docker_practice/01_introduction/why.md

# 为什么要使用 Docker？

在回答"为什么用 Docker"之前，笔者想先问一个问题：**你有没有经历过这些场景？**

## 没有 Docker 的世界

### 场景一："在我电脑上明明能跑"

```
周五下午 5:00
├── 开发者：代码写完了，本地测试通过，提交！🎉
├── 周一早上 9:00
│   └── 测试："这个功能在测试环境跑不起来"
└── 开发者：" 不可能，在我电脑上明明能跑啊……"
```

笔者统计过，这个问题通常由以下原因导致：
- Python/Node/Java 版本不一致
- 依赖库版本不一致  
- 操作系统配置不一致
- 某些环境变量没有设置
- "哦，忘了说我本地装了个 XXX"

### 场景二：环境配置的噩梦

```
新同事入职
├── Day 1：领电脑，配环境
├── Day 2：继续配环境，遇到问题
├── Day 3：换种方法配环境
├── Day 4：问老同事怎么配的，他也忘了
└── Day 5：终于能跑起来了！但不知道为什么……
```

### 场景三：服务器迁移的恐惧

```
运维："我们需要把服务迁移到新服务器"
开发："旧服务器上的配置文档在哪？"
运维："当时是一个已经离职的同事配的……"
所有人：😱
```

## Docker 如何解决这些问题

### 核心理念：一次构建，到处运行

```
开发环境        测试环境        生产环境
    │               │               │
    ▼               ▼               ▼
┌─────────┐   ┌─────────┐   ┌─────────┐
│ Docker  │ = │ Docker  │ = │ Docker  │
│  镜像   │   │  镜像   │   │  镜像   │
└─────────┘   └─────────┘   └─────────┘
    ↓               ↓               ↓
 完全一致       完全一致       完全一致
```

## Docker 的核心优势

### 1. 环境一致性

Docker 镜像包含了应用运行所需的**一切**：代码、运行时、系统工具、库、配置。这意味着：

- ✅ 开发环境和生产环境完全一致
- ✅ 不会再有"在我机器上能跑"的问题
- ✅ 新人入职，一条命令就能启动开发环境

```bash
# 新同事入职第一天
$ git clone https://github.com/company/project.git
$ docker compose up
# 完整的开发环境就准备好了
```

### 2. 秒级启动

传统虚拟机启动需要几分钟（引导操作系统），而 Docker 容器启动通常只需要**几秒甚至几百毫秒**。

笔者实测数据：

| 启动内容 | 虚拟机 | Docker 容器 |
|---------|--------|-------------|
| 空系统 | ~60 秒 | ~0.5 秒 |
| MySQL | ~90 秒 | ~3 秒 |
| 完整 Web 应用 | ~120 秒 | ~5 秒 |

这个差异对以下场景尤为重要：
- **CI/CD 流水线**：每次构建节省几分钟，一天累积下来就是几小时
- **弹性扩容**：流量高峰时能快速启动更多实例
- **开发体验**：快速重启服务进行调试

### 3. 资源效率

Docker 容器共享宿主机内核，无需为每个应用运行完整的操作系统。

```
传统虚拟机方案：
┌────────────────────────────────────────────────┐
│  物理服务器 (64GB 内存)                         │
├──────────────┬───────────────┬─────────────────┤
│   VM1        │    VM2        │     VM3         │
│  8GB 内存     │   8GB 内存    │    8GB 内存     │
│  (含 OS 2GB)  │  (含 OS 2GB)  │   (含 OS 2GB)   │
│   应用 1      │    应用 2     │     应用 3      │
└──────────────┴───────────────┴─────────────────┘
实际可用于应用：3 × 6GB = 18GB ❌

Docker 方案：
┌────────────────────────────────────────────────┐
│  物理服务器 (64GB 内存)                         │
│  宿主机 OS + Docker (约 4GB)                   │
├──────────────┬───────────────┬─────────────────┤
│  容器 1      │   容器 2      │    容器 3        │
│  应用 1      │   应用 2      │    应用 3        │
│  (按需分配)   │  (按需分配)   │   (按需分配)     │
└──────────────┴───────────────┴─────────────────┘
实际可用于应用：约 60GB ✅
```

### 4. 持续交付和部署

Docker 完美契合 DevOps 的工作流程：

```
代码提交 ──→ 自动构建镜像 ──→ 自动测试 ──→ 自动部署
    │           │              │            │
    ▼           ▼              ▼            ▼
  Git        docker         容器内       容器滚动
  push       build          运行测试      更新
```

使用 [Dockerfile](../04_image/build.md) 定义镜像构建过程，使得：
- 构建过程**可重复、可追溯**
- 任何人都能从代码重建完全相同的镜像
- 配合 [GitHub Actions](../14_cases/ci/actions/README.md) 等 CI 系统实现自动化

### 5. 轻松迁移

Docker 可以在几乎任何平台上运行：
- ✅ 本地开发机（macOS、Windows、Linux）
- ✅ 公有云（AWS、Azure、GCP、阿里云、腾讯云）
- ✅ 私有云和自建数据中心
- ✅ 边缘设备和 IoT

**同一个镜像，在任何地方运行结果都一致。** 这让应用迁移变得前所未有的简单。

### 6. 微服务架构的基石

现代微服务架构几乎都依赖容器技术。Docker 让你可以：

- **隔离服务**：每个服务运行在独立容器中，互不干扰
- **独立扩展**：哪个服务负载高，就单独扩展哪个
- **独立部署**：更新一个服务不影响其他服务
- **技术多样**：不同服务可以用不同语言和框架

```
┌───────────────────────────────────────────────────┐
│                  微服务架构示例                    │
├─────────────┬─────────────┬───────────────────────┤
│  前端容器    │  API 容器   │     Worker 容器       │
│  (Node.js)  │  (Python)   │      (Go)             │
├─────────────┴─────────────┴───────────────────────┤
│                  Redis 容器                        │
├───────────────────────────────────────────────────┤
│               PostgreSQL 容器                      │
└───────────────────────────────────────────────────┘
```

## Docker 不适合的场景

笔者认为，技术选型要客观。Docker 并非银弹，以下场景可能不太适合：

### 1. 需要完全隔离的场景

容器共享宿主机内核，隔离性不如虚拟机。如果你需要运行不受信任的代码，虚拟机可能更安全。

### 2. 需要特殊内核的场景

容器使用宿主机内核。如果应用需要特定版本的内核或内核模块，可能需要虚拟机。

### 3. Windows 原生应用

虽然 Docker 支持 Windows 容器，但生态不如 Linux 容器成熟。传统 Windows 应用的容器化仍有挑战。

### 4. 桌面应用

Docker 主要面向服务端应用。桌面 GUI 应用的容器化虽然可行，但通常得不偿失。

## 与传统虚拟机的对比总结

| 特性 | Docker 容器 | 传统虚拟机 |
|:------|:-----------|:-----------|
| 启动速度 | 秒级 | 分钟级 |
| 磁盘占用 | MB 级别 | GB 级别 |
| 性能 | 接近原生 | 有 5-20% 损耗 |
| 单机支持量 | 上千个容器 | 几十个虚拟机 |
| 隔离性 | 进程级别 | 完全隔离 |
| 最佳场景 | 微服务、CI/CD、开发环境 | 多租户、高安全需求 |

## 本章小结

Docker 的核心价值可以用一句话概括：**让应用的开发、测试、部署保持一致，同时极大提高资源利用效率。**

笔者认为，对于现代软件开发者来说，Docker 已经不是"要不要学"的问题，而是**必备技能**。无论你是前端、后端、运维还是全栈开发者，掌握 Docker 都能让你的工作更高效。

接下来，让我们学习 Docker 的[基本概念](../02_basic_concept/README.md)。