Docker Compose多容器编排

清峰大约 6 分钟Docker指南DockerDocker Compose

Docker Compose多容器编排

什么是Docker Compose

Docker Compose是Docker官方编排（Orchestration）项目之一，负责快速在集群中部署分布式应用。它允许用户通过一个单独的YAML文件来定义和运行多个Docker容器应用，简化了多容器应用的管理。

Docker Compose的优势

简化配置：通过YAML文件定义服务，避免重复的命令行参数
批量管理：可以一次性启动、停止、重建多个服务
环境隔离：不同的项目可以在不同的环境中运行
可扩展性：支持服务的水平扩展
版本控制：YAML文件可以纳入版本控制

Docker Compose安装

Linux系统安装

# 下载Docker Compose
sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/v2.20.0/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

Windows和Mac系统

Docker Desktop已经内置了Docker Compose，无需单独安装。

Docker Compose核心概念

1. 服务（Service）

服务是运行相同镜像的一个或多个容器实例。在docker-compose.yml文件中定义服务的配置。

2. 项目（Project）

项目是所有服务的集合，通常对应一个完整的应用。项目名称默认为当前目录名称。

3. 卷（Volume）

用于持久化数据和在服务之间共享数据。

4. 网络（Network）

用于服务之间的通信。

Docker Compose配置文件

基本结构

version: "3.8"

services:
  service1:
    # 服务配置
  service2:
    # 服务配置

volumes:
  # 卷配置

networks:
  # 网络配置

服务配置详解

version: "3.8"

services:
  web:
    # 镜像
    image: nginx:alpine
    
    # 构建配置（与image二选一）
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
      args:
        - BUILD_ARG=value
    
    # 端口映射
    ports:
      - "8080:80"
      - "443:443"
    
    # 环境变量
    environment:
      - ENV_VAR=value
      - DATABASE_URL=postgresql://user:pass@db:5432/mydb
    
    # 依赖服务
    depends_on:
      - db
      - redis
    
    # 数据卷
    volumes:
      - ./html:/usr/share/nginx/html
      - web-data:/var/www
    
    # 网络配置
    networks:
      - frontend
      - backend
    
    # 重启策略
    restart: unless-stopped
    
    # 健康检查
    healthcheck:
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost"]
      interval: 30s
      timeout: 10s
      retries: 3
    
    # 资源限制
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.5'
          memory: 512M
        reservations:
          cpus: '0.25'
          memory: 256M

  db:
    image: postgres:13
    environment:
      POSTGRES_DB: myapp
      POSTGRES_USER: user
      POSTGRES_PASSWORD: password
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data
    networks:
      - backend
    restart: unless-stopped

volumes:
  web-data:
  db-data:

networks:
  frontend:
  backend:

Docker Compose常用命令

1. 启动和停止服务

# 启动所有服务
docker-compose up

# 后台启动所有服务
docker-compose up -d

# 启动指定服务
docker-compose up service1 service2

# 停止所有服务
docker-compose down

# 停止并删除卷
docker-compose down -v

# 停止并删除镜像
docker-compose down --rmi all

2. 服务管理

# 查看服务状态
docker-compose ps

# 查看服务日志
docker-compose logs

# 实时查看服务日志
docker-compose logs -f

# 查看特定服务日志
docker-compose logs service_name

# 重启服务
docker-compose restart

# 重启特定服务
docker-compose restart service_name

# 停止服务
docker-compose stop

# 启动已停止的服务
docker-compose start

3. 构建和镜像管理

# 构建服务
docker-compose build

# 构建特定服务
docker-compose build service_name

# 拉取服务镜像
docker-compose pull

# 推送服务镜像
docker-compose push

4. 执行命令

# 在服务中执行命令
docker-compose exec service_name command

# 进入服务容器
docker-compose exec service_name /bin/bash

# 运行一次性命令
docker-compose run service_name command

5. 扩展服务

# 扩展服务实例数量
docker-compose up --scale web=3

实际应用示例

1. Web应用+数据库

version: "3.8"

services:
  web:
    image: nginx:alpine
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
      - ./html:/usr/share/nginx/html
    depends_on:
      - app
    networks:
      - frontend

  app:
    build: ./app
    environment:
      - DATABASE_URL=postgresql://user:pass@db:5432/mydb
    depends_on:
      - db
    networks:
      - frontend
      - backend

  db:
    image: postgres:13
    environment:
      POSTGRES_DB: myapp
      POSTGRES_USER: user
      POSTGRES_PASSWORD: password
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data
    networks:
      - backend

volumes:
  db-data:

networks:
  frontend:
  backend:

2. 微服务架构

version: "3.8"

services:
  gateway:
    image: nginx:alpine
    ports:
      - "80:80"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
    networks:
      - frontend

  user-service:
    build: ./user-service
    environment:
      - DB_HOST=user-db
      - DB_PORT=5432
    depends_on:
      - user-db
    networks:
      - backend

  user-db:
    image: postgres:13
    environment:
      POSTGRES_DB: userdb
      POSTGRES_USER: user
      POSTGRES_PASSWORD: password
    volumes:
      - user-db-data:/var/lib/postgresql/data
    networks:
      - backend

  order-service:
    build: ./order-service
    environment:
      - DB_HOST=order-db
      - DB_PORT=5432
    depends_on:
      - order-db
    networks:
      - backend

  order-db:
    image: postgres:13
    environment:
      POSTGRES_DB: orderdb
      POSTGRES_USER: user
      POSTGRES_PASSWORD: password
    volumes:
      - order-db-data:/var/lib/postgresql/data
    networks:
      - backend

volumes:
  user-db-data:
  order-db-data:

networks:
  frontend:
  backend:

3. 开发环境配置

version: "3.8"

services:
  app:
    build: .
    ports:
      - "3000:3000"
    volumes:
      - .:/app
      - /app/node_modules
    environment:
      - NODE_ENV=development
    command: npm run dev

  db:
    image: postgres:13
    environment:
      POSTGRES_DB: development
      POSTGRES_USER: user
      POSTGRES_PASSWORD: password
    volumes:
      - db-data:/var/lib/postgresql/data
    ports:
      - "5432:5432"

  redis:
    image: redis:alpine
    ports:
      - "6379:6379"

volumes:
  db-data:

Docker Compose高级功能

1. 多环境配置

# docker-compose.yml
version: "3.8"

services:
  web:
    image: nginx:${NGINX_VERSION:-alpine}
    ports:
      - "${WEB_PORT:-80}:80"

# docker-compose.override.yml (开发环境)
version: "3.8"

services:
  web:
    volumes:
      - .:/usr/share/nginx/html
    environment:
      - NODE_ENV=development

# docker-compose.prod.yml (生产环境)
version: "3.8"

services:
  web:
    restart: unless-stopped
    deploy:
      replicas: 3
      resources:
        limits:
          cpus: '0.5'
          memory: 512M

使用不同环境配置：

# 开发环境
docker-compose up

# 生产环境
docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.prod.yml up -d

2. 服务扩展

version: "3.8"

services:
  web:
    image: nginx:alpine
    deploy:
      replicas: 1
    ports:
      - "80:80"

扩展服务：

# 扩展到3个实例
docker-compose up --scale web=3

3. 自定义网络

version: "3.8"

services:
  web:
    image: nginx:alpine
    networks:
      - frontend
      - backend

  app:
    image: node:alpine
    networks:
      - backend
      - database

  db:
    image: postgres:13
    networks:
      - database

networks:
  frontend:
    driver: bridge
  backend:
    driver: bridge
  database:
    driver: bridge

Docker Compose最佳实践

1. 配置文件组织

project/
├── docker-compose.yml          # 基础配置
├── docker-compose.override.yml # 开发环境覆盖
├── docker-compose.prod.yml     # 生产环境配置
├── .env                        # 环境变量
└── services/
    ├── web/
    │   └── Dockerfile
    └── app/
        └── Dockerfile

2. 环境变量管理

# .env文件
WEB_PORT=8080
DB_PASSWORD=secretpassword
REDIS_URL=redis://redis:6379

# docker-compose.yml
version: "3.8"

services:
  web:
    image: nginx:alpine
    ports:
      - "${WEB_PORT}:80"
    environment:
      - REDIS_URL=${REDIS_URL}

3. 数据持久化

version: "3.8"

services:
  db:
    image: postgres:13
    volumes:
      # 命名卷（推荐）
      - db-data:/var/lib/postgresql/data
      # 绑定挂载（开发环境）
      - ./data:/var/lib/postgresql/data
    environment:
      POSTGRES_PASSWORD: ${DB_PASSWORD}

volumes:
  db-data:

4. 健康检查和依赖

version: "3.8"

services:
  web:
    image: nginx:alpine
    depends_on:
      db:
        condition: service_healthy
    healthcheck:
      test: ["CMD", "curl", "-f", "http://localhost"]
      interval: 30s
      timeout: 10s
      retries: 3

  db:
    image: postgres:13
    environment:
      POSTGRES_PASSWORD: ${DB_PASSWORD}
    healthcheck:
      test: ["CMD-SHELL", "pg_isready -U postgres"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 5

常用Docker Compose命令总结

命令	说明
`docker-compose up`	启动所有服务
`docker-compose up -d`	后台启动所有服务
`docker-compose down`	停止并删除所有服务
`docker-compose ps`	查看服务状态
`docker-compose logs`	查看服务日志
`docker-compose exec`	在服务中执行命令
`docker-compose build`	构建服务镜像
`docker-compose pull`	拉取服务镜像
`docker-compose restart`	重启服务
`docker-compose stop`	停止服务
`docker-compose start`	启动已停止的服务

故障排查技巧

1. 服务启动失败

# 查看服务日志
docker-compose logs service_name

# 查看服务详细信息
docker-compose ps

# 检查配置文件语法
docker-compose config

2. 网络连接问题

# 测试容器间网络连接
docker-compose exec service1 ping service2

# 查看网络配置
docker-compose exec service1 cat /etc/hosts

3. 数据卷问题

# 查看数据卷
docker volume ls | grep project_name

# 检查数据卷内容
docker run --rm -v project_name_volume:/data alpine ls /data

总结

Docker Compose是管理多容器Docker应用的强大工具。通过YAML配置文件，可以轻松定义和运行复杂的多服务应用。掌握Docker Compose的使用方法，可以大大提高开发和部署效率，确保应用环境的一致性。