如何使用Docker部署Go Web應用
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為什麼需要Docker？
使用docker的主要目標是容器化。也就是為你的應用程式提供一致的環境，而不依賴於它執行的主機。
想象一下你是否也會遇到下面這個場景，你在本地開發了你的應用程式，它很可能有很多的依賴環境或包，甚至對依賴的具體版本都有嚴格的要求，當開發過程完成後，你希望將應用程式部署到web伺服器。這個時候你必須確保所有依賴項都安裝正確並且版本也完全相同，否則應用程式可能會崩潰並無法執行。如果你想在另一個web伺服器上也部署該應用程式，那麼你必須從頭開始重複這個過程。這種場景就是Docker發揮作用的地方。
對於執行我們應用程式的主機，不管是膝上型電腦還是web伺服器，我們唯一需要做的就是執行一個docker容器平臺。從以後，你就不需要擔心你使用的是MacOS，Ubuntu，Arch還是其他。你只需定義一次應用，即可隨時隨地執行。
Docker部署示例
準備程式碼
這裡我先用一段使用net/http庫編寫的簡單程式碼為例講解如何使用Docker進行部署，後面再講解稍微複雜一點的專案部署案例。
package main
import (
"fmt"
"net/http"
)
func main() {
http.HandleFunc("/", hello)
server := &http.Server{
Addr: ":8888",
}
fmt.Println("server startup...")
if err := server.ListenAndServe(); err != nil {
fmt.Printf("server startup failed, err:%v\n", err)
}
}
func hello(w http.ResponseWriter, _ *http.Request) {
w.Write([]byte("hello liwenzhou.com!"))
}
上面的程式碼通過8888埠對外提供服務，返回一個字串響應：hello liwenzhou.com!。
建立Docker映象
映象（image）包含執行應用程式所需的所有東西——程式碼或二進位制檔案、執行時、依賴項以及所需的任何其他檔案系統物件。
或者簡單地說，映象（image）是定義應用程式及其執行所需的一切。
編寫Dockerfile
要建立Docker映象（image）必須在配置檔案中指定步驟。這個檔案預設我們通常稱之為Dockerfile。（雖然這個檔名可以隨意命名它，但最好還是使用預設的Dockerfile。）
現在我們開始編寫Dockerfile，具體內容如下：
注意：某些步驟不是唯一的，可以根據自己的需要修改諸如檔案路徑、最終可執行檔案的名稱等
FROM golang:alpine # 為我們的映象設定必要的環境變數 ENV GO111MODULE=on \ CGO_ENABLED=0 \ GOOS=linux \ GOARCH=amd64 # 移動到工作目錄：/build WORKDIR /build # 將程式碼複製到容器中 COPY . . # 將我們的程式碼編譯成二進位制可執行檔案app RUN go build -o app . # 移動到用於存放生成的二進位制檔案的 /dist 目錄 WORKDIR /dist # 將二進位制檔案從 /build 目錄複製到這裡 RUN cp /build/app . # 宣告服務埠 EXPOSE 8888 # 啟動容器時執行的命令 CMD ["/dist/app"]
Dockerfile解析
From
我們正在使用基礎映象golang:alpine來建立我們的映象。這和我們要建立的映象一樣是一個我們能夠訪問的儲存在Docker倉庫的基礎映象。這個映象執行的是alpine Linux發行版，該發行版的大小很小並且內建了Go，非常適合我們的用例。有大量公開可用的Docker映象，請檢視https://hub.docker.com/_/golang
Env
用來設定我們編譯階段需要用的環境變數。
WORKDIR，COPY，RUN
這幾個命令做的事都寫在註釋裡了，很好理解。
EXPORT，CMD
最後，我們宣告服務埠，因為我們的應用程式監聽的是這個埠並通過這個埠對外提供服務。並且我們還定義了在我們執行映象的時候預設執行的命令CMD ["/dist/app"]。
構建映象
在專案目錄下，執行下面的命令建立映象，並指定映象名稱為goweb_app：
docker build . -t goweb_app
等待構建過程結束，輸出如下提示：
...
Successfully built 90d9283286b7
Successfully tagged goweb_app:latest
現在我們已經準備好了映象，但是目前它什麼也沒做。我們接下來要做的是執行我們的映象，以便它能夠處理我們的請求。執行中的映象稱為容器。
執行下面的命令來執行映象：
docker run -p 8888:8888 goweb_app
標誌位-p用來定義埠繫結。由於容器中的應用程式在埠8888上執行，我們將其繫結到主機埠也是8888。如果要繫結到另一個埠，則可以使用-p $HOST_PORT:8888。例如-p 5000:8888。
現在就可以測試下我們的web程式是否工作正常，開啟瀏覽器輸入http://127.0.0.1:8888就能看到我們事先定義的響應內容如下：
hello liwenzhou.com!
分階段構建示例
我們的Go程式編譯之後會得到一個可執行的二進位制檔案，其實在最終的映象中是不需要go編譯器的，也就是說我們只需要一個執行最終二進位制檔案的容器即可。
Docker的最佳實踐之一是通過僅保留二進位制檔案來減小映象大小，為此，我們將使用一種稱為多階段構建的技術，這意味著我們將通過多個步驟構建映象。
FROM golang:alpine AS builder # 為我們的映象設定必要的環境變數 ENV GO111MODULE=on \ CGO_ENABLED=0 \ GOOS=linux \ GOARCH=amd64 # 移動到工作目錄：/build WORKDIR /build # 將程式碼複製到容器中 COPY . . # 將我們的程式碼編譯成二進位制可執行檔案 app RUN go build -o app . ################### # 接下來建立一個小映象 ################### FROM scratch # 從builder映象中把/dist/app 拷貝到當前目錄 COPY --from=builder /build/app / # 需要執行的命令 ENTRYPOINT ["/app"]
使用這種技術，我們剝離了使用golang:alpine作為編譯映象來編譯得到二進位制可執行檔案的過程，並基於scratch生成一個簡單的、非常小的新映象。我們將二進位制檔案從命名為builder的第一個映象中複製到新建立的scratch映象中。有關scratch映象的更多資訊，請檢視https://hub.docker.com/_/scratch
附帶其他檔案的部署示例
這裡以我之前《Go Web視訊教程》中的小清單專案為例，專案的Github倉庫地址為：https://github.com/Q1mi/bubble。
如果專案中帶有靜態檔案或配置檔案，需要將其拷貝到最終的映象檔案中。
我們的bubble專案用到了靜態檔案和配置檔案，具體目錄結構如下：
bubble ├── README.md ├── bubble ├── conf │ └── config.ini ├── controller │ └── controller.go ├── dao │ └── mysql.go ├── example.png ├── go.mod ├── go.sum ├── main.go ├── models │ └── todo.go ├── routers │ └── routers.go ├── setting │ └── setting.go ├── static │ ├── css │ │ ├── app.8eeeaf31.css │ │ └── chunk-vendors.57db8905.css │ ├── fonts │ │ ├── element-icons.535877f5.woff │ │ └── element-icons.732389de.ttf │ └── js │ ├── app.007f9690.js │ └── chunk-vendors.ddcb6f91.js └── templates ├── favicon.ico └── index.html
我們需要將templates、static、conf三個資料夾中的內容拷貝到最終的映象檔案中。更新後的Dockerfile如下
FROM golang:alpine AS builder # 為我們的映象設定必要的環境變數 ENV GO111MODULE=on \ CGO_ENABLED=0 \ GOOS=linux \ GOARCH=amd64 # 移動到工作目錄：/build WORKDIR /build # 複製專案中的 go.mod 和 go.sum檔案並下載依賴資訊 COPY go.mod . COPY go.sum . RUN go mod download # 將程式碼複製到容器中 COPY . . # 將我們的程式碼編譯成二進位制可執行檔案 bubble RUN go build -o bubble . ################### # 接下來建立一個小映象 ################### FROM scratch COPY ./templates /templates COPY ./static /static COPY ./conf /conf # 從builder映象中把/dist/app 拷貝到當前目錄 COPY --from=builder /build/bubble / # 需要執行的命令 ENTRYPOINT ["/bubble", "conf/config.ini"]
簡單來說就是多了幾步COPY的步驟，大家看一下Dockerfile中的註釋即可。
Tips： 這裡把COPY靜態檔案的步驟放在上層，把COPY二進位制可執行檔案放在下層，爭取多使用快取。
關聯其他容器
又因為我們的專案中使用了MySQL，我們可以選擇使用如下命令啟動一個MySQL容器，它的別名為mysql8019；root使用者的密碼為root1234；掛載容器中的/var/lib/mysql到本地的/Users/q1mi/docker/mysql目錄；內部服務埠為3306，對映到外部的13306埠。
docker run --name mysql8019 -p 13306:3306 -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=root1234 -v /Users/q1mi/docker/mysql:/var/lib/mysql -d mysql:8.0.19
這裡需要修改一下我們程式中配置的MySQL的host地址為容器別名，使它們在內部通過別名（此處為mysql8019）聯通。
[mysql] user = root password = root1234 host = mysql8019 port = 3306 db = bubble
修改後記得重新構建bubble_app映象：
docker build . -t bubble_app
我們這裡執行bubble_app容器的時候需要使用--link的方式與上面的mysql8019容器關聯起來，具體命令如下：
docker run --link=mysql8019:mysql8019 -p 8888:8888 bubble_app
Docker Compose模式
除了像上面一樣使用--link的方式來關聯兩個容器之外，我們還可以使用Docker Compose來定義和執行多個容器。
Compose是用於定義和執行多容器 Docker 應用程式的工具。通過 Compose，你可以使用 YML 檔案來配置應用程式需要的所有服務。然後，使用一個命令，就可以從 YML 檔案配置中建立並啟動所有服務。
使用Compose基本上是一個三步過程：
- 使用
Dockerfile定義你的應用環境以便可以在任何地方複製。 - 定義組成應用程式的服務，
docker-compose.yml以便它們可以在隔離的環境中一起執行。 - 執行
docker-compose up命令來啟動並執行整個應用程式。
我們的專案需要兩個容器分別執行mysql和bubble_app，我們編寫的docker-compose.yml檔案內容如下：
# yaml 配置 version: "3.7" services: mysql8019: image: "mysql:8.0.19" ports: - "33061:3306" command: "--default-authentication-plugin=mysql_native_password --init-file /data/application/init.sql" environment: MYSQL_ROOT_PASSWORD: "root1234" MYSQL_DATABASE: "bubble" MYSQL_PASSWORD: "root1234" volumes: - ./init.sql:/data/application/init.sql bubble_app: build: . command: sh -c "./wait-for.sh mysql8019:3306 -- ./bubble ./conf/config.ini" depends_on: - mysql8019 ports: - "8888:8888"
這個 Compose 檔案定義了兩個服務：bubble_app 和 mysql8019。其中：
bubble_app
使用當前目錄下的Dockerfile檔案構建映象，並通過depends_on指定依賴mysql8019服務，宣告服務埠8888並繫結對外8888埠。
mysql8019
mysql8019 服務使用 Docker Hub 的公共 mysql:8.0.19 映象，內部埠3306，外部埠33061。
這裡需要注意一個問題就是，我們的bubble_app容器需要等待mysql8019容器正常啟動之後再嘗試啟動，因為我們的web程式在啟動的時候會初始化MySQL連線。這裡共有兩個地方要更改，第一個就是我們Dockerfile中要把最後一句註釋掉：
# Dockerfile ... # 需要執行的命令（註釋掉這一句，因為需要等MySQL啟動之後再啟動我們的Web程式） # ENTRYPOINT ["/bubble", "conf/config.ini"]
第二個地方是在bubble_app下面新增如下命令，使用提前編寫的wait-for.sh指令碼檢測mysql8019:3306正常後再執行後續啟動Web應用程式的命令：
command: sh -c "./wait-for.sh mysql8019:3306 -- ./bubble ./conf/config.ini"
當然，因為我們現在要在bubble_app映象中執行sh命令，所以不能在使用scratch映象構建了，這裡改為使用debian:stretch-slim，同時還要安裝wait-for.sh指令碼用到的netcat，最後不要忘了把wait-for.sh指令碼檔案COPY到最終的映象中，並賦予可執行許可權哦。更新後的Dockerfile內容如下：
FROM golang:alpine AS builder # 為我們的映象設定必要的環境變數 ENV GO111MODULE=on \ CGO_ENABLED=0 \ GOOS=linux \ GOARCH=amd64 # 移動到工作目錄：/build WORKDIR /build # 複製專案中的 go.mod 和 go.sum檔案並下載依賴資訊 COPY go.mod . COPY go.sum . RUN go mod download # 將程式碼複製到容器中 COPY . . # 將我們的程式碼編譯成二進位制可執行檔案 bubble RUN go build -o bubble . ################### # 接下來建立一個小映象 ################### FROM debian:stretch-slim COPY ./wait-for.sh / COPY ./templates /templates COPY ./static /static COPY ./conf /conf # 從builder映象中把/dist/app 拷貝到當前目錄 COPY --from=builder /build/bubble / RUN set -eux; \ apt-get update; \ apt-get install -y \ --no-install-recommends \ netcat; \ chmod 755 wait-for.sh # 需要執行的命令 # ENTRYPOINT ["/bubble", "conf/config.ini"]
所有的條件都準備就緒後，就可以執行下面的命令跑起來了：
docker-compose up
完整版程式碼示例，請檢視我的github倉庫：https://github.com/Q1mi/deploy_bubble_using_docker。
總結
使用Docker容器能夠極大簡化我們在配置依賴環境方面的操作，但同時也對我們的技術儲備提了更高的要求。對於Docker不管你是熟悉抑或是不熟悉，技術發展的車輪都滾滾向前。