Docker Compose完整教程

目录

1. Docker Compose是什么？

2. 为什么需要Docker Compose？

3. 安装Docker Compose

4. YAML语法基础

5. docker-compose.yml文件详解

6. Docker Compose常用命令

7. 实战案例：从简单到复杂

8. 服务间通信

9. 数据持久化

10. 环境变量管理

11. 多环境部署

12. 最佳实践

13. 常见问题与解决方案

总结

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1. Docker Compose是什么？

简单理解

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器Docker应用程序的工具。

形象比喻：

• 如果Docker是"单个房间"，那么Docker Compose就是"整栋房子的建筑图纸"
• 如果Docker容器是"单个演员"，那么Docker Compose就是"整部戏的导演脚本"

核心概念

• 服务（Service）：一个应用程序的组件，比如web服务器、数据库等
• 项目（Project）：由一组关联的服务组成的完整应用
• 容器（Container）：服务的运行实例

Docker Compose的作用

# 一个命令启动整个应用栈
docker-compose up

# 而不是一个个地启动：
docker run -d --name db mysql:8.0
docker run -d --name web --link db nginx
docker run -d --name app --link db --link web myapp

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2. 为什么需要Docker Compose？

传统方式的问题

单独启动多个容器的麻烦

# 启动数据库
docker run -d \
  --name mysql_db \
  -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 \
  -e MYSQL_DATABASE=myapp \
  -v mysql_data:/var/lib/mysql \
  -p 3306:3306 \
  mysql:8.0

# 启动Redis
docker run -d \
  --name redis_cache \
  -p 6379:6379 \
  redis:7-alpine

# 启动应用
docker run -d \
  --name my_app \
  --link mysql_db:db \
  --link redis_cache:redis \
  -e DATABASE_URL=mysql://root:123456@db:3306/myapp \
  -e REDIS_URL=redis://redis:6379 \
  -p 8080:8080 \
  my-spring-app:latest

Docker Compose的优势

简化的方式

# docker-compose.yml
version: '3.8'
services:
  db:
    image: mysql:8.0
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123456
      MYSQL_DATABASE: myapp
    volumes:
      - mysql_data:/var/lib/mysql

  redis:
    image: redis:7-alpine

  app:
    image: my-spring-app:latest
    ports:
      - "8080:8080"
    environment:
      DATABASE_URL: mysql://root:123456@db:3306/myapp
      REDIS_URL: redis://redis:6379
    depends_on:
      - db
      - redis

volumes:
  mysql_data:

一个命令搞定：

docker-compose up -d

主要优势对比

特性	传统Docker命令	Docker Compose
启动复杂度	需要多个长命令	一个命令
配置管理	分散在各个命令中	集中在YAML文件
服务依赖	手动管理启动顺序	自动处理依赖
网络配置	手动创建和连接	自动创建
数据卷管理	分别创建	统一管理
环境一致性	容易出错	配置文件保证一致性

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3. 安装Docker Compose

检查是否已安装

docker-compose --version
# 或者新版本语法
docker compose version

Windows/macOS

Docker Desktop已经包含了Docker Compose，无需单独安装。

Linux安装

方法1：使用pip安装

# 安装pip
sudo apt update
sudo apt install python3-pip

# 安装docker-compose
pip3 install docker-compose

# 验证安装
docker-compose --version

方法2：下载二进制文件

# 下载最新版本
sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/latest/download/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

# 添加执行权限
sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

# 创建软链接
sudo ln -s /usr/local/bin/docker-compose /usr/bin/docker-compose

# 验证安装
docker-compose --version

方法3：使用包管理器

# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install docker-compose

# CentOS/RHEL
sudo yum install docker-compose

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4. YAML语法基础

YAML简介

YAML（YAML Ain't Markup Language）是一种人类可读的数据序列化标准。

基本语法规则

1. 缩进表示层级关系

# 正确的缩进（使用空格，不要用Tab）
services:
  web:
    image: nginx
    ports:
      - "80:80"
  
# 错误的缩进
services:
web:
  image: nginx
 ports:
   - "80:80"

2. 冒号后面必须有空格

# 正确
key: value

# 错误
key:value

3. 列表使用短横线

# 列表语法
fruits:
  - apple
  - banana
  - orange

# 或者内联形式
fruits: [apple, banana, orange]

4. 字符串可以有引号或无引号

# 这些都是有效的
name: John
name: "John"
name: 'John'

# 特殊字符需要引号
message: "Hello: World"
path: "C:\\Users\\Name"

5. 布尔值和数字

# 布尔值
enabled: true
disabled: false

# 数字
port: 8080
pi: 3.14

YAML在Docker Compose中的应用

基本结构

version: '3.8'           # 版本号
services:                # 服务定义
  service1:             
    # 服务1配置
  service2:
    # 服务2配置
volumes:                 # 数据卷定义
  volume1:
networks:                # 网络定义
  network1:

---

5. docker-compose.yml文件详解

5.1 文件结构概览

version: '3.8'                    # Compose文件格式版本

services:                         # 定义服务
  web:                           # 服务名称
    # 服务配置
  db:
    # 数据库配置

volumes:                          # 定义数据卷
  data:                          # 数据卷名称

networks:                         # 定义网络
  frontend:                      # 网络名称
  backend:

configs:                          # 定义配置文件（可选）
secrets:                          # 定义敏感数据（可选）

5.2 版本说明

版本对应关系

Compose文件版本	Docker Engine版本
3.8	19.03.0+
3.7	18.06.0+
3.6	18.02.0+
3.0-3.5	17.06.0+

推荐使用最新版本

version: '3.8'  # 推荐

5.3 Services详解

基本配置

services:
  web:
    image: nginx:latest              # 使用的镜像
    container_name: my-nginx        # 容器名称（可选）
    ports:                          # 端口映射
      - "8080:80"                   # 主机端口:容器端口
      - "8443:443"
    environment:                    # 环境变量
      - ENV=production
      - DEBUG=false
    volumes:                        # 数据卷挂载
      - ./html:/usr/share/nginx/html
      - ./config:/etc/nginx/conf.d
    networks:                       # 网络配置
      - frontend
    depends_on:                     # 依赖关系
      - db
    restart: unless-stopped         # 重启策略

构建配置

services:
  app:
    build:                          # 构建配置
      context: .                    # 构建上下文路径
      dockerfile: Dockerfile        # Dockerfile文件名
      args:                         # 构建参数
        JAR_FILE: app.jar
        VERSION: 1.0.0
    image: my-app:latest           # 构建后的镜像名

高级配置

services:
  app:
    image: my-app:latest
    deploy:                         # 部署配置（Swarm模式）
      replicas: 3
      resources:
        limits:
          cpus: '0.5'
          memory: 512M
        reservations:
          cpus: '0.25'
          memory: 256M
    healthcheck:                    # 健康检查
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost:8080/health"]
      interval: 30s
      timeout: 10s
      retries: 3
      start_period: 40s
    logging:                        # 日志配置
      driver: "json-file"
      options:
        max-size: "10m"
        max-file: "3"

5.4 数据卷（Volumes）详解

命名卷

services:
  db:
    image: mysql:8.0
    volumes:
      - mysql_data:/var/lib/mysql    # 使用命名卷

volumes:
  mysql_data:                       # 定义命名卷
    driver: local                   # 卷驱动

绑定挂载

services:
  web:
    image: nginx
    volumes:
      - ./html:/usr/share/nginx/html:ro    # 只读挂载
      - ./logs:/var/log/nginx              # 读写挂载
      - /etc/localtime:/etc/localtime:ro   # 同步时间

卷配置选项

volumes:
  mysql_data:
    driver: local
    driver_opts:
      type: nfs
      o: addr=192.168.1.100,rw
      device: ":/path/to/dir"
  
  app_data:
    external: true                  # 使用外部卷
    name: my-app-data              # 外部卷名称

5.5 网络（Networks）详解

自定义网络

services:
  web:
    networks:
      - frontend
  app:
    networks:
      - frontend
      - backend
  db:
    networks:
      - backend

networks:
  frontend:
    driver: bridge                  # 网络驱动
  backend:
    driver: bridge
    internal: true                  # 内部网络，不能访问外网

网络配置选项

networks:
  custom:
    driver: bridge
    ipam:                          # IP地址管理
      config:
        -