使用容器化数据库

使用本地容器化数据库提供了灵活性和易于设置的优势，使您能够紧密地镜像生产环境，而无需传统数据库安装的开销。Docker简化了这一过程，使您只需几个命令即可在隔离的容器中部署、管理和扩展数据库。

在本指南中，您将学习如何：

• 运行本地容器化数据库
• 访问容器化数据库的shell
• 从主机连接到容器化数据库
• 从另一个容器连接到容器化的数据库
• 将数据库数据持久化在卷中
• 构建一个定制的数据库镜像
• 使用 Docker Compose 运行数据库

本指南使用MySQL镜像作为示例，但这些概念可以应用于其他数据库镜像。

先决条件

要跟随本指南操作，您必须安装Docker。要安装Docker，请参阅 Get Docker。

运行本地容器化数据库

最受欢迎的数据库系统，包括MySQL、PostgreSQL和MongoDB，在Docker Hub上都有官方的Docker镜像。这些镜像是一组经过精心挑选的镜像，遵循最佳实践，确保您可以访问最新的功能和安全更新。要开始使用，请访问Docker Hub并搜索您感兴趣的数据库。每个镜像的页面都提供了详细的说明，指导您如何运行容器、自定义设置并根据您的需求配置数据库。有关本指南中使用的MySQL镜像的更多信息，请参阅Docker Hub上的MySQL镜像页面。

要运行数据库容器，您可以使用Docker Desktop GUI或CLI。

$ docker run --name my-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -e MYSQL_DATABASE=mydb -d mysql:latest

访问容器化数据库的shell

当你在Docker容器中运行数据库时，你可能需要访问其shell来管理数据库、执行命令或执行管理任务。Docker提供了一种直接的方法，使用docker exec命令来实现这一点。此外，如果你更喜欢图形界面，你可以使用Docker Desktop的GUI。

如果您还没有运行数据库容器，请参阅 运行本地容器化数据库。

$ docker exec -it my-mysql bash

一旦你访问了容器的终端，你就可以运行该容器中可用的任何工具。以下示例展示了在容器中使用 mysql 来列出数据库。

# mysql -u root -p
Enter password: my-secret-pw

mysql> SHOW DATABASES;

+--------------------+
| Database           |
+--------------------+
| information_schema |
| mydb               |
| mysql              |
| performance_schema |
| sys                |
+--------------------+
5 rows in set (0.00 sec)

从主机连接到容器化数据库

从主机连接到容器化数据库涉及将容器内的端口映射到主机上的端口。此过程确保可以通过主机的网络访问容器内的数据库。对于MySQL，默认端口是3306。通过暴露此端口，您可以在主机上使用各种数据库管理工具或应用程序与MySQL数据库进行交互。

在开始之前，您必须移除之前为本指南运行的所有容器。要停止并移除容器，可以执行以下任一操作：

• 在终端中，运行 docker remove --force my-mysql 以删除名为 my-mysql 的容器。
• 或者，在Docker桌面仪表板中，在容器视图中选择您容器旁边的删除图标。

接下来，您可以使用Docker Desktop GUI或CLI来运行容器，并映射端口。

$ docker run -p 3307:3306 --name my-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -e MYSQL_DATABASE=mydb -d mysql:latest

$ docker ps

CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                               NAMES
6eb776cfd73c   mysql:latest   "docker-entrypoint.s…"   17 minutes ago   Up 17 minutes   33060/tcp, 0.0.0.0:3307->3306/tcp   my-mysql

此时，任何在您主机上运行的应用程序都可以通过localhost:3307访问容器中的MySQL服务。

从另一个容器连接到容器化数据库

从另一个容器连接到容器化的数据库是微服务架构和开发过程中的常见场景。Docker的网络功能使得无需将数据库暴露给主机网络即可轻松建立此连接。这是通过将数据库容器和需要访问它的容器放在同一个Docker网络上实现的。

在开始之前，您必须移除之前为本指南运行的所有容器。要停止并移除容器，可以执行以下任一操作：

• 在终端中，运行 docker remove --force my-mysql 以删除名为 my-mysql 的容器。
• 或者，在Docker桌面仪表板中，在容器视图中选择您容器旁边的删除图标。

要创建一个网络并在其上运行容器：

1. 运行以下命令以创建一个名为my-network的Docker网络。

   $ docker network create my-network
   

2. 运行您的数据库容器并使用--network选项指定网络。这将在my-network网络上运行容器。

   $ docker run --name my-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -e MYSQL_DATABASE=mydb --network my-network -d mysql:latest
   

3. 运行您的其他容器并使用--network选项指定网络。在这个例子中，您将运行一个可以连接到您的数据库的phpMyAdmin容器。

   1. 运行一个phpMyAdmin容器。使用--network选项来指定网络，使用-p选项让你可以从主机访问容器，并使用-e选项来指定此镜像所需的环境变量。

      $ docker run --name my-phpmyadmin -d --network my-network -p 8080:80 -e PMA_HOST=my-mysql phpmyadmin
      

4. 验证容器是否可以通信。对于此示例，您将访问phpMyAdmin并验证它是否可以连接到数据库。

   1. Open http://localhost:8080 to access your phpMyAdmin container.
   2. Log in using root as the username and my-secret-pw as the password. You should connect to the MySQL server and see your database listed.

此时，任何运行在my-network容器网络上的应用程序都可以访问容器中的MySQL服务，地址为my-mysql:3306。

在卷中持久化数据库数据

在Docker卷中持久化数据库数据是确保数据在容器重启和删除后仍然存在的必要措施。Docker卷允许您将数据库文件存储在容器的可写层之外，从而可以在不丢失数据的情况下升级容器、切换基础镜像以及共享数据。以下是您可以使用Docker CLI或Docker Desktop GUI将卷附加到数据库容器的方法。

在开始之前，您必须移除之前为本指南运行的所有容器。要停止并移除容器，可以执行以下任一操作：

• 在终端中，运行 docker remove --force my-mysql 以删除名为 my-mysql 的容器。
• 或者，在Docker桌面仪表板中，在容器视图中选择您容器旁边的删除图标。

接下来，您可以使用Docker Desktop GUI或CLI来运行带有卷的容器。

此时，任何挂载了my-db-volume的MySQL容器都将能够访问和保存持久化数据。

构建自定义数据库镜像

自定义您的数据库镜像可以让您在基础数据库服务器旁边包含额外的配置、脚本或工具。这对于创建一个符合您特定开发或生产环境需求的Docker镜像特别有用。以下示例概述了如何构建和运行包含表初始化脚本的自定义MySQL镜像。

在开始之前，您必须移除之前为本指南运行的所有容器。要停止并移除容器，可以执行以下任一操作：

• 在终端中，运行 docker remove --force my-mysql 以删除名为 my-mysql 的容器。
• 或者，在Docker桌面仪表板中，在容器视图中选择您容器旁边的删除图标。

构建并运行您的自定义镜像：

1. 创建一个Dockerfile。

   1. 在你的项目目录中创建一个名为Dockerfile的文件。对于这个例子，你可以在你选择的空目录中创建Dockerfile。这个文件将定义如何构建你的自定义MySQL镜像。

   2. 将以下内容添加到Dockerfile中。

      # syntax=docker/dockerfile:1
      
      # Use the base image mysql:latest
      FROM mysql:latest
      
      # Set environment variables
      ENV MYSQL_DATABASE mydb
      
      # Copy custom scripts or configuration files from your host to the container
      COPY ./scripts/ /docker-entrypoint-initdb.d/

      在这个Dockerfile中，你已经为MySQL数据库名称设置了环境变量。你也可以使用COPY指令将自定义配置文件或脚本添加到容器中。在这个例子中，从主机的./scripts/目录中的文件被复制到容器的/docker-entrypoint-initdb.d/目录中。在这个目录中，.sh、.sql和.sql.gz脚本在容器首次启动时被执行。有关Dockerfiles的更多详细信息，请参阅Dockerfile参考。

   3. 创建一个脚本文件来初始化数据库中的表。在您的Dockerfile所在的目录中，创建一个名为scripts的子目录，然后创建一个名为create_table.sql的文件，内容如下。

   CREATE TABLE IF NOT EXISTS mydb.myothertable (
     column_name VARCHAR(255)
   );
   
   INSERT INTO mydb.myothertable (column_name) VALUES ('other_value');

   你现在应该有以下目录结构。

   ├── your-project-directory/
   │ ├── scripts/
   │ │ └── create_table.sql
   │ └── Dockerfile

2. 构建你的镜像。

   1. 在终端中，将目录更改为您的Dockerfile所在的目录。

   2. 运行以下命令来构建镜像。

      $ docker build -t my-custom-mysql .
      

      在此命令中，-t my-custom-mysql 将您的新镜像标记（命名）为 my-custom-mysql。命令末尾的句点（.）指定当前目录为构建的上下文，Docker 在此查找 Dockerfile 和构建所需的其他文件。

3. 像你在运行本地容器化数据库中那样运行你的镜像。这次，指定你的镜像名称而不是mysql:latest。此外，你不再需要指定MYSQL_DATABASE环境变量，因为它现在由你的Dockerfile定义。

   $ docker run --name my-mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD=my-secret-pw -d my-custom-mysql
   

4. 使用以下命令验证您的容器是否正在运行。

   $ docker ps
   

   你应该看到如下输出。

   CONTAINER ID   IMAGE              COMMAND                  CREATED        STATUS          PORTS                 NAMES
   f74dcfdb0e59   my-custom-mysql   "docker-entrypoint.s…"    2 hours ago    Up 51 minutes   3306/tcp, 33060/tcp   my-mysql
   

5. 验证您的初始化脚本是否已运行。在终端中运行以下命令以显示myothertable表的内容。

   $ docker exec my-mysql mysql -u root -pmy-secret-pw -e "SELECT * FROM mydb.myothertable;"
   

   你应该看到如下输出。

   column_name
   other_value
   

使用您的my-custom-mysql镜像运行的任何容器在首次启动时都会初始化表。

使用 Docker Compose 运行数据库

Docker Compose 是一个用于定义和运行多容器 Docker 应用程序的工具。通过一个命令，您可以配置应用程序的所有服务（如数据库、Web 应用程序等）并进行管理。在本示例中，您将创建一个 Compose 文件，并使用它来运行一个 MySQL 数据库容器和一个 phpMyAdmin 容器。

使用Docker Compose运行您的容器：

1. 创建一个Docker Compose文件。

   1. 在您的项目目录中创建一个名为compose.yaml的文件。该文件将定义服务、网络和卷。

   2. 将以下内容添加到compose.yaml文件中。

      services:
        db:
          image: mysql:latest
          environment:
            MYSQL_ROOT_PASSWORD: my-secret-pw
            MYSQL_DATABASE: mydb
          ports:
            - 3307:3306
          volumes:
            - my-db-volume:/var/lib/mysql
      
        phpmyadmin:
          image: phpmyadmin/phpmyadmin:latest
          environment:
            PMA_HOST: db
            PMA_PORT: 3306
            MYSQL_ROOT_PASSWORD: my-secret-pw
          ports:
            - 8080:80
          depends_on:
            - db
      
      volumes:
        my-db-volume:

      对于数据库服务：

      • db is the name of the service.
      • image: mysql:latest specifies that the service uses the latest MySQL image from Docker Hub.
      • environment lists the environment variables used by MySQL to initialize the database, such as the root password and the database name.
      • ports maps port 3307 on the host to port 3306 in the container, allowing you to connect to the database from your host machine.
      • volumes mounts my-db-volume to /var/lib/mysql inside the container to persist database data.

      除了数据库服务外，还有一个phpMyAdmin服务。默认情况下，Compose为您的应用程序设置了一个单一的网络。每个服务的容器都会加入默认网络，并且可以被该网络上的其他容器访问，也可以通过服务名称被发现。因此，在PMA_HOST环境变量中，您可以指定服务名称db，以便连接到数据库服务。有关Compose的更多详细信息，请参阅Compose文件参考。

2. 运行 Docker Compose。

   1. 打开终端并更改目录到您的compose.yaml文件所在的目录。

   2. 使用以下命令运行 Docker Compose。

      $ docker compose up
      

      您现在可以通过访问 http://localhost:8080 并使用 root 作为用户名和 my-secret-pw 作为密码来连接到您的数据库。

   3. 要停止容器，请在终端中按下ctrl+c。

现在，使用 Docker Compose 你可以通过一个命令启动你的数据库和应用程序，挂载卷，配置网络等。

摘要

本指南向您介绍了使用容器化数据库的基本知识，特别关注MySQL，以增强灵活性、简化设置并确保开发环境的一致性。本指南中涵盖的用例不仅简化了您的开发工作流程，还为您准备更高级的数据库管理和部署场景，确保您的数据驱动应用程序保持健壮和可扩展性。

相关信息：

• Docker Hub 数据库镜像
• Dockerfile 参考
• Compose 文件参考
• CLI 参考
• 数据库示例