Docker 容器化技術

在現代軟體開發中，Docker 已經成為開發者必備的技能之一。無論是前端、後端還是 DevOps 工程師，幾乎都會接觸到容器化技術。

本篇文章將帶你了解什麼是 Docker、為什麼它如此受歡迎，以及它的核心運作原理。

什麼是 Docker？

Docker 是一個開源的平台，用於開發、運送和執行應用程式。它利用「容器化 (Containerization)」技術，將應用程式及其所有相依資源（例如：函式庫、設定檔、編譯環境）打包在一起，確保程式在任何環境下都能以相同的方式執行。

你可能聽過開發者最常說的一句話：「但在我的電腦上跑得動啊！ (It works on my machine!)」Docker 的出現就是為了徹底解決這個問題。

為什麼需要 Docker？

在沒有 Docker 之前，部署應用程式通常會遇到以下挑戰：

  1. 環境不一致：開發環境是 macOS，測試環境是 Ubuntu，生產環境又是 CentOS，不同環境的軟體版本差異常導致錯誤。
  2. 資源浪費：傳統的虛擬機 (VM) 需要模擬整個作業系統，啟動慢且佔用大量記憶體。
  3. 依賴衝突：同一台伺服器上若要跑兩個需要不同 PHP 版本的專案，設定起來非常痛苦。

Docker 的優勢：

  • 一致性：從開發到部署，環境完全相同。
  • 輕量化：容器共用主機的作業系統核心，啟動速度以秒計，佔用資源極小。
  • 隔離性：每個容器都是獨立運作的，互不干擾。
  • 快速擴展：可以秒級啟動數十個相同的容器來處理高流量。

Docker 的核心三大組件

要掌握 Docker，必須先理解這三個核心概念：

1. 映像檔 (Image)

映像檔就像是程式的「藍圖」或「安裝檔」。它是唯讀的，包含了執行程式所需的所有內容。你可以想像它是虛擬機的 ISO 映像檔，但更輕量。

2. 容器 (Container)

容器是映像檔的「執行實例」。如果映像檔是類別 (Class)，容器就是物件 (Object)。你可以啟動、停止、移動或刪除容器。每個容器都是相互隔離的安全平台。

3. 中心倉庫 (Repository / Registry)

這是存放映像檔的地方。最著名的就是 Docker Hub。你可以從上面下載別人做好的映像檔（例如：Nginx, MySQL, Python），也可以上傳自己的映像檔分享給團隊。

在最新的 Docker v29 中，底層預設使用了 containerd 來管理映像檔存儲，這讓 Docker 與業界標準（如 Kubernetes）更加接軌，效能也進一步提升。

Docker vs. 虛擬機 (Virtual Machine)

很多人會把 Docker 跟虛擬機混淆，下表簡單列出它們的差異：

特性Docker 容器虛擬機 (VM)
作業系統共用主機作業系統核心 (Kernel)包含完整的客用作業系統 (Guest OS)
啟動速度秒級 (Seconds)分鐘級 (Minutes)
磁碟佔用極小 (通常 MB 級)大 (通常 GB 級)
效能幾乎接近原生速度有虛擬化損耗

快速體驗 Docker 的威力

假設你想在本機跑一個 Nginx 網頁伺服器，在沒有 Docker 的情況下，你需要安裝 Nginx 並設定環境。

有了 Docker，你只需要執行一行指令：

# 啟動一個名為 my-web 的 Nginx 容器，並將本機 8080 埠對應到容器 80 埠
docker run -d --name my-web -p 8080:80 nginx

指令說明：

  • docker run: 建立並啟動容器。
  • -d: 在背景執行 (Detached mode)。
  • --name my-web: 給容器取個名字叫 my-web。
  • -p 8080:80: 將主機的 8080 埠號對應到容器內的 80 埠號。
  • nginx: 使用的映像檔名稱。

執行完後，打開瀏覽器輸入 http://localhost:8080，你就能看到 Nginx 的歡迎畫面了！這就是 Docker 的魅力：快速、簡單、標準化。