微服务架构下的Docker应用实践-五八三

随着云计算的发展，微服务架构成为了业界的一种热门架构，也是目前云原生架构的重要组成部分。微服务架构的主要思想是将一个大型的应用程序拆分为多个小的、自治的服务，每个服务可以独立地部署、升级和扩展。在实践中，Docker 成为了微服务架构的标配！

一、Docker 简介

Docker 是一个开源的容器化平台，可以将应用程序及其依赖项打包成一个独立的、可移植的容器，从而实现应用程序的快速、可靠的部署和运行。Docker 的优点是轻量、快速、可移植和可扩展，可以大大简化应用程序的部署和管理。

Docker主要是包含两个方面的技术：

（1）容器技术：有效的分配和管理物理资源、实现资源的隔离；
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（2）镜像技术：打破“代码即应用”的观念、从系统环境开始自底至上打包应用。

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二、微服务架构

微服务架构的主要思想是将一个大型的应用程序拆分为多个小的、自治的服务，每个服务可以独立地部署、升级和扩展。每个服务都有自己的数据存储和通信协议，服务之间通过网络进行通信。微服务架构的优点是可扩展性、灵活性和容错性。

三、基于 Docker 的微服务架构实践

假设有一个电商网站，需要实现商品查询、购物车和订单管理等功能。我们将这些功能拆分为三个独立的服务：商品服务、购物车服务和订单服务。每个服务使用不同的技术栈实现，例如商品服务使用 Java + Spring Boot，购物车服务使用 Node.js 和 Express，订单服务使用 Python 和 Flask。

3.1 Docker 镜像构建

首先，我们需要将每个服务打包成一个 Docker 镜像。Docker 镜像是一个轻量的、可移植的打包格式，包含应用程序及其依赖项。我们可以使用 Dockerfile 定义镜像的构建规则。

FROM openjdk:8-jdk-alpine COPY target/product-service.jar /app/product-service.jar ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/app/product-service.jar"]

类似地，购物车服务的 Dockerfile 可以定义如下：

FROM node:12-alpine WORKDIR /app COPY package*.json ./ RUN npm install COPY . . EXPOSE 3000 ENTRYPOINT ["npm", "start"]

3.2 Docker Compose 编排服务

一旦我们将每个服务打包成一个 Docker 镜像，就可以使用 Docker Compose 编排服务了。Docker Compose 是一个用于定义和运行多个 Docker 容器应用程序的工具，可以通过简单的 YAML 文件定义多个容器的运行方式和依赖关系。
例如，我们可以定义如下的 docker-compose.yml 文件来编排三个服务：

services:
product-service:
build: ./product-service
ports:
\- "8080:8080"
cart-service:
build: ./cart-service
ports:
\- "3000:3000"
depends_on:
\- "product-service"
order-service:
build: ./order-service
ports:
\- "5000:5000"
depends_on:
\- "product-service"

这里定义了三个服务：商品服务、购物车服务和订单服务。每个服务都使用 Dockerfile 构建镜像，通过 ports 定义了服务的端口映射，以便外部网络可以访问服务。购物车服务和订单服务都依赖商品服务，使用 depends_on 定义了服务之间的依赖关系。

3.3 实现服务通信

当三个服务都运行在不同的 Docker 容器中时，它们需要一种方式来相互通信。常见的方式是使用 HTTP 协议进行通信。

例如，购物车服务需要调用商品服务查询商品信息。在购物车服务中，我们可以使用 axios 模块发起 HTTP 请求：

const getProduct = async (productId) => {
   const response = await axios.get("http://product-service:8080/products/${productId}")
       return response.data
  }
}

这里使用 axios.get 方法发起 HTTP GET 请求，查询商品服务的 /products/${productId} 接口。

类似地，订单服务需要调用商品服务查询商品信息和购物车服务查询购物车信息。在订单服务中，我们可以使用 requests 模块发起 HTTP 请求：
import requests

   response = requests.get(f'http://product-service:8080/products/{product_id}')
   return response.json()

def get_cart(user_id):
   response = requests.get(f'http://cart-service:3000/cart/{user_id}')
   return response.json()

这里使用 requests库发起 HTTP GET 请求，查询商品服务的 /products/ ${productId} 接口，查询购物车服务的 /cart/$ {userId} 接口。
我们知道和一个单纯的应用程序相比，操作系统是一个很重而且很笨的程序，简称笨重，有多笨重呢?

我们知道操作系统运行起来是需要占用很多资源的，大家对此肯定深有体会，刚装好的系统还什么都没有部署，单纯的操作系统其磁盘占用至少几十G起步，内存要几个G起步。
假设我有一台机器，16G内存，需要部署三个应用，那么使用虚拟机技术可以这样划分：

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在这台机器上开启三个虚拟机，每个虚拟机上部署一个应用，其中VM1占用2G内存，VM2占用1G内存，VM3占用了4G内存。

四、什么是容器

容器一词的英文是container，其实container还有集装箱的意思，集装箱绝对是商业史上了不起的一项发明，大大降低了海洋贸易运输成本。让我们来看看集装箱的好处：

集装箱之间相互隔离长期反复使用快速装载和卸载规格标准，在港口和船上都可以摆放回到软件中的容器，其实容器和集装箱在概念上是很相似的。

现代软件开发的一大目的就是隔离，应用程序在运行时相互独立互不干扰，这种隔离实现起来是很不容易的，其中一种解决方案就是上面提到的虚拟机技术，通过将应用程序部署在不同的虚拟机中从而实现隔离。

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注意，容器是一种通用技术，docker只是其中的一种实现。

docker是一个用Go语言实现的开源项目，可以让我们方便的创建和使用容器，docker将程序以及程序所有的依赖都打包到docker container，这样你的程序可以在任何环境都会有一致的表现，这里程序运行的依赖也就是容器就好比集装箱，容器所处的操作系统环境就好比货船或港口，程序的表现只和集装箱有关系(容器)，和集装箱放在哪个货船或者哪个港口(操作系统)没有关系。

五、Docker的应用环境

Web 应用的自动化打包和发布。
自动化测试和持续集成、发布。
在服务型环境中部署和调整数据库或其他的后台应用。
从头编译或者扩展现有的 OpenShift 或 Cloud Foundry 平台来搭建自己的 PaaS 环境。

Docker 是一个用于开发，交付和运行应用程序的开放平台。Docker 使您能够将应用程序与基础架构分开，从而可以快速交付软件。借助 Docker，您可以与管理应用程序相同的方式来管理基础架构。通过利用 Docker 的方法来快速交付，测试和部署代码，您可以大大减少编写代码和在生产环境中运行代码之间的延迟。