使用Docker进行持续集成和持续部署(CI/CD)指南

1. Docker在CI/CD中的优势

Docker为CI/CD流程带来以下优势： - 环境一致性：确保开发、测试和生产环境一致 - 隔离性：每个构建在独立容器中运行，互不干扰 - 可重复性：相同的Docker镜像在任何地方运行结果相同 - 快速部署：镜像一旦构建完成，可以快速部署到任何环境

2. 基础架构组件

典型的Docker CI/CD流水线包含以下组件：

1. 代码仓库：GitHub, GitLab, Bitbucket等
2. CI服务器：Jenkins, GitLab CI, CircleCI, Travis CI等
3. 容器注册表：Docker Hub, AWS ECR, Google Container Registry, Azure Container Registry
4. 编排工具：Kubernetes, Docker Swarm, AWS ECS(可选)
5. 监控工具：Prometheus, Grafana(可选)

3. 实现步骤

3.1 准备Docker环境

1. 在所有相关机器上安装Docker Engine

   # Ubuntu示例
   sudo apt-get update
   sudo apt-get install docker-ce docker-ce-cli containerd.io
   

2. 可选：安装Docker Compose

   sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.29.2/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose
   sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose
   

3.2 创建Dockerfile

为你的应用创建Dockerfile，例如一个Node.js应用：

# 使用官方Node.js镜像作为基础
FROM node:14-alpine

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制package.json和package-lock.json
COPY package*.json ./

# 安装依赖
RUN npm install

# 复制应用源代码
COPY . .

# 构建应用
RUN npm run build

# 暴露端口
EXPOSE 3000

# 定义启动命令
CMD ["npm", "start"]

3.3 设置CI/CD流水线

使用GitHub Actions示例

name: Docker CI/CD

on:
  push:
    branches: [ main ]
  pull_request:
    branches: [ main ]

jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-latest

    steps:
    - uses: actions/checkout@v2

    - name: Login to Docker Hub
      uses: docker/login-action@v1
      with:
        username: ${{ secrets.DOCKER_HUB_USERNAME }}
        password: ${{ secrets.DOCKER_HUB_TOKEN }}

    - name: Build and push
      uses: docker/build-push-action@v2
      with:
        context: .
        push: true
        tags: yourusername/yourimage:latest

使用Jenkins Pipeline示例

pipeline {
    agent any

    environment {
        DOCKER_REGISTRY = "your-registry.com"
        IMAGE_NAME = "your-image"
    }

    stages {
        stage('Build') {
            steps {
                script {
                    docker.build("${DOCKER_REGISTRY}/${IMAGE_NAME}:${env.BUILD_NUMBER}")
                }
            }
        }

        stage('Test') {
            steps {
                script {
                    docker.image("${DOCKER_REGISTRY}/${IMAGE_NAME}:${env.BUILD_NUMBER}").inside {
                        sh 'npm test'
                    }
                }
            }
        }

        stage('Push') {
            steps {
                script {
                    docker.withRegistry('https://your-registry.com', 'registry-credentials') {
                        docker.image("${DOCKER_REGISTRY}/${IMAGE_NAME}:${env.BUILD_NUMBER}").push()
                    }
                }
            }
        }

        stage('Deploy') {
            steps {
                sshagent(['deploy-key']) {
                    sh "ssh user@server 'docker pull ${DOCKER_REGISTRY}/${IMAGE_NAME}:${env.BUILD_NUMBER} && docker-compose up -d'"
                }
            }
        }
    }
}

3.4 部署策略

简单部署

# 拉取最新镜像
docker pull yourusername/yourimage:latest

# 停止并移除旧容器
docker stop your-container || true && docker rm your-container || true

# 运行新容器
docker run -d --name your-container -p 80:3000 yourusername/yourimage:latest

使用Docker Compose部署

创建docker-compose.yml:

version: '3'
services:
  web:
    image: yourusername/yourimage:latest
    ports:
      - "80:3000"
    restart: always

部署命令:

docker-compose pull
docker-compose up -d

蓝绿部署(高级)

1. 准备两个相同的环境(蓝和绿)
2. 将新版本部署到非活动环境(如绿)
3. 测试新环境
4. 切换流量到新环境
5. 旧环境变为备用

4. 最佳实践

1. 使用多阶段构建：减少最终镜像大小

   FROM node:14 as builder
   WORKDIR /app
   COPY . .
   RUN npm install && npm run build
   
   FROM nginx:alpine
   COPY --from=builder /app/build /usr/share/nginx/html
   

2. 不要使用latest标签：在生产中使用特定版本标签

3. 扫描镜像安全漏洞：使用工具如Trivy、Clair

4. 限制资源使用：

   docker run -d --name myapp --memory=512m --cpus=1 myimage
   

5. 使用.dockerignore文件：避免将不必要的文件复制到镜像中

6. 集中化日志管理：使用ELK栈或类似方案

5. 监控和维护

1. 健康检查：

   HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s \
    CMD curl -f http://localhost/ || exit 1
   

2. 自动重启：

   docker run --restart unless-stopped -d myimage
   

3. 日志轮转：

   docker run --log-opt max-size=10m --log-opt max-file=3 myimage
   

6. 进阶主题

1. 使用Kubernetes进行编排：

   • 创建Deployment和Service
   • 设置滚动更新策略
   • 使用Helm进行包管理

2. 服务网格集成：

   • Istio
   • Linkerd

3. 无服务器部署：

   • AWS Fargate
   • Google Cloud Run

通过以上步骤和最佳实践，你可以建立一个高效、可靠的基于Docker的CI/CD流水线，实现从代码提交到生产部署的自动化流程。