Docker Compose進階：多容器應用編排與網絡配置詳情 - mysql,docker,數據庫,Docker,雲計算萌萌朵朵開博客

之前用Docker部署一個Spring Boot+MySQL的應用時，每次啓動都要手動創建網絡、啓動數據庫容器、再啓動應用容器，還得記一堆命令參數。換成Docker Compose後，一個docker-compose up命令就能搞定所有容器的啓動，網絡配置也自動完成，省去了不少麻煩。

Docker Compose是多容器應用編排的利器，尤其適合開發和測試環境。它通過一個YAML文件定義所有服務，實現容器的統一啓停、網絡配置和依賴管理。本文結合實際場景，講解Compose的進階用法，包括網絡隔離、依賴控制、環境變量管理和容器擴展，幫你搞定複雜應用的部署。

一、多容器編排基礎：一個完整的Web應用示例

先看一個典型的多容器應用場景：Spring Boot後端 + MySQL數據庫 + Nginx前端。用Compose編排的docker-compose.yml文件如下：

version: '3.8'  # Compose文件版本

services:
  # MySQL數據庫服務
  mysql:
    image: mysql:8.0
    container_name: app-mysql
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: root123
      MYSQL_DATABASE: appdb
      MYSQL_USER: appuser
      MYSQL_PASSWORD: apppass
    volumes:
      - mysql-data:/var/lib/mysql  # 數據持久化
    ports:
      - "3306:3306"
    restart: unless-stopped  # 容器退出時自動重啓（除非手動停止）

  # Spring Boot後端服務
  backend:
    build: ./backend  # 從當前目錄的backend文件夾構建鏡像
    container_name: app-backend
    depends_on:
      - mysql  # 依賴mysql服務，確保mysql先啓動
    environment:
      SPRING_DATASOURCE_URL: jdbc:mysql://mysql:3306/appdb
      SPRING_DATASOURCE_USERNAME: appuser
      SPRING_DATASOURCE_PASSWORD: apppass
    ports:
      - "8080:8080"
    restart: unless-stopped

  # Nginx前端服務
  frontend:
    image: nginx:alpine
    container_name: app-frontend
    volumes:
      - ./frontend:/usr/share/nginx/html  # 掛載前端靜態文件
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/conf.d/default.conf  # 掛載Nginx配置
    ports:
      - "80:80"
    depends_on:
      - backend  # 依賴後端服務
    restart: unless-stopped

volumes:
  mysql-data:  # 聲明數據卷，用於持久化MySQL數據

這個配置實現了三個服務的協同工作：

mysql服務提供數據庫，數據保存在命名卷mysql-data中，避免容器刪除後數據丟失；
backend服務依賴mysql，確保數據庫就緒後再啓動；
frontend服務通過Nginx提供靜態頁面，反向代理後端接口。

啓動命令：

docker-compose up -d  # -d表示後台運行

停止並刪除容器：

docker-compose down  # 僅停止容器
docker-compose down -v  # 停止容器並刪除數據卷（謹慎使用，會丟失數據）

二、網絡配置：容器間通信與隔離

默認情況下，Compose會為應用創建一個默認網絡，所有服務都在這個網絡中，可通過服務名互相訪問（如backend服務能通過mysql:3306訪問數據庫）。但實際開發中，可能需要更精細的網絡控制。

1. 自定義網絡實現隔離

比如將數據庫網絡和前端網絡隔離，只允許後端訪問數據庫：

version: '3.8'

services:
  mysql:
    image: mysql:8.0
    # 只加入backend-net網絡
    networks:
      - backend-net
    # ...其他配置省略

  backend:
    build: ./backend
    # 同時加入backend-net和frontend-net
    networks:
      - backend-net
      - frontend-net
    # ...其他配置省略

  frontend:
    image: nginx:alpine
    # 只加入frontend-net網絡
    networks:
      - frontend-net
    # ...其他配置省略

# 定義兩個自定義網絡
networks:
  backend-net:  # 後端與數據庫的網絡
    driver: bridge
  frontend-net:  # 前端與後端的網絡
    driver: bridge

這樣配置後：

mysql只能被backend訪問（同處backend-net）；
frontend只能訪問backend（同處frontend-net），無法直接訪問mysql，增強了安全性。

2. 訪問宿主機服務

容器需要訪問宿主機上的服務（如本地開發的API）時，可通過特殊域名host.docker.internal（Windows和Mac）或宿主機IP：

services:
  backend:
    environment:
      # 訪問宿主機的9000端口服務
      EXTERNAL_API_URL: http://host.docker.internal:9000

Linux系統需手動指定宿主機IP（如192.168.1.100），或在啓動時添加--add-host=host.docker.internal:host-gateway參數。

三、環境變量與配置管理

硬編碼配置到docker-compose.yml中不利於多環境部署，可通過環境變量文件和動態注入解決。

1. 使用.env文件管理環境變量

創建.env文件存儲環境變量：

# .env文件
MYSQL_ROOT_PASSWORD=root123
MYSQL_DATABASE=appdb
SPRING_PROFILES_ACTIVE=dev

在docker-compose.yml中引用：

services:
  mysql:
    environment:
      MYSQL_ROOT_PASSWORD: ${MYSQL_ROOT_PASSWORD}  # 引用.env中的變量
      MYSQL_DATABASE: ${MYSQL_DATABASE}

  backend:
    environment:
      SPRING_PROFILES_ACTIVE: ${SPRING_PROFILES_ACTIVE}

2. 不同環境使用不同配置文件

為開發、測試、生產環境創建不同的配置文件：

docker-compose.dev.yml（開發環境）
docker-compose.prod.yml（生產環境）

啓動時指定配置文件：

# 開發環境：默認配置 + 開發環境配置
docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.dev.yml up -d

# 生產環境：默認配置 + 生產環境配置
docker-compose -f docker-compose.yml -f docker-compose.prod.yml up -d

生產環境配置示例（docker-compose.prod.yml）：

version: '3.8'

services:
  backend:
    environment:
      SPRING_PROFILES_ACTIVE: prod  # 覆蓋默認的dev環境
    restart: always  # 總是自動重啓（生產環境更嚴格）

  mysql:
    ports:
      - "3307:3306"  # 生產環境使用不同端口避免衝突

四、依賴控制與健康檢查

depends_on只能保證容器啓動順序，不能確保服務就緒（如數據庫啓動但未完成初始化）。需結合健康檢查實現真正的依賴就緒。

1. 配置健康檢查

為MySQL添加健康檢查，確保數據庫就緒後再啓動後端：

services:
  mysql:
    image: mysql:8.0
    # 健康檢查：每10秒執行一次，超時5秒，3次成功視為健康
    healthcheck:
      test: ["CMD", "mysqladmin", "ping", "-h", "localhost", "-u", "root", "-p$$MYSQL_ROOT_PASSWORD"]
      interval: 10s
      timeout: 5s
      retries: 3
      start_period: 30s  # 啓動後30秒再開始健康檢查（給初始化留時間）

  backend:
    depends_on:
      mysql:
        condition: service_healthy  # 僅當mysql健康時才啓動

這樣backend會等待MySQL完全就緒（能ping通）後再啓動，避免連接失敗。

五、容器擴展與負載均衡

開發環境可能需要多個後端實例模擬負載均衡，Compose的--scale參數可快速擴展服務：

# 啓動3個backend實例
docker-compose up -d --scale backend=3

配合Nginx的負載均衡配置（nginx.conf）：

http {
    upstream backend {
        # 引用backend服務的3個實例（Compose會自動解析為容器IP）
        server backend:8080;
    }

    server {
        listen 80;
        location /api/ {
            proxy_pass http://backend/;  # 反向代理到backend集羣
        }
    }
}

訪問http://localhost/api/時，Nginx會將請求分發到3個backend實例，實現簡單的負載均衡。

六、最佳實踐與避坑指南

不要依賴默認網絡：生產環境建議自定義網絡，通過網絡隔離增強安全性。
數據卷命名規範：使用項目名+服務名命名數據卷（如myapp_mysql-data），避免不同項目的數據卷衝突。
避免在Compose中存儲敏感信息：密碼、密鑰等敏感信息應通過環境變量文件或外部密鑰管理服務注入，且.env文件不要提交到代碼倉庫。
控制容器資源：為避免單個容器耗盡宿主機資源，可限制CPU和內存：

services:
  backend:
    deploy:
      resources:
        limits:
          cpus: '0.5'  # 最多使用0.5個CPU核心
          memory: 512M  # 最多使用512MB內存

定期清理無用資源：使用docker-compose down --rmi local清理本地構建的鏡像，避免磁盤佔用過大。

總結

Docker Compose通過簡潔的YAML配置實現了多容器應用的編排，解決了手動管理容器的繁瑣問題。進階用法中，自定義網絡實現服務隔離、健康檢查確保依賴就緒、環境變量文件適配多環境，這些技巧能讓你的部署配置更靈活、更可靠。

雖然Compose主要用於開發和測試環境，但其編排思想也適用於生產環境的容器管理（如Kubernetes）。掌握Compose的進階用法，不僅能提升日常開發效率，也能為理解更復雜的容器編排平台打下基礎。

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