用 Docker 构建 NodeJS 应用

Docker 是个轻量级的虚拟化解决方案，可以将你的应用和所需的运行环境打包起来，部署至其他环境，保证开发或生产环境的统一。
对于开发人员来说，Docker 可以减少初次搭建开发环境的麻烦；
对于运维人员来说，Docker 使自动化、规模化部署变得更加简单。

Docker 入门

本文不涉及太多的入门知识，假若你未曾听过 Docker，请先浏览官方资源：
1. 观看 Docker 介绍视频
2. 动手完成 10 分钟 在线交互教程

下载并更新 Ubuntu 镜像

本文中 NodeJS 应用是部署在 Ubuntu 下的，所以要先通过以下命令，下载 Ubuntu 镜像，并更新保存。

# 从 Docker Hub 下载官方维护的 Ubuntu
docker pull ubuntu:14.10

# 下载完毕后，先更新软件源
docker run ubuntu:14.10 apt-get update

# 上面命令会生成一个container，先获得其 id
# -l：显示最新的 container
doocker ps -l

# 提交改动，并覆盖原有的 Ubuntu 镜像
docker commit <container_id> ubuntu:14.10

从创建简单的 NodeJS 应用镜像入手

我们先来创建一个基于 ExpressJS 的简单 NodeJS 应用，以下是文件目录结构和步骤。

目录结构

├── docker-node-hello/
│   ├── index.js
│   ├── package.json
│   ├── Dockerfile

文件创建步骤

1. 创建文件夹

   mkdir ~/docker-node-hello && cd $_

2. 创建 index.js

   var express = require('express')
   var app = express()
   
   app.get('/', function (req, res) {
    res.send('Hello World!')
   })
   
   var server = app.listen(3001, function () {
   
    var host = server.address().address
    var port = server.address().port
   
    console.log('Example app listening at http://%s:%s', host, port)
   
   })

3. 创建 package.json

   {
    "name": "docker-node-hello",
    "private": true,
    "version": "0.0.1",
    "description": "Node.js Hello world app on Ubuntu using docker",
    "dependencies": {
      "express": "4.x.x"
    }
   }

4. 创建 Dockerfile 配置文件

   # 设置基础镜像
   FROM ubuntu:14.10
   
   # 如果上个步骤已经更新软件源，这步可以忽略
   RUN apt-get update
   
   # 安装 NodeJS 和 npm
   RUN apt-get install -y nodejs npm
   
   # 将目录中的文件添加至镜像的 /srv/hello 目录中
   ADD . /srv/hello
   
   # 设置工作目录
   WORKDIR /srv/hello
   
   # 安装 Node 依赖库
   RUN npm install
   
   # 暴露 3001 端口，便于访问
   EXPOSE 3001
   
   # 设置启动时默认运行命令
   CMD ["nodejs”, “/srv/hello/index"]

构建镜像

  # 通过该命令，按照 Dockerfile 所配置的信息构建出镜像
  # -t 镜像的名称
  # --rm 构建成功后，删除临时镜像（每执行一行 Dockerfile 中的命令，就会创建一个临时镜像）
  docker build --rm -t node-hello .

  # 检查镜像是否创建成功
  docker images

运行镜像

  # 对于 Mac 或 Windows 来说，要先查看 boot2docker 的 IP
  boot2docker ip

  # 运行刚刚创建的镜像
  # -p 设置端口，格式为「主机端口:容器端口」
  docker run -p 3001:3001 node-hello

访问网页

若终端打印出 Example app listening at http://...，则部署成功。
可以用浏览器访问 http://<boot2docker ip>:3001，或运行 curl -s "$(boot2docker ip):3001"。

创建完整的 NodeJS 应用镜像（含 Mongodb / Git）

通过上面的例子，我们知道了整个 Docker 镜像的基本创建过程。
但实际项目中，项目代码往往是通过 Git 来管理的，而且还会连接到一些数据库，如 Mongodb。
本例子中，我们将尝试部署一个 MEAN 架构的 NodeJS 应用。

什么是 MEAN 架构？
MEAN 表示 Mongodb / ExpressJS / AngularJS / NodeJS，是目前流行的网站应用开发组合，涵盖前端至后台。由于这些框架用的语言都是 Javascript，所以又戏称 Javascript Fullstack。

目录结构

├── docker-node-full/
│   ├── start.sh
│   ├── Dockerfile

文件创建步骤

1. 创建文件夹

   mkdir ~/docker-node-full && cd $_

2. 创建 Dockerfile 配置文件

   # 设置基础镜像
   FROM ubuntu:14.10
   
   # 安装 NodeJS 和 npm
   RUN apt-get install -y nodejs npm
   
   # 由于 apt-get 下载的 Node 实际上是 nodejs，所以要创建一个 node 的快捷方式
   RUN ln -s /usr/bin/nodejs /usr/bin/node
   
   # 安装 Git
   RUN apt-get install -y git
   
   # 安装 Mongodb（来自官方教程）
   RUN apt-key adv --keyserver hkp://keyserver.ubuntu.com:80 --recv 7F0CEB10
   RUN echo 'deb http://downloads-distro.mongodb.org/repo/ubuntu-upstart dist 10gen' | tee /etc/apt/sources.list.d/mongodb.list
   RUN apt-get update
   RUN apt-get install -y mongodb-org
   
   # 设置工作目录
   WORKDIR /srv/full
   
   # 清空已存在的文件（如果有）
   RUN rm -rf /srv/full
   
   # 通过 Git 下载准备好的 MEAN 架构的网站代码
   RUN git clone https://github.com/chuyik/fullstack-demo-dist.git .
   
   # 安装 NodeJS 依赖库
   RUN npm install --production
   
   # 创建 mongodb 数据文件夹
   RUN mkdir -p /data/db
   
   # 暴露端口（分别是 NodeJS 应用和 Mongodb）
   EXPOSE 5566 27017
   
   # 设置 NodeJS 应用环境变量
   ENV NODE_ENV=production PORT=5566
   
   # 添加启动脚本
   ADD start.sh /tmp/
   RUN chmod +x /tmp/start.sh
   
   # 设置启动时默认运行命令
   CMD ["bash", "/tmp/start.sh"]

3. 创建 start.sh 启动脚本

   # 后台启动 Mongodb
   mongod --fork --logpath=/var/log/mongo.log --logappend
   
   # 运行 NodeJS 应用
   npm start

构建镜像

  # 通过该命令，按照 Dockerfile 所配置的信息构建出镜像
  docker build --rm -t node-full .

  # 检查镜像是否创建成功
  docker images

运行镜像

  # 对于 Mac 或 Windows 来说，要先查看 boot2docker 的 IP
  boot2docker ip

  # 运行刚刚创建的镜像
  # -p 设置端口，格式为「主机端口:容器端口」
  docker run -p 5566:5566 node-full

访问网页

若终端打印出以下命令，则部署成功。

about to fork child process, waiting until server is ready for connections.
forked process: 9
child process started successfully, parent exiting
demo@0.0.0 start /srv
node server/app.js
Express server listening on 5566, in production mode

可以用浏览器访问 http://<boot2docker ip>:5566，或运行 curl -s "$(boot2docker ip):5566"。

保存 Mongodb 数据文件

由于 Mongodb 服务运行在 Docker 容器 (container) 中，所以数据也在里面，但这并不利于数据管理和保存。因此，可以通过一些方法，将 Mongodb 数据文件保存在容器的外头。

磁盘映射

这个是最简单的方式，在 docker run 命令当中，就有磁盘映射的参数 -v。

# -v 磁盘映射，格式为「主机目录:容器目录」
docker run -p 5566:5566 -v /var/mongodata:/data/db node-full

但这个命令在 Mac 和 Windows 中执行失败，因为 boot2docker 的虚拟机不支持。
所以，可以将数据保存在 boot2docker 内，并设置共享文件夹便于 Mac 或 Windows 访问。

Mac 的磁盘映射方案

# 在 boot2docker 中，运行该命令
boot2docker ssh
# 进入 bash 后，创建存放 Mongodb 数据库文件的目录
sudo mkdir -p /mnt/sda1/dev

# Mac 用户通过 brew 安装 sshfs
brew install sshfs
# 通过 sshfs，把 /mnt/sda1/dev 挂载到 Mac 中
# 注：boot2docker 的默认用户为 docker/tcuser
echo tcuser | sshfs docker@localhost:/mnt/sda1/dev /var/mongodata -p 2022 -o password_stdin

# 运行镜像测试（映射 boot2docker 的目录）
docker run -p 5566:5566 -v /mnt/sda1/dev:/data/db node-full

优化建议

将 NodeJS 和 Mongodb 分开

上个例子中，我们把 NodeJS 和 Mongodb 放进了同一个镜像中，但本着一次只做一件事的原则，将其放进不同的镜像可能会更好。但分开后，NodeJS 和 Mongodb 运行的容器该如何关联呢？这里不展开介绍，有兴趣可以查阅该博文。

使用进程管理工具

上个例子中，我们通过 bash 脚本来运行多个命令，但也可以用一些进程管理工具来配置进程，如 Supervisor。整合的方式可以查阅官方教程 Using Supervisor with Docker。

一些有用的 Docker 命令

查看后台运行容器的日志

docker ps -l
docker logs <container_id>

开始和关闭容器的运行

docker stop <container_id>
docker start -i <container_id>
docker restart -i <container_id>

运行镜像的bash

# -i 将命令的输出信息重定向到 stdout
# -t 开启 tty 终端，这样就能够输入指令
docker run -it ubuntu:14.10 bash

导入和导出镜像

docker save ubuntu:14.10 > ubuntu_14.10.tar
sudo docker ubuntu:14.10 < ubuntu_14.10.tar

停止和删除所有容器

来自 Fabio Rehm

docker stop $(docker ps -a -q)
docker rm $(docker ps -a -q)

参考文章 Credits

Dockerizing a Node.js Web App
利用Docker构建开发环境 | UC技术博客
Dockerfile - Docker Documentation
Command line - Docker Documentation
Using Supervisor - Docker Documentation
How to create a Docker + Node.js + MongoDB + Varnish environment
How to share folders with docker containers on OSX