當Node.js遇見Docker

Node.js Best Practices - How to Become a Better Developer in 2017提到的幾點，我們Fundebug深有同感:

使用ES6

使用Promise

使用LTS

使用Docker

...

想必大家都知道ES6，Promise以及LTS，那Docker是啥玩意啊？翻遍Node文件也沒見蹤跡啊!

當Node.js遇見Docker

GitHub倉庫: Fundebug/nodejs-docker

什麼是Docker?

Docker是最流行的的容器工具，沒有之一。本文並不打算深入介紹Docker，不過可以從幾個簡單的角度來理解Docker。

從程式的角度理解Docker

在Linux中，所有的程式構成了一棵樹。可以使用pstree命令進行檢視:

pstree

init─┬─VBoxService───7*[{VBoxService}]

     ├─acpid

     ├─atd

     ├─cron

     ├─dbus-daemon

     ├─dhclient

     ├─dockerd─┬─docker-containe─┬─docker-containe─┬─redis-server───2*[{redis-server}]

     │         │                 │                 └─8*[{docker-containe}]

     │         │                 ├─docker-containe─┬─mongod───16*[{mongod}]

     │         │                 │                 └─8*[{docker-containe}]

     │         │                 └─11*[{docker-containe}]

     │         └─13*[{dockerd}]

     ├─6*[getty]

     ├─influxd───9*[{influxd}]

     ├─irqbalance

     ├─puppet───{puppet}

     ├─rpc.idmapd

     ├─rpc.statd

     ├─rpcbind

     ├─rsyslogd───3*[{rsyslogd}]

     ├─ruby───{ruby}

     ├─sshd─┬─sshd───sshd───zsh───pstree

     │      ├─sshd───sshd───zsh

     │      └─sshd───sshd───zsh───mongo───2*[{mongo}]

     ├─systemd-logind

     ├─systemd-udevd

     ├─upstart-file-br

     ├─upstart-socket-

     └─upstart-udev-br

可知，init程式為所有程式的根(root)，其PID為1。

Docker將不同應用的程式隔離了起來，這些被隔離的程式就是一個個容器。隔離是基於兩個Linux核心機制實現的，Namesapce和Cgroups。

Namespace可以從UTD、IPC、PID、Mount，User和Network的角度隔離程式。比如，不同的程式將擁有不同PID空間，這樣容器中的程式將看不到主機上的程式，也看不到其他容器中的程式。這與Node.js中模組化以隔離變數的名稱空間的思想是異曲同工的。

透過Cgroups，可以限制程式對CPU，記憶體等資源的使用。簡單地說，我們可以透過Cgroups指定容器只能使用1G記憶體。

從程式角度理解Docker，那每一個Docker容器就是被隔離的程式及其子程式。上文pstree的輸出中可以分辨出2個容器: mongodb和redis。

從檔案的角度理解Docker

基於Namespace與Cgroups的容器工具其實早已存在，例如Linux-VServer，OpenVZ，LXC。然而，真正引爆容器技術的卻是後來者Docker。為什麼呢？個人覺得是因為Docker映象以及Dockerfile。

在Linux中，一切皆檔案，程式的執行離不開各種各樣的檔案。跑一個簡單的Node.js程式，傳統的做法是手動安裝各種依賴然後執行；而Docker則是將所有依賴（包括作業系統，Node，NPM模組，原始碼）打包到一個Docker映象中，然後基於這個映象執行容器。

Docker映象可以透過Docker倉庫共享給其他人，這樣他們只需要下載映象即可執行程式。想象一下，當我們需要在另一臺主機(比如生產伺服器，新同事的機器)上執行一個Node.js應用，僅僅需要下載對應的Docker映象就可以了，是不是很方便呢？

Docker映象可以透過文字檔案，即Dockerfile進行定義。不妨看一個簡單的例子(由於不可抗力，這個Dockerfile構建大概會失敗，僅作為參考):

# 基於Ubuntu

FROM ubuntu

# 安裝Node.js與NPM

RUN apt-get update && apt-get -y install nodejs npm

# 安裝NPM模組:Express

RUN npm install express

# 新增原始碼

ADD app.js /

其中，FROM，RUN與ADD為Dockerfile命令。結合註釋，該Dockerfile的含義非常直白。基於這個Dockerfile，使用docker build命令就可以構建對應的Docker映象。基於這個Docker映象，就可以執行Docker容器來執行app.js:

var express = require("express");

var app = express();

app.get("/", function(req, res)

{

    res.send("Hello Fundebug!n");

});

app.listen(3000);

Dockerfile實際上是將Docker映象程式碼化了，另一方面也是將安裝依賴的過程程式碼化了，於是我們就可以像管理原始碼一樣使用git對Dockerfile進行版本管理。

為啥用Docker?

當你的系統越來越複雜的時候，你會發現Docker的價值。

從應用架構角度理解Docker

剛開始，你只需要寫一個Node.js程式，掛載一個靜態網站；然後，你做了一個使用者賬號系統，這時需要資料庫了，比如說MySQL; 後來，為了提升效能，你引入了Memcached快取；終於有一天，你決定把前後端分離，這樣可以提高開發效率；當使用者越來越多，你又不得不使用Nginx做反向代理; 對了，隨著功能越來越多，你的應用依賴也會越來越多...總之，你的應用架構只會越來越複雜。不同的元件的安裝，配置與執行步驟各不相同，於是你不得不寫一個很長的文件給新同事，只為了讓他搭建一個開發環境。

使用Docker的話，你可以為不同的元件逐一編寫Dockerfile，分別構建映象，然後執行在各個容器中。這樣做，將複雜的架構統一了，所有元件的安裝和執行步驟統一為幾個簡單的命令:

構建Docker映象: docker build

上傳Docker映象: docker push

下載Docker映象: docker pull

執行Docker容器: docker run

從應用部署角度理解Docker

通常，你會有開發，測試和生產伺服器，對於某些應用，還會需要進行構建。不同步驟的依賴會有一些不同，並且在不同的伺服器上執行。如果手動地在不同的伺服器上安裝依賴，是件很麻煩的事情。