Docker 与 Kubernetes：容器部署的探索-JavaScript中文网-JavaScript教程资源分享门户

前言

对于前端开发者而言，最常见的部署方式当然是将代码部署至云服务提供商如 AWS、Azure、阿里云等等。然而，这种方式常常会使开发者被复杂的网络环境、不同系统的相互冲突等问题所困扰，阻碍了项目的推进和迭代速度。因此，现在越来越多的开发者和公司开始转向容器化技术。

本文将您带入 Docker 和 Kubernetes 的世界，探讨如何快速的满足前端团队的部署需求，进而探讨容器部署在前端领域的推广，指导意义深远。

Docker

Docker 是一种开放源代码软件，用于快速构建、测试和交付应用程序。与虚拟机技术不同，容器化技术只是在主机操作系统中创建一个容器，容器的运行速度更快、更加便携，同时也更加灵活。

在 Docker 上线之前，有一种常见的部署方式就是在 deploy 服务器上安装环境并部署服务，不过这个方式在集群容错、便携性等方面都存在问题。而 Docker 则通过对所需要的应用及其依赖进行打包（称之为 image）和发布，将业务由应用所在环境中解耦出来，从而具备了更高的可靠性和可移植性。

在一个 Docker 容器中，会包含一个完整的文件系统，以及其中运行的应用程序、依赖项、传递参数等各个方面。

考虑以下例子，该例子演示了如何使用 Docker 打包并运行一个含有 Node.js 应用程序的容器。首先，您可以创建一个 Dockerfile 文件：

// javascriptcn.com 代码示例
# 基础镜像
FROM node:14-alpine
# 镜像描述
LABEL maintainer="yourname@email.com"
# 添加代码目录
WORKDIR /app
COPY . .
# 安装依赖项
RUN npm install
# 暴露端口
EXPOSE 3000
# 运行应用程序
CMD [ "npm", "start" ]

Dockerfile 是一个包含构建 Docker 镜像的脚本文件，其中定义了基于哪个镜像以及所需的安装包、配置、运行指令等。

接下来，您可以在 Node.js 应用程序的根目录中创建 .dockerignore 文件，以排除无关信息，例如 node_modules、log 文件等：

node_modules
npm-debug.log

最后，使用以下命令构建 Docker 镜像：

docker build -t myapp .

-t 参数是给镜像指定名称、标签（tag），之后您可以使用该名称运行该镜像。

运行容器是通过以下命令完成的：

docker run -p 3001:3000 -d myapp:latest

-d 参数是指定容器在后台运行；-p 3001:3000 参数指定主机上的端口映射到容器端口。

Kubernetes

Kubernetes 是一个用于自动部署、扩展和管理容器化应用程序的开源容器编排引擎，它解决了 Docker 单机环境的缺点，可以在分布式环境中自动扩缩容，并具备很高的可伸缩性和容错能力。

Kubernetes 中的基本概念：

Pod：最小部署单元，它是 Kubernetes 中部署应用程序的基本策略。
ReplicaSet：一个 Pod 的副本组，用于实现自动化部署、扩容和缩容。
Deployment：ReplicaSet 对象的控制器，主要用于管理 Pod 副本。
Service：Pod 的一种抽象，提供了一种负载均衡机制，可以使多个 Pod 共享一个统一的 IP。

以下示例基于一个菜单服务的实际应用程序。

首先，您可以在应用程序中定义菜单，例如：

// javascriptcn.com 代码示例
{
  "name": "Pizza",
  "description": "Delicious pizza",
  "price": 12
},
{
  "name": "Spaghetti",
  "description": "Fresh spaghetti",
  "price": 8
}

接下来，创建使用 Flask 框架和 pyyaml 库，为菜单服务创建 RESTful API。菜单服务包含两个文件：menu.py 和 Dockerfile。

menu.py

// javascriptcn.com 代码示例
from flask import Flask, jsonify
import yaml
app = Flask(__name__)

with open('menu.yaml') as f:
    data = yaml.load(f, Loader=yaml.FullLoader)

@app.route('/menu')
def get_menu():
    return jsonify(data)

if __name__ == '__main__':
    app.run(debug=True, host='0.0.0.0')

Dockerfile

FROM python:3.7

COPY requirements.txt ./
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

COPY . .

CMD [ "python", "./menu.py" ]

创建完 Dockerfile 之后，您需要构建镜像：

docker build -t menu:1.0 .

对于 Kubernetes，您需要使用运行容器的 Yaml 文件（menu.yaml）来定义菜单服务的部署和服务。menu.yaml 如下：

// javascriptcn.com 代码示例
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: menu-deployment
  labels:
    app: menu
spec:
  replicas: 4
  selector:
    matchLabels:
      app: menu
  template:
    metadata:
      labels:
        app: menu
    spec:
      containers:
      - name: menu
        image: menu:1.0
        ports:
        - containerPort: 5000
---
apiVersion: v1
kind: Service
metadata:
  name: menu-service
spec:
  selector:
    app: menu
  ports:
  - name: http
    port: 80
    targetPort: 5000
  type: LoadBalancer

Deployment 对象定义了需要运行的副本数和 Pod 的容器内容。例如，该 YAML 文件中定义了一个名为 menu-deployment 的 Deployment，它的 pod 副本数为 4。

Service 对象定义了如何对外开放内部应用程序，例如，定义了一个名为 menu-service 的 Service，使其将 Pod 中的 5000 端口映射到 80 端口，从而在容器内的菜单服务中使用此端口。

最后，您可以使用 kubectl 命令启动 Kubernetes Deployment：

kubectl apply -f menu.yaml

经过几分钟的等待之后，使用以下命令，您可以查看 Kubernetes 集群中部署的服务状态：

kubectl get service

命令会输出一些信息，其中包括菜单服务的 IP 地址。现在，您就可以通过浏览器访问 IP 地址，从浏览器检查是否成功运行了菜单服务。

总结

Docker 和 Kubernetes 极大地增强了软件开发、部署和测试过程的灵活性和便携性，提高了开发人员的工作效率和项目发布速度。对于一些特殊场景，例如服务器资源有限，开发周期短等，在前端领域中推广容器化技术是一个明智的选择。

希望本文能够让您深入了解 Docker 和 Kubernetes 的特性和优势，并掌握丰富的容器部署技能，从而更好地为前端开发提供支持。

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