
docker system prune -f