Docker在PHP專案開發環境中的應用

Allo發表於2015-06-30
DockerPHP開發環境

環境部署是所有團隊都必須面對的問題，隨著系統越來越大，依賴的服務也越來越多，比如我們目前的一個專案就會用到：

  • Web伺服器：Nginx
  • Web程式：PHP + Node
  • 資料庫：MySQL
  • 搜尋引擎：ElasticSearch
  • 佇列服務：Gearman
  • 快取服務：Redis + Memcache
  • 前端構建工具：npm + bower + gulp
  • PHP CLI工具：Composer + PHPUnit

因此團隊的開發環境部署隨之暴露出若干問題：

  1. 依賴服務很多，本地搭建一套環境成本越來越高，初級人員很難解決環境部署中的一些問題
  2. 服務的版本差異及OS的差異都可能導致線上環境BUG
  3. 專案引入新的服務時所有人的環境需要重新配置

對於問題1，可以用Vagrant這樣的基於虛擬機器的專案來解決，團隊成員共享一套開發環境映象。對於問題2，可以引入類似PHPBrew這樣的多版本PHP管理工具來解決。但兩者都不能很好地解決問題3，因為虛擬機器映象沒有版本管理的概念，當多人維護一個映象時，很容易出現配置遺漏或者衝突，一個很大的映象傳輸起來也不方便。

Docker的出現讓上面的問題有了更好的解決方案，雖然個人對於Docker大規模應用到生產環境還持謹慎態度，但如果僅僅考慮測試及開發，私以為Docker的容器化理念已經是能真正解決環境部署問題的銀彈了。

下面介紹Docker構建PHP專案開發環境過程中的演進，本文中假設你的作業系統為Linux，已經安裝了Docker，並且已經瞭解Docker是什麼，以及Docker命令列的基礎使用，如果沒有這些背景知識建議先自行了解。

Hello World

首先還是從一個PHP在Docker容器下的Hello World例項開始。我們準備這樣一個PHP檔案index.php：

<?php
echo "PHP in Docker";

然後在同目錄下建立文字檔案並命名為Dockerfile，內容為：

# 從官方PHP映象構建
FROM       php

# 將index.php複製到容器內的/var/www目錄下
ADD        index.php /var/www

# 對外暴露8080埠
EXPOSE     8080

# 設定容器預設工作目錄為/var/www
WORKDIR    /var/www

# 容器執行後預設執行的指令
ENTRYPOINT ["php", "-S", "0.0.0.0:8080"]

構建這個容器：

docker build -t allovince/php-helloworld .

執行這個容器

docker run -d -p 8080:8080 allovince/php-helloworld

檢視結果：

curl localhost:8080
PHP in Docker

這樣我們就建立了一個用於演示PHP程式的Docker容器，任何安裝過Docker的機器都可以執行這個容器獲得同樣的結果。而任何有上面的php檔案和Dockerfile的人都可以構建出相同的容器，從而完全消除了不同環境，不同版本可能引起的各種問題。

想象一下程式進一步複雜，我們應該如何擴充套件呢，很直接的想法是繼續在容器內安裝其他用到的服務，並將所有服務執行起來，那麼我們的Dockerfile很可能發展成這個樣子：

FROM       php
ADD        index.php /var/www

# 安裝更多服務
RUN           apt-get install -y \
           mysql-server \
           nginx \
           php5-fpm \
           php5-mysql

# 編寫一個啟動指令碼啟動所有服務
ENTRYPOINT ["/opt/bin/php-nginx-mysql-start.sh"]

雖然我們通過Docker構建了一個開發環境，但覺不覺得有些似曾相識呢。沒錯，其實這種做法和製作一個虛擬機器映象是差不多的，這種方式存在幾個問題：

  • 如果需要驗證某個服務的不同版本，比如測試PHP5.3/5.4/5.5/5.6，就必須準備4個映象，但其實每個映象只有很小的差異。
  • 如果開始新的專案，那麼容器內安裝的服務會不斷膨脹，最終無法弄清楚哪個服務是屬於哪個專案的。

使用單一程式容器

上面這種將所有服務放在一個容器內的模式有個形象的非官方稱呼：Fat Container。與之相對的是將服務分拆到容器的模式。從Docker的設計可以看到，構建映象的過程中可以指定唯一一個容器啟動的指令，因此Docker天然適合一個容器只執行一種服務，而這也是官方更推崇的。

分拆服務遇到的第一個問題就是，我們每一個服務的基礎映象從哪裡來？這裡有兩個選項：

選項一、 統一從標準的OS映象擴充套件，比如下面分別是Nginx和MySQL映象

FROM ubuntu:14.04
RUN  apt-get update -y && apt-get install -y nginx



FROM ubuntu:14.04
RUN  apt-get update -y && apt-get install -y mysql

這種方式的優點在於所有服務可以有一個統一的基礎映象，對映象進行擴充套件和修改時可以使用同樣的方式，比如選擇了ubuntu，就可以使用apt-get指令安裝服務。

問題在於大量的服務需要自己維護，特別是有時候需要某個服務的不同版本時，往往需要直接編譯原始碼，除錯維護成本都很高。

選項二、 直接從Docker Hub繼承官方映象，下面同樣是Nginx和MySQL映象

FROM nginx:1.9.0



FROM mysql:5.6

Docker Hub可以看做是Docker的Github，Docker官方已經準備好了大量常用服務的映象，同時也有非常多第三方提交的映象。甚至可以基於Docker-Registry專案在短時間內自己搭建一個私有的Docker Hub。

基於某個服務的官方映象去構建映象，有非常豐富的選擇，並且可以以很小的代價切換服務的版本。這種方式的問題在於官方映象的構建方式多種多樣，進行擴充套件時需要先了解原映象的Dockerfile。

出於讓服務搭建更靈活的考慮，我們選擇後者構建映象。

為了分拆服務，現在我們的目錄變為如下所示結構：

~/Dockerfiles
├── mysql
│   └── Dockerfile
├── nginx
│   ├── Dockerfile
│   ├── nginx.conf
│   └── sites-enabled
│       ├── default.conf
│       └── evaengine.conf
├── php
│   ├── Dockerfile
│   ├── composer.phar
│   ├── php-fpm.conf
│   ├── php.ini
│   ├── redis.tgz
└── redis
    └── Dockerfile

即為每個服務建立單獨資料夾，並在每個服務資料夾下放一個Dockerfile。

MySQL容器

MySQL繼承自官方的MySQL5.6映象，Dockerfile僅有一行，無需做任何額外處理，因為普通需求官方都已經在映象中實現了，因此Dockerfile的內容為：

FROM mysql:5.6

在專案根目錄下執行

docker build -t eva/mysql ./mysql

會自動下載並構建映象，這裡我們將其命名為eva/mysql。

由於容器執行結束時會丟棄所有資料庫資料，為了不用每次都要匯入資料，我們將採用掛載的方式持久化MySQL資料庫，官方映象預設將資料庫存放在/var/lib/mysql，同時要求容器執行時必須通過環境變數設定一個管理員密碼，因此可以使用以下指令執行容器：

docker run -p 3306:3306 -v ~/opt/data/mysql:/var/lib/mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=123456 -it eva/mysql

通過上面的指令，我們將本地的3306埠繫結到容器的3306埠，將容器內的資料庫持久化到本地的~/opt/data/mysql，並且為MySQL設定了一個root密碼123456

Nginx容器

Nginx目錄下提前準備了Nginx配置檔案nginx.conf以及專案的配置檔案default.conf等。Dockerfile內容為：

FROM nginx:1.9

ADD  nginx.conf      /etc/nginx/nginx.conf
ADD  sites-enabled/*    /etc/nginx/conf.d/
RUN  mkdir /opt/htdocs && mkdir /opt/log && mkdir /opt/log/nginx
RUN  chown -R www-data.www-data /opt/htdocs /opt/log

VOLUME ["/opt"]

由於官方的Nginx1.9是基於Debian Jessie的，因此首先將準備好的配置檔案複製到指定位置，替換映象內的配置，這裡按照個人習慣，約定/opt/htdocs目錄為Web伺服器根目錄，/opt/log/nginx目錄為Nginx的Log目錄。

同樣構建一下映象

docker build -t eva/nginx ./nginx

並執行容器

docker run -p 80:80 -v ~/opt:/opt -it eva/nginx

注意我們將本地的80埠繫結到容器的80埠，並將本地的~/opt目錄掛載到容器的/opt目錄，這樣就可以將專案原始碼放在~/opt目錄下並通過容器訪問了。

PHP容器

PHP容器是最複雜的一個，因為在實際專案中，我們很可能需要單獨安裝一些PHP擴充套件，並用到一些命令列工具，這裡我們以Redis擴充套件以及Composer來舉例。首先將專案需要的擴充套件等檔案提前下載到php目錄下，這樣構建時就可以從本地複製而無需每次通過網路下載，大大加快映象構建的速度：

wget https://getcomposer.org/composer.phar -O php/composer.phar
wget https://pecl.php.net/get/redis-2.2.7.tgz -O php/redis.tgz

php目錄下還準備好了php配置檔案php.ini以及php-fpm.conf，基礎映象我們選擇的是PHP 5.6-FPM，這同樣是一個Debian Jessie映象。官方比較親切的在映象內部準備了一個docker-php-ext-install指令，可以快速安裝如GD、PDO等常用擴充套件。所有支援的副檔名稱可以通過在容器內執行docker-php-ext-install獲得。

來看一下Dockerfile

FROM php:5.6-fpm

ADD php.ini    /usr/local/etc/php/php.ini
ADD php-fpm.conf    /usr/local/etc/php-fpm.conf

COPY redis.tgz /home/redis.tgz
RUN docker-php-ext-install gd \
    && docker-php-ext-install pdo_mysql \
    && pecl install /home/redis.tgz && echo "extension=redis.so" > /usr/local/etc/php/conf.d/redis.ini
ADD composer.phar /usr/local/bin/composer
RUN chmod 755 /usr/local/bin/composer

WORKDIR /opt
RUN usermod -u 1000 www-data

VOLUME ["/opt"]

在構建過程中做了這樣一些事情：

  1. 複製php和php-fpm配置檔案到相應目錄
  2. 複製redis擴充套件原始碼到/home
  3. 通過docker-php-ext-install安裝GD和PDO擴充套件
  4. 通過pecl安裝Redis擴充套件
  5. 複製composer到映象作為全域性指令

按照個人習慣，仍然設定/opt目錄作為工作目錄。

這裡有一個細節，在複製tar包檔案時，使用的Docker指令是COPY而不是ADD，這是由於ADD指令會自動解壓tar檔案。

現在終於可以構建+執行了：

docker build -t eva/php ./php
docker run -p 9000:9000 -v ~/opt:/opt -it eva/php

在大多數情況下，Nginx和PHP所讀取的專案原始碼都是同一份，因此這裡同樣掛載本地的~/opt目錄，並且繫結9000埠。

PHP-CLI的實現

php容器除了執行php-fpm外，還應該作為專案的php cli使用，這樣才能保證php版本、擴充套件以及配置檔案保持一致。

例如在容器內執行Composer，可以通過下面的指令實現：

docker run -v $(pwd -P):/opt -it eva/php composer install --dev -vvv

這樣在任意目錄下執行這行指令，等於動態將當前目錄掛載到容器的預設工作目錄並執行，這也是PHP容器指定工作目錄為/opt的原因。

同理還可以實現phpunit、npm、gulp等命令列工具在容器內執行。

Redis容器

為了方便演示，Redis僅僅作為快取使用，沒有持久化需求，因此Dockerfile僅有一行

FROM redis:3.0

容器的連線

上面已經將原本在一個容器中執行的服務分拆到多個容器，每個容器只執行單一服務。這樣一來容器之間需要能互相通訊。Docker容器間通訊的方法有兩種，一種是像上文這樣將容器埠繫結到一個本地埠，通過埠通訊。另一種則是通過Docker提供的Linking功能，在開發環境下，通過Linking通訊更加靈活，也能避免埠占用引起的一些問題，比如可以通過下面的方式將Nginx和PHP連結起來：

docker run -p 9000:9000 -v ~/opt:/opt --name php -it eva/php
docker run -p 80:80 -v ~/opt:/opt -it --link php:php eva/nginx

在一般的PHP專案中，Nginx需要連結PHP，而PHP又需要連結MySQL，Redis等。為了讓容器間互相連結更加容易管理，Docker官方推薦使用Docker-Compose完成這些操作。

用一行指令完成安裝

pip install -U docker-compose

然後在Docker專案的根目錄下準備一個docker-compose.yml檔案，內容為：

nginx:
    build: ./nginx
    ports:
      - "80:80"
    links:
      - "php"
    volumes:
      - ~/opt:/opt

php:
    build: ./php
    ports:
      - "9000:9000"
    links:
      - "mysql"
      - "redis"
    volumes:
      - ~/opt:/opt

mysql:
    build: ./mysql
    ports:
      - "3306:3306"
    volumes:
      - ~/opt/data/mysql:/var/lib/mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: 123456

redis:
    build: ./redis
    ports:
      - "6379:6379"

然後執行docker-compose up，就完成了所有的埠繫結、掛載、連結操作。

更復雜的例項

上面是一個標準PHP專案在Docker環境下的演進過程，實際專案中一般會整合更多更復雜的服務，但上述基本步驟仍然可以通用。比如EvaEngine/Dockerfiles是為了執行我的開源專案EvaEngine準備的基於Docker的開發環境，EvaEngine依賴了佇列服務Gearman，快取服務Memcache、Redis，前端構建工具Gulp、Bower，後端Cli工具Composer、PHPUnit等。具體實現方式可以自行閱讀程式碼。

經過團隊實踐，原本大概需要1天時間的環境安裝，切換到Docker後只需要執行10餘條指令，時間也大幅縮短到3小時以內（大部分時間是在等待下載），最重要的是Docker所構建的環境都是100%一致的，不會有人為失誤引起的問題。未來我們會進一步將Docker應用到CI以及生產環境中。

本文首發於臥龍閣專欄 PHP與創業的那些事兒，轉載請保留。

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