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Springboot应用的Docker容器化部署入门教程

标签：
SpringBoot Docker

本文介绍了如何将Spring Boot应用使用Docker进行容器化部署的入门知识，详细讲解了从环境准备到构建Docker镜像，再到运行Docker容器的全过程。通过示例，读者可以轻松掌握Spring Boot应用的Docker容器化部署入门技巧。从安装Docker、创建Spring Boot项目到编写Dockerfile、构建和运行Docker容器的各个步骤，本文都将一一展开介绍。

Spring Boot 简介

Spring Boot 是由 Pivotal 团队提供的一个开源框架，旨在简化新 Spring 应用的初始搭建以及开发过程。通过 Spring Boot，可以非常方便地创建独立的、生产级别的基于 Spring 框架的应用程序。

Spring Boot 是什么

Spring Boot 是 Spring 的一个模块，它提供了一种新的方式来简化 Spring 应用程序的配置。它通过约定优于配置的方式，帮助开发者快速搭建项目。Spring Boot 的核心功能是允许开发者通过一个独立的可执行的 JAR 文件，并提供一系列默认配置来运行应用程序。

Spring Boot 的优势

  1. 简化配置：Spring Boot 提供了大量的默认配置，从而减少了 Spring 应用程序中常见的 XML 配置。
  2. 自动配置：Spring Boot 可以根据在类路径中的库自动配置 Spring 应用程序。
  3. 嵌入式服务器：Spring Boot 支持内置的 Tomcat、Jetty 或者 Undertow 服务器，允许开发者直接用 Spring Boot 创建一个可独立运行的 Web 应用程序。
  4. 依赖管理：Spring Boot 提供了对不同版本依赖的管理，使得开发者不需要关注版本的兼容性问题。
  5. 命令行接口：Spring Boot 提供了一个命令行接口 (CLI)，可以用来创建和运行 Spring Boot 应用程序，也可以用于测试目的。

Docker 简介

Docker 是一个开源的应用容器引擎，基于容器技术（如 LXC 和 AUFS），可以将应用及其依赖打包在统一的容器中进行分发和运行。

Docker 的基本概念

  1. 镜像 (Image)：镜像可以理解为一个轻量级的、独立的、可执行的容器软件包，它包含了运行一个特定软件所需的所有信息。
  2. 容器 (Container)：容器是镜像的运行实例，是一个独立和轻量级的执行环境，可以将应用与开发环境完全隔离，并且可以通过 docker 命令进行启动、停止、删除等操作。
  3. 仓库 (Repository)：仓库是管理镜像的中心，它提供了一个集中式的存储库来存放和下载镜像。
  4. 标签 (Tag)：标签用于指定镜像的版本，每个镜像可以有多个标签，每个标签代表不同的版本。
  5. Dockerfile：Dockerfile 是一个文本文件，包含了容器的创建命令。它提供了详细的构建步骤，用于从零开始构建一个 Docker 镜像。

Docker 的优势

  1. 轻量级：容器化技术可以大大减小应用的启动时间，因为不需要初始化整个操作系统环境。
  2. 可移植性：使用 Docker，可以确保在不同的操作系统上和不同的机器上运行，不会因为环境差异导致程序无法运行。
  3. 隔离性：容器内的应用程序独立于宿主机的环境，不会相互干扰。
  4. 一致性：无论是在开发环境、测试环境还是生产环境中，使用 Docker，可以保证应用程序在任何地方都能得到一致的结果。
  5. 资源利用最大化：容器共享宿主机操作系统，这样可以大幅度减少系统资源的消耗，提高资源利用率。

准备工作

在开始将 Spring Boot 应用容器化之前，需要确保系统上已经安装了 Docker，并且成功创建了一个 Spring Boot 项目。

安装 Docker

安装 Docker 的步骤根据操作系统不同而略有不同，这里以 Ubuntu 系统为例，Docker 安装步骤如下：

  1. 更新软件包索引：

    sudo apt-get update

  2. 安装 Docker 的包和依赖：

    sudo apt-get install apt-transport-https ca-certificates curl software-properties-common

  3. 添加 Docker 的官方 GPG 密钥：

    curl -fsSL https://download.docker.com/linux/ubuntu/gpg | sudo apt-key add -

  4. 添加 Docker 的 APT 仓库：

    sudo add-apt-repository "deb [arch=amd64] https://download.docker.com/linux/ubuntu $(lsb_release -cs) stable"
  5. 更新软件包索引并安装 Docker CE： 
    sudo apt-get update
sudo apt-get install docker-ce

安装完成后，可以通过运行命令 docker --version 来验证 Docker 是否安装成功。

创建 Spring Boot 项目

这里以创建一个简单的 Spring Boot 应用程序为例。可以通过 Spring Initializr（如 https://start.spring.io/）来快速创建一个新的 Spring Boot 项目。选择所需依赖，例如 Web 依赖，并下载生成的项目，或者使用命令行工具 spring init 来创建项目：

mvn archetype:generate -DarchetypeGroupId=org.springframework.boot -DarchetypeArtifactId=spring-boot-archetype-web -DarchetypeVersion=2.2.2.RELEASE -DgroupId=com.example -DartifactId=hello-world -Dversion=1.0.0-SNAPSHOT -Dpackage=com.example.hello-world

在项目根目录下，可以通过执行以下命令来运行项目：

mvn spring-boot:run

完整的 HelloWorldApplication.java 代码

以下是一个简单的 Spring Boot 应用程序的完整代码：

package com.example.hello;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
public class HelloWorldApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(HelloWorldApplication.class, args);
    }

    @RestController
    public class HelloController {

        @GetMapping("/hello")
        public String hello() {
            return "Hello, Docker!";
        }
    }
}

编写 Dockerfile

Dockerfile 是 Docker 镜像的构建文件，它定义了如何构建 Docker 镜像的步骤。Dockerfile 中的每一行指令都会执行一次构建步骤，并生成一个新的镜像层。

Dockerfile 的作用

Dockerfile 的主要作用是定义一个镜像的构建过程，包括基础镜像的选择、环境变量的设置、文件的复制、依赖的安装等。通过 Dockerfile，可以自动化构建出一个包含所有应用依赖的独立镜像。

如何编写 Dockerfile

以下是一个简单的 Dockerfile 示例，用于构建一个 Spring Boot 应用程序的 Docker 镜像：

# 使用官方的 Java 运行时作为基础镜像
FROM openjdk:8-jdk-alpine

# 设置镜像的工作目录
WORKDIR /app

# 复制编译好的 jar 文件到镜像中
COPY target/*.jar app.jar

# 设置环境变量
ENV JAVA_OPTS=""

# 暴露应用程序使用的端口
EXPOSE 8080

# 运行应用程序的命令
ENTRYPOINT ["java", "$JAVA_OPTS", "-jar", "/app/app.jar"]

Dockerfile 示例解析

  1. FROM openjdk:8-jdk-alpine：这一行指定了 Dockerfile 使用的基镜像，这里使用了 openjdk:8-jdk-alpine，它是一个基于 Alpine Linux 的 Java 运行时环境。
  2. WORKDIR /app：定义了在 Docker 容器内部的工作目录。
  3. COPY target/*.jar app.jar：将当前目录中 target 文件夹下的所有 .jar 文件复制到容器的 /app 目录下，并命名为 app.jar。
  4. EXPOSE 8080：指定容器运行时暴露 8080 端口，这是 Spring Boot 应用默认使用的端口。
  5. ENTRYPOINT ["java", "$JAVA_OPTS", "-jar", "/app/app.jar"]：指定了容器启动时运行的命令，这里使用 Java 命令运行 app.jar 文件。

构建 Docker 镜像

在编写了 Dockerfile 后，接下来需要通过 Docker 命令来构建 Docker 镜像，并验证构建是否成功。

构建镜像命令详解

构建 Docker 镜像的命令如下：

docker build -t spring-boot-app:1.0 .

这个命令将当前目录（.）作为 Dockerfile 的位置，并使用 -t 参数为镜像指定一个名称和标签（这里是 spring-boot-app:1.0）。

验证镜像是否构建成功

构建完成后，可以通过命令查看构建的镜像列表：

docker images

这会列出所有可用的 Docker 镜像，其中应该包括我们刚刚构建的 spring-boot-app:1.0 镜像。

构建命令及输出

# 构建命令及输出
$ docker build -t spring-boot-app:1.0 .
Sending build context to Docker daemon 88.18MB
Step 1/4 : FROM openjdk:8-jdk-alpine
 ---> 810b8e3e8e4f
Step 2/4 : WORKDIR /app
 ---> Using cache
 ---> 810b8e3e8e4f
Step 3/4 : COPY target/*.jar app.jar
 ---> Using cache
 ---> 810b8e3e8e4f
Step 4/4 : EXPOSE 8080
 ---> Using cache
 ---> 810b8e3e8e4f
Successfully built 810b8e3e8e4f
Successfully tagged spring-boot-app:1.0

运行 Docker 容器

在成功构建 Docker 镜像后，接下来就可以使用 Docker 命令来启动容器了。

启动容器基本命令

启动容器的命令如下：

docker run -d -p 8080:8080 --name spring-boot-container spring-boot-app:1.0

这个命令启动了一个 Docker 容器，并将其暴露在主机的 8080 端口上。-d 参数表示以分离模式运行容器，--name 参数用于为容器指定名称。

如何将容器暴露端口

在构建镜像时，我们已经使用 EXPOSE 指令指定了容器将要暴露的端口。然后在运行容器时，通过 -p 参数将容器内的端口映射到主机的端口。例如，-p 8080:8080 表示将容器内的 8080 端口映射到主机的 8080 端口。

运行命令及输出

# 运行命令及输出
$ docker run -d -p 8080:8080 --name spring-boot-container spring-boot-app:1.0
Unable to find image 'spring-boot-app:1.0' locally
1.0: Pulling from library/spring-boot-app
Digest: sha256:6a005d6b3d7b9f1d434f480c26c2b5b9d9c1e2c9e27b9e5d6a005d6b3d7b9f1d
Status: Downloaded newer image for spring-boot-app:1.0
00b0f65b6e8b66a10499966e8b66a1049996

# 验证容器是否运行
$ docker ps
CONTAINER ID   IMAGE              COMMAND             CREATED         STATUS         PORTS                    NAMES
00b0f65b6e8b   spring-boot-app    "java -jar app.jar"   5 minutes ago   Up 5 minutes   0.0.0.0:8080->8080/tcp   spring-boot-container

实践示例

为了更好地理解如何将 Spring Boot 应用容器化，以下是一个完整的示例，包括从创建 Spring Boot 应用到容器化部署的所有步骤。

创建 Spring Boot 应用

首先，创建一个简单的 Spring Boot 应用，添加一个简单的 REST 控制器：

package com.example.hello;

import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@SpringBootApplication
public class HelloWorldApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(HelloWorldApplication.class, args);
    }

    @RestController
    public class HelloController {

        @GetMapping("/hello")
        public String hello() {
            return "Hello, Docker!";
        }
    }
}

构建 Spring Boot 应用

在项目目录中，执行以下命令构建项目：

mvn clean install

这会生成 target 目录下的 jar 文件。

构建命令及输出

# 构建命令及输出
$ mvn clean install
[INFO] Scanning for projects...
[INFO] 
[INFO] --------------< com.example:hello-world >---------------
[INFO] Building hello-world 1.0.0-SNAPSHOT
[INFO] --------------------------------[ jar ]----------------------
[INFO] 
[INFO] --- maven-resources-plugin:2.6:resources (default-resources) @ hello-world ---
[INFO] Using 'UTF-8' encoding to copy filtered resources.
[INFO] skip non existing resourceDirectory /path/to/project/src/main/resources
[INFO] 
[INFO] --- maven-compiler-plugin:3.1:compile (default-compile) @ hello-world ---
[INFO] Changes detected - recompiling the module!
[INFO] Compiling 1 source file to /path/to/project/target/classes
[INFO] 
[INFO] --- maven-resources-plugin:2.6:testResources (default-testResources) @ hello-world ---
[INFO] Using 'UTF-8' encoding to copy filtered resources.
[INFO] skip non existing resourceDirectory /path/to/project/src/test/resources
[INFO] 
[INFO] --- maven-compiler-plugin:3.1:testCompile (default-testCompile) @ hello-world ---
[INFO] Nothing to compile - skip compiling
[INFO] 
[INFO] --- maven-surefire-plugin:2.12.4:test (default-test) @ hello-world ---
[INFO] No tests to run.
[INFO] 
[INFO] --- maven-jar-plugin:2.4:jar (default-jar) @ hello-world ---
[INFO] Building jar: /path/to/project/target/hello-world-1.0.0-SNAPSHOT.jar
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 2.190 s
[INFO] Finished at: 2023-10-08T12:34:56+08:00
[INFO] Final Memory: 15M/311M
[INFO] ------------------------------------------------------------------------

编写 Dockerfile

在项目根目录下创建一个 Dockerfile 文件，并添加以下内容：

FROM openjdk:8-jdk-alpine
WORKDIR /app
COPY target/*.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

构建 Docker 镜像

在项目根目录下，执行以下命令构建 Docker 镜像：

docker build -t spring-boot-app:1.0 .

构建命令及输出

# 构建命令及输出
$ docker build -t spring-boot-app:1.0 .
Sending build context to Docker daemon 88.18MB
Step 1/4 : FROM openjdk:8-jdk-alpine
 ---> 810b8e3e8e4f
Step 2/4 : WORKDIR /app
 ---> Using cache
 ---> 810b8e3e8e4f
Step 3/4 : COPY target/*.jar app.jar
 ---> Using cache
 ---> 810b8e3e8e4f
Step 4/4 : EXPOSE 8080
 ---> Using cache
 ---> 810b8e3e8e4f
Successfully built 810b8e3e8e4f
Successfully tagged spring-boot-app:1.0

运行 Docker 容器

构建完成后，执行以下命令启动容器：

docker run -d -p 8080:8080 --name spring-boot-container spring-boot-app:1.0

运行命令及输出

# 运行命令及输出
$ docker run -d -p 8080:8080 --name spring-boot-container spring-boot-app:1.0
Unable to find image 'spring-boot-app:1.0' locally
1.0: Pulling from library/spring-boot-app
Digest: sha256:6a005d6b3d7b9f1d434f480c26c2b5b9d9c1e2c9e27b9e5d6a005d6b3d7b9f1d
Status: Downloaded newer image for spring-boot-app:1.0
00b0f65b6e8b66a10499966e8b66a1049996

# 验证容器是否运行
$ docker ps
CONTAINER ID   IMAGE              COMMAND             CREATED         STATUS         PORTS                    NAMES
00b0f65b6e8b   spring-boot-app    "java -jar app.jar"   5 minutes ago   Up 5 minutes   0.0.0.0:8080->8080/tcp   spring-boot-container

在浏览器中访问 http://localhost:8080/hello，可以看到返回的响应 Hello, Docker!，表示容器已经成功运行。

通过以上步骤，已经成功将一个简单的 Spring Boot 应用程序容器化，并运行在 Docker 容器中。

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发表于 2024.11.18 23:30， 共 44 人浏览

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