docker4dotnet #1 – 前世今生 & 世界你好

作者：徐磊 2017-02-14 15:51:16

本文是 Docker for .NET Developer (D4D) 系列的開始，大家可以看到借助Visual Studio一貫強大的開發(fā)和調(diào)試能力和Docker的環(huán)境隔離能力，可以大大提高開發(fā)效率。

作為一名.NET Developer，這幾年看著docker的流行實在是有些眼饞。可惜的是，Docker是基于Linux環(huán)境的，眼瞧著那些 java, python, node.js, go 甚至連php程序員都可以docker了，自己還在苦哈哈的裝虛擬機，實在是急啊!所以對于.NET Core的發(fā)展格外關(guān)注，因為它的跨平臺，意味著.NET Developer也可以docker了。

前世今生

.NET core 1.0并不是對原有的.net平臺的升級，而是一次全新的重寫，這個開發(fā)過程微軟也史無前例的采用了全面開源的做法，在github上接受全球開發(fā)者的pull request。從上圖可以看出，.NET core與現(xiàn)有的.net framework是并行的，是完全獨立發(fā)展的一套開發(fā)平臺。與之前的.net framework***的區(qū)別在于跨平臺，同時支持Windows/macOS/Linux 這三大操作系統(tǒng)。在GitHub上.NET Core的發(fā)布時間線可以看到在過去的2年里，微軟一步步的將.NET 從Windows操作系統(tǒng)上剝離，逐步添加了對macOS和Linux操作系統(tǒng)的支持，同時與開源社區(qū)的合作也在逐步加深。

– 2014年7月 - 微軟在github上發(fā)布了asp.net vNext(也就是asp.net 5)的前身，這時還是alpha階段

– 2014年11月 - 發(fā)布了beta1，并且開始使用asp.net 5的名稱

– 2015年10月 - 發(fā)布了beta8，這是***的一個beta版本，這一年的時間里，微軟逐步提供了對于macOS和Linux操作系統(tǒng)的支持;同時隨著 Visual Studio Code 這個跨平臺代碼編輯器的流行，大家慢慢開始關(guān)注asp.net 5

– 2015年11月 - 發(fā)布了RC1，標志著asp.net 5基本具備了使用在生產(chǎn)環(huán)境的能力

– 2016年6月27日 - 在RedHat全棧開發(fā)者大會DevNation上，微軟與RedHat攜手發(fā)布了Asp.net Core 1.0，標志著微軟這一跨平臺開發(fā)工具的正式發(fā)布。

為什么是Docker?

我們再來看看docker，這個2013年才發(fā)布的開源項目從一開始就引起了全球開發(fā)者的極大關(guān)注，在發(fā)布4個月的時間里下載量就超過50000次， github上收到超過4000個star，涌現(xiàn)了超過100個貢獻者，并且有超過150個項目和超過1000個產(chǎn)品開始使用docker。1年之內(nèi)，RedHat和AWS就宣布為Docker提供官方支持，在這樣大的關(guān)注下，連Docker自己的CEO都勸說全球的開發(fā)者暫時不要將Docker用于生產(chǎn)環(huán)境。2014年6月，Docker發(fā)布了1.0版本，這時Docker的下載量已經(jīng)超過275萬，到今天這個數(shù)字已經(jīng)超過了10億。

為什么小編對docker如此垂涎，此話要從“修電腦”說起。作為一名程序員，誰沒有修過電腦，誰沒有被叫去修過電腦，誰沒有被認為很會修電腦 … … 可是，你有想過為啥我們這樣擅長修電腦么?難道真的是因為泡妹子么?那都是副產(chǎn)品好么!!!

故事 … … 一個月前接了一個項目，用的是XXX技術(shù)，搭建好了環(huán)境，熱火朝天干了一個月;今天項目經(jīng)理說這里還有另外項目的一些小問題需要處理，你來看看吧，用不了多少時間。結(jié)果你發(fā)現(xiàn)這個項目用的是YYY的技術(shù)，搭建環(huán)境就化了你半天時間，這時候項目經(jīng)理電話來了：“為啥還沒搞完?啥，環(huán)境還沒搞好，算了，你別搞了，我找別人!“。好吧，苦逼的你回去繼續(xù)原來的項目，發(fā)現(xiàn)XXX環(huán)境的變量被YYY搞亂了，改了很久也搞不好 … … 結(jié)果就是：從!裝!電!腦!

程序員就這樣變成裝機高手!再后來的程序員開始使用虛擬機，把開發(fā)環(huán)境放到虛擬機中，這樣就不用擔心不同環(huán)境之間互相沖突，不過虛擬機動輒幾十個G的硬盤占用和巨大的CPU和內(nèi)存開銷讓電腦變得慢吞吞的，本來i7的機器只能享受到i3的性能，太浪費了。

這就是為啥docker成為了全球程序員的福音：

– 不必擔心新接手的項目環(huán)境搭建復雜;

– 不必擔心同時開發(fā)2個環(huán)境互相沖突的項目;

– 不會再占用大量的內(nèi)存和硬盤，環(huán)境啟動迅速，啟動一個容器只需要幾秒鐘，而虛擬機需要幾分鐘;就算是8G內(nèi)存也可以同時跑多個容器，而虛擬機能跑2個就不錯了;

– 直接把做好的應用丟給測試，測試不必自己再從新搭建環(huán)境，要恢復干凈的測試環(huán)境也只是一個命令而已;

– 直接把測試好的應用丟給運維去部署，不用去和運維撕扯 jdk 1.8還是1.7

– 環(huán)境壞掉了，換個新的，不用費勁去看log，恢復這恢復那

– 不用擔心你旁邊的程序員用了不同版本的jdk，他的環(huán)境就是你的環(huán)境，哪怕你用的本本上是win7，他在用高大上的macbook pro

這不是程序員的天堂么? 這就是docker帶給我們的，這就是為啥程序員們急不可耐的開始使用docker，而且愿意沖破阻力讓運維去接受docker，這種事情在歷史上好像沒有出現(xiàn)過;從來都是運維要求開發(fā)使用標準化環(huán)境的。

其實Docker所解決就是一直困擾每一名IT人的環(huán)境不統(tǒng)一問題;這個問題隨著各種技術(shù)，框架和平臺的爆炸性增長最終成為應用開發(fā)效率的***殺手，讓開發(fā)者和企業(yè)付出巨大的努力和金錢。無論是從組織和流程層面的ITSM，還是從敏捷化角度推行的DevOps，或是自動化(如：Chef/Puppet等)都沒有跳出這個問題所形成的漩渦。這些方法或者工具試圖用復雜的方法來適應復雜的環(huán)境，而Docker則是用一種逆向思維的方式來解決這個問題，用簡單的方法來解決復雜的問題，很有點四兩撥千斤的感覺!

為啥它的名字叫做Docker：因為Docker所使用的容器技術(shù)(Containers)就來自于運輸行業(yè)的集裝箱(Containers)的思路。運輸行業(yè)在60年代遭遇了同樣的問題，大家希望運送的物品各式各樣，尺寸不一，這給運送過程造成了極大的麻煩。這就如同我們需要將不同環(huán)境，不同版本的應用從開發(fā)運送到測試，再運送到生產(chǎn)。

于是集裝箱開始出現(xiàn)，運輸公司將不同尺寸的物品裝入統(tǒng)一的集裝箱，這樣無論是卡車，碼頭機械，飛機和輪船的貨倉都可以按照標準化的集裝箱尺寸進行設(shè)計，極大的提高了效率，降低了成本。Docker在這里就起到了這個集裝箱的作用，讓開發(fā)人員可以按照需要將環(huán)境和應用裝入容器，而測試和運維人員只需要運送和裝載。

Docker借用了集裝箱運輸?shù)乃悸罚瑢盟枰乃协h(huán)境一同打包，同時采用輕量級的虛擬化技術(shù)在操作系統(tǒng)之上提供一個相對隔離的運行時空間。這樣，開發(fā)人員就可以直接完成依賴環(huán)境與應用本身的打包，而測試/運維人員只需要進行裝載操作。

開發(fā)環(huán)境選擇

要使用Docker來開發(fā).NET Core應用程序，你可以選擇自己喜歡的操作系統(tǒng)和工具，在這個系列文章里面，我會介紹2個最常見的開發(fā)環(huán)境

– Windows + Visual Studio 2015 + Docker for Windows

– macOS + Visual Studio Code + Docker for Mac

部署環(huán)境上，我將使用微軟的Azure和亞馬遜的AWS來實現(xiàn)測試和生產(chǎn)環(huán)境的部署，并且借助Visual Studio Team Service 作為DevOps工具鏈來實現(xiàn)從開發(fā)-測試-生產(chǎn)的發(fā)布管道(Release Pipeline)的建立。

Docker 世界，你好!

今天我先來看看最簡單的場景，在Windows 10上面搭建Docker for Windows 開發(fā)環(huán)境，并使用Visual Studio 2015和Docker for Visual Studio插件來完成一個.net Core 應用的創(chuàng)建和調(diào)試。

1. 在 Windows 上面安裝 Docker for Windows

Docker for Windows是Docker公司為使用Windows的開發(fā)人員提供的開發(fā)和測試環(huán)境，他的前身是Docker Toolbox。Docker for Windows和Docker Toolbox的區(qū)別在于前者使用Hyper-V提供虛擬化支持，Docker Toolbox使用VirtualBox。因此，如果你使用的是Windows 10操作系統(tǒng)，你可以使用Docker for Windows，如果使用的是更老的操作系統(tǒng)，則可以使用Docker Toolbox。

可以從以下地址下載這2個工具：

https://docs.docker.com/engine/installation/windows/

(請關(guān)注公眾號 devopshub，并在消息中輸入 d4dtools 獲取本文中所提到的工具)

在這篇文章里面我使用的是 Docker for Windows 和 Windows 10的環(huán)境，Docker for Windows 對 Windows 10的版本也是有要求的，***需要 Version 1511 (OS Build 10586)以上才可以，你可以在通過winver命令來查看自己的版本信息。

安裝過程非常簡單，直接雙擊下載好的安裝包，一直下一步就可以完成。在這個過程中，如果你的機器還沒有啟用Hyper-V，安裝程序會自動啟用。如果你的Windows 10本來就是一臺虛擬機，那么根據(jù)你所使用的虛擬化工具的不同，可以啟動虛擬化嵌套，也就是在虛擬機里面運行虛擬機。

安裝好以后一定要記得要使用管理員權(quán)限啟動 Docker for Windows，否則 Docker for Windows 將無法與Hyper-V控制臺通訊，造成環(huán)境啟動失敗。

Docker for Windows 啟動成功后會彈出系統(tǒng)通知，

同時在Hyper-V 控制臺中可以看到一臺LinuxVM正在運行。

以上過程可以看出，Docker for Windows的工作機制實際上是在 Hyper-V 中運行了一臺運行了Docker Daemon (駐守程序)的虛擬機，并將Windows上運行的Docker命令行工具指向了這臺虛擬機中的docker環(huán)境。而對于開發(fā)者而言，我們只需要在Windows上運行cmd或者powershell命令行，就可以使用同樣的docker 命令進行操作了。

2. 安裝 Docker for Visual Studio 插件

Visual Studio 強大的開發(fā)和調(diào)試能力對于提升效率有很大的幫助，為了能夠提供基于docker的開發(fā)調(diào)試體驗，微軟提供了一個 Docker Tools for Visual Studio 插件。

如果你還沒有安裝 Visual Studio 2015，可以在以下地址下載***的社區(qū)版，這個版本完全免費，同時也支持加載插件。

https://www.visualstudio.com/products/visual-studio-community-vs

(請關(guān)注公眾號 devopshub，并在消息中輸入 d4dtools 獲取本文中所提到的工具)

安裝好以后，打開 Tools | Extensions and Update 菜單，輸入 docker 進行搜索，就可以找到這個插件：

下載地址：

https://visualstudiogallery.msdn.microsoft.com/0f5b2caa-ea00-41c8-b8a2-058c7da0b3e4

(請關(guān)注公眾號 devopshub，并在消息中輸入 d4dtools 獲取本文中所提到的工具)

3. 準備 .NET Core 環(huán)境

首先，進入 .NET Core 的 Windows 環(huán)境主頁，按照要求下載和安裝 .NET Core 1.0 for Visual Studio，下載地址如下

https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=817245

安裝后就可以在Visual Studio 中創(chuàng)建.NET Core 應用了。

4. 在 Visual Studio 2015 中創(chuàng)建.NET Core Web App

點擊 File | New | Project …，打開項目創(chuàng)建引導，并選擇 ASP.NET Core Web Application (.NET Core) 項目類型

在模板頁中選擇 Web Application 模版，并點擊OK，進行創(chuàng)建

創(chuàng)建完成后 Visual Studio 會自動運行dotnet restore命令恢復項目依賴，等待這一過程完成，然后按F5測試一下，正常情況下你可以看到以下初始的網(wǎng)站狀態(tài)。

5. 啟用 Docker Support，并使用Docker環(huán)境進行調(diào)試

在項目節(jié)點上右鍵單擊，并選擇 Add | Docker Support

這時，你項目里面會多出以下2部分內(nèi)容

(1)這里是對Visual Studio 進行配置，確保 Visual Studio 的工具鏈會正確與 docker 環(huán)境集成

(2)這里是對Docker自己的環(huán)境配置，包括 Dockerfile 和 Docker Compose file (這部分的具體內(nèi)容在后續(xù)的文章中給大家介紹)，另外還有一個 DockerTask.ps1。

DockerTask.ps1 是一個 powershell 腳本，Visual Studio 和 Docker 的交互其實都是通過這個腳本來完成的，這里貼出這個腳本的參數(shù)部分，你會看到腳本中對常用的docker命令又進行了一層封裝，讓docker可以更好的配合Visual Studio的工具鏈調(diào)用。這個腳本非常有用，特別是在沒有 Visual Studio 的情況下，你完全可以借助這個腳本手動完成工具鏈的構(gòu)建。