当Node.js遇见Docker

Node.js Best Practices - How to Become a Better Developer in 2017提到的几点，我们Fundebug深有同感:

使用ES6

使用Promise

使用LTS

使用Docker

...

想必大家都知道ES6，Promise以及LTS，那Docker是啥玩意啊？翻遍Node文档也没见踪迹啊!

当Node.js遇见Docker

GitHub仓库: Fundebug/nodejs-docker

什么是Docker?

Docker是最流行的的容器工具，没有之一。本文并不打算深入介绍Docker，不过可以从几个简单的角度来理解Docker。

从进程的角度理解Docker

在Linux中，所有的进程构成了一棵树。可以使用pstree命令进行查看:

pstree

init─┬─VBoxService───7*[{VBoxService}]

     ├─acpid

     ├─atd

     ├─cron

     ├─dbus-daemon

     ├─dhclient

     ├─dockerd─┬─docker-containe─┬─docker-containe─┬─redis-server───2*[{redis-server}]

     │         │                 │                 └─8*[{docker-containe}]

     │         │                 ├─docker-containe─┬─mongod───16*[{mongod}]

     │         │                 │                 └─8*[{docker-containe}]

     │         │                 └─11*[{docker-containe}]

     │         └─13*[{dockerd}]

     ├─6*[getty]

     ├─influxd───9*[{influxd}]

     ├─irqbalance

     ├─puppet───{puppet}

     ├─rpc.idmapd

     ├─rpc.statd

     ├─rpcbind

     ├─rsyslogd───3*[{rsyslogd}]

     ├─ruby───{ruby}

     ├─sshd─┬─sshd───sshd───zsh───pstree

     │      ├─sshd───sshd───zsh

     │      └─sshd───sshd───zsh───mongo───2*[{mongo}]

     ├─systemd-logind

     ├─systemd-udevd

     ├─upstart-file-br

     ├─upstart-socket-

     └─upstart-udev-br

可知，init进程为所有进程的根(root)，其PID为1。

Docker将不同应用的进程隔离了起来，这些被隔离的进程就是一个个容器。隔离是基于两个Linux内核机制实现的，Namesapce和Cgroups。

Namespace可以从UTD、IPC、PID、Mount，User和Network的角度隔离进程。比如，不同的进程将拥有不同PID空间，这样容器中的进程将看不到主机上的进程，也看不到其他容器中的进程。这与Node.js中模块化以隔离变量的命名空间的思想是异曲同工的。

通过Cgroups，可以限制进程对CPU，内存等资源的使用。简单地说，我们可以通过Cgroups指定容器只能使用1G内存。

从进程角度理解Docker，那每一个Docker容器就是被隔离的进程及其子进程。上文pstree的输出中可以分辨出2个容器: mongodb和redis。

从文件的角度理解Docker

基于Namespace与Cgroups的容器工具其实早已存在，例如Linux-VServer，OpenVZ，LXC。然而，真正引爆容器技术的却是后来者Docker。为什么呢？个人觉得是因为Docker镜像以及Dockerfile。

在Linux中，一切皆文件，进程的运行离不开各种各样的文件。跑一个简单的Node.js程序，传统的做法是手动安装各种依赖然后运行；而Docker则是将所有依赖（包括操作系统，Node，NPM模块，源代码）打包到一个Docker镜像中，然后基于这个镜像运行容器。

Docker镜像可以通过Docker仓库共享给其他人，这样他们只需要下载镜像即可运行程序。想象一下，当我们需要在另一台主机(比如生产服务器，新同事的机器)上运行一个Node.js应用，仅仅需要下载对应的Docker镜像就可以了，是不是很方便呢？

Docker镜像可以通过文本文件，即Dockerfile进行定义。不妨看一个简单的例子(由于不可抗力，这个Dockerfile构建大概会失败，仅作为参考):

# 基于Ubuntu

FROM ubuntu

# 安装Node.js与NPM

RUN apt-get update && apt-get -y install nodejs npm

# 安装NPM模块:Express

RUN npm install express

# 添加源代码

ADD app.js /

其中，FROM，RUN与ADD为Dockerfile命令。结合注释，该Dockerfile的含义非常直白。基于这个Dockerfile，使用docker build命令就可以构建对应的Docker镜像。基于这个Docker镜像，就可以运行Docker容器来执行app.js:

var express = require("express");

var app = express();

app.get("/", function(req, res)

{

    res.send("Hello Fundebug!\n");

});

app.listen(3000);

Dockerfile实际上是将Docker镜像代码化了，另一方面也是将安装依赖的过程代码化了，于是我们就可以像管理源码一样使用git对Dockerfile进行版本管理。

为啥用Docker?

当你的系统越来越复杂的时候，你会发现Docker的价值。

从应用架构角度理解Docker

刚开始，你只需要写一个Node.js程序，挂载一个静态网站；然后，你做了一个用户账号系统，这时需要数据库了，比如说MySQL; 后来，为了提升性能，你引入了Memcached缓存；终于有一天，你决定把前后端分离，这样可以提高开发效率；当用户越来越多，你又不得不使用Nginx做反向代理; 对了，随着功能越来越多，你的应用依赖也会越来越多...总之，你的应用架构只会越来越复杂。不同的组件的安装，配置与运行步骤各不相同，于是你不得不写一个很长的文档给新同事，只为了让他搭建一个开发环境。

使用Docker的话，你可以为不同的组件逐一编写Dockerfile，分别构建镜像，然后运行在各个容器中。这样做，将复杂的架构统一了，所有组件的安装和运行步骤统一为几个简单的命令:

构建Docker镜像: docker build

上传Docker镜像: docker push

下载Docker镜像: docker pull

运行Docker容器: docker run

从应用部署角度理解Docker

通常，你会有开发，测试和生产服务器，对于某些应用，还会需要进行构建。不同步骤的依赖会有一些不同，并且在不同的服务器上执行。如果手动地在不同的服务器上安装依赖，是件很麻烦的事情。