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设置性，让您能够密切镜像生产环境，而无需传统数据库安装的开销。Docker 简化了这一过程，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数据库
• 在卷中持久化数据库数据
• 构建自定义数据库镜像
• 使用 Docker Compose 运行数据库

本指南使用 MySQL 镜像作为示例，但这些概念可应用于其他数据库镜像。

先决条件

要学习本指南，您必须安装 Docker。要安装 Docker，请参阅 获取 Docker。

运行本地容器化数据库

大多数流行的数据库系统，包括 MySQL、PostgreSQL 和 MongoDB，都在 Docker Hub 上提供了 Docker 官方镜像。这些镜像是遵循最佳实践精心策划的集合，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有关如何运行容器、自定义设置以及根据您的需求配置数据库的详细说明。有关本指南中使用的 MySQL 镜像的更多信息，请参阅 Docker Hub 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

当数据库在 Docker 容器中运行时，您可能需要访问其 shell 来管理数据库、执行命令或执行管理任务。Docker 提供了一种使用 docker exec 命令的直接方法。此外，如果您更喜欢图形界面，可以使用 Docker Desktop 的 GUI。

如果您还没有运行的数据库容器，请参阅 运行本地容器化数据库。

$ docker exec -it my-mysql bash

访问容器的终端后，您可以在该容器中运行任何可用的工具。以下示例展示了如何在容器中使用 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。通过公开此端口，您可以使用主机上的各种数据库管理工具或应用程序与您的 MySQL 数据库进行交互。

在开始之前，您必须删除之前为本指南运行的任何容器。要停止并删除容器，可以：

• 在终端中，运行 docker rm --force my-mysql 以删除名为 my-mysql 的容器。
• 或者，在 Docker Desktop 仪表板中，在 Containers 视图中选择容器旁边的 Delete 图标。

接下来，您可以使用 Docker Desktop GUI 或 CLI 来运行映射了端口的容器。

$ 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，主机上运行的任何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 的网络功能可以轻松建立此连接，而无需将数据库暴露给主机网络。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 网络上来实现的。

在开始之前，您必须删除之前为本指南运行的任何容器。要停止并删除容器，可以：

• 在终端中，运行 docker rm --force my-mysql 以删除名为 my-mysql 的容器。
• 或者，在 Docker Desktop 仪表板中，在 Containers 视图中选择容器旁边的 Delete 图标。

要创建网络并在其上运行容器：

1. 运行以下命令以创建名为 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。在此示例中，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 选项指定网络，使用 -p 选项让您可以从主机访问容器，并使用 -e 选项为此镜像指定必需的环境变量。

      $ 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。在此示例中，您将访问 phpMyAdmin 并验证它是否连接到数据库。

   1. 打开 http://localhost:8080 访问您的 phpMyAdmin 容器。
   2. 使用 root 作为用户名和 my-secret-pw 作为密码登录。 您应该连接到 MySQL 服务器并看到您的数据库列出。

此时，运行在您的 my-network 容器网络上的任何应用程序都可以通过 my-mysql:3306 访问容器中的 MySQL 服务。

在卷中持久化数据库数据

在 Docker 卷中持久化数据库数据对于确保您的数据在容器重启和移除后得以保存是必要的。Docker 卷让您可以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、切换基础镜像和共享数据。以下是如何使用 Docker CLI 或 Docker Desktop GUI 将卷附加到您的数据库容器。

在开始之前，您必须删除之前为本指南运行的任何容器。要停止并删除容器，可以：

• 在终端中，运行 docker rm --force my-mysql 以删除名为 my-mysql 的容器。
• 或者，在 Docker Desktop 仪表板中，在 Containers 视图中选择容器旁边的 Delete 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 my-db-volume 的 MySQL 容器都将能够访问和保存持久化的数据。

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之外包含额外的配置、脚本或工具。这对于创建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，您必须删除之前为本指南运行的任何容器。要停止并删除容器，可以：

• 在终端中，运行 docker rm --force my-mysql 以删除名为 my-mysql 的容器。
• 或者，在 Docker Desktop 仪表板中，在 Containers 视图中选择容器旁边的 Delete 图标。

要构建和运行您的自定义镜像：

1. 创建一个 Dockerfile。

   1. 在您的项目目录中创建一个名为 Dockerfile 的文件。对于此示例，您可以在您选择的空目录中创建 Dockerfile。此文件将定义如何构建您的自定义 MySQL 镜像。

   2. 将以下内容添加到 Dockerfile。

      # syntax=docker/dockerfile:1
      
      # 使用基础镜像 mysql:latest
      FROM mysql:latest
      
      # 设置环境变量
      ENV MYSQL_DATABASE mydb
      
      # 将自定义脚本或配置文件从主机复制到容器
      COPY ./scripts/ /docker-entrypoint-initdb.d/

      在此 Dockerfile 中，您设置了 MySQL 数据库名称的环境变量。您还可以使用 COPY 指令将自定义配置文件或脚本添加到容器中。在此示例中，主机 ./scripts/ 目录中的文件被复制到容器的 /docker-entrypoint-initdb.d/ 目录中。在此目录中，.sh、.sql 和 .sql.gz 脚本在容器首次启动时执行。有关 Dockerfile 的更多详细信息，请参阅 Dockerfile 参考。

   3. 创建一个脚本文件以在数据库中初始化一个表。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');

   您现在应该具有以下目录结构。

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

2. 构建您的镜像。

   1. 在终端中，切换到您的 Dockerfile 所在的目录。

   2. 运行以下命令以构建镜像。

      $ 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 (.) 指定当前目录作为构建的上下文，Docker 在其中查找 Dockerfile 和构建所需的任何其他文件。

3. 像在 运行本地容器化数据库 中那样运行您的镜像。这次，指定您的镜像名称而不是 mysql:latest。此外，您不再需要指定 MYSQL_DATABASE 环境变量，因为它现在由您的 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
   

   您应该看到类似以下的输出。

   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;"
   

   您应该看到类似以下的输出。

   column_name
   other_value
   

任何使用您的 my-custom-mysql 镜像运行的容器都将在首次启动时初始化表。

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。只需一个命令，您就可以配置应用程序的所有服务（如数据库、Web 应用程序等）并管理它们。在此示例中，您将创建一个 Compose 文件并使用它来运行 MySQL 数据库容器和 phpMyAdmin 容器。

要使用 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。此文件将定义服务、网络和卷。

   2. 将以下内容添加到 compose.yaml 文件。

      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 是服务的名称。
      • image: mysql:latest 指定该服务使用来自 Docker Hub 的最新 MySQL 镜像。
      • environment 列出了 MySQL 用于初始化数据库的环境变量，例如 root 密码和数据库名称。
      • ports 将主机上的端口 3307 映射到容器中的端口 3306，允许您从主机连接到数据库。
      • volumes 将 my-db-volume 挂载到容器内的 /var/lib/mysql 以持久化数据库数据。

      除了数据库服务之外，还有一个 phpMyAdmin 服务。默认情况下，Compose 为您的应用程序设置一个网络。每个服务的容器都加入默认网络，并且既可由该网络上的其他容器访问，又可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. 打开终端并切换到您的 compose.yaml 文件所在的目录。

   2. 使用以下命令运行 Docker Compose。

      $ docker compose up
      

      您现在可以访问 http://localhost:8080 上的 phpMyAdmin，并使用 root 作为用户名和 my-secret-pw 作为密码连接到您的数据库。

   3. 要停止容器，请在终端中按 ctrl+c。

现在，使用 Docker Compose，您可以启动数据库和应用程序、挂载卷、配置网络等等，所有这些都只需一个命令。

总结

本指南向您介绍了使用容器化数据库的基础知识，特别关注 MySQL，以增强灵活性、易设置性以及开发环境之间的一致性。本指南涵盖的用例不仅简化了您的开发工作流程，还为您应对更高级的数据库管理和部署场景做好准备，确保您的数据驱动应用程序保持健壮和可扩展。

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