【docker基础】第十周：CI/CD集成

📚前言

👀回顾，系统学习docker系列已发布内容：

【docker基础】0、系统学习docker之总计划

【docker基础】第一课、从零开始理解容器技术

【docker基础】第二课：安装、配置与基础命令

【docker基础】第三课：镜像管理与Dockerfile基础

【docker基础】第四课：容器操作与数据管理

【docker基础】第五课：Docker网络详解-CSDN博客

【docker基础】第六课：Web应用与数据库容器部署-CSDN博客

【docker基础】 第七课：Docker Compose 多容器实战-CSDN博客

【docker基础】 第八周：容器监控与应用更新策略-CSDN博客

【docker基础】第九周：Docker安全与镜像优化-CSDN博客

 🔗相关文档：

windows下安装docker

【docker基础】Ubuntu 安装 Docker 超详细小白教程

📒本课学习目标：

🌍Docker第十周：CI/CD集成

欢迎来到 Docker 第十周的学习！本周我们将学习如何将 Docker 与 CI/CD（持续集成/持续部署）工具集成，实现自动化构建和部署。

第一章：CI/CD 基础概念

1.1 什么是 CI/CD

CI（持续集成）：开发人员频繁地将代码合并到主分支，每次合并都会自动执行构建和测试。

CD（持续部署）：代码通过 CI 测试后，自动部署到生产环境。

1.2 CI/CD 的工作流程

代码提交 →→→ 自动构建 →→→ 自动测试 →→→ 自动部署 →→→ 生产环境
↑ ↓
└──────────────────────────────────────────────┘
（反馈循环）

1.3 为什么 Docker 适合 CI/CD

• 环境一致性：开发、测试、生产环境完全一致
• 快速启动：容器可以在几秒钟内启动
• 资源隔离：不同项目的构建互不影响
• 易于回滚：出现问题可以快速回滚到之前的版本

第二章：GitHub Actions 与 Docker

2.1 什么是 GitHub Actions

GitHub Actions 是 GitHub 提供的 CI/CD 功能，可以自动化构建、测试和部署流程。

2.2 基本概念

• Workflow（工作流）：自动化流程的定义
• Job（作业）：工作流中的一个任务
• Step（步骤）：作业中的具体操作
• Action（动作）：可重用的步骤单元

2.3 创建第一个 Docker 工作流

2.3.1 创建工作流文件

在项目根目录创建 .github/workflows/docker.yml 文件：

name: Docker Build and Push

on:
push:
branches:
– main # 当 main 分支有代码推送时触发
pull_request:
branches:
– main # 当有 PR 合并到 main 时触发

jobs:
build:
runs-on: ubuntu-latest

steps:
# 步骤1：检出代码
– name: Checkout code
uses: actions/checkout@v3

# 步骤2：设置 Docker Buildx
– name: Set up Docker Buildx
uses: docker/setup-buildx-action@v2

# 步骤3：登录 Docker Hub
– name: Login to Docker Hub
uses: docker/login-action@v2
with:
username: ${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }}
password: ${{ secrets.DOCKERHUB_TOKEN }}

# 步骤4：构建并推送镜像
– name: Build and push
uses: docker/build-push-action@v4
with:
context: .
push: true
tags: |
myusername/myapp:latest
myusername/myapp:${{ github.sha }}

2.4 配置 GitHub Secrets

为了安全地存储敏感信息（如 Docker Hub 密码），需要配置 Secrets：

2.5 字段说明

第三章：多步骤构建工作流

3.1 构建、测试、部署完整流程

name: CI/CD Pipeline

on:
push:
branches: [main]
pull_request:
branches: [main]

jobs:
# 作业1：构建和测试
build-and-test:
runs-on: ubuntu-latest

services:
mysql:
image: mysql:5.7
env:
MYSQL_ROOT_PASSWORD: testpass
MYSQL_DATABASE: testdb
options: >-
–health-cmd="mysqladmin ping"
–health-interval=10s
–health-timeout=5s
–health-retries=5

steps:
– name: Checkout code
uses: actions/checkout@v3

– name: Set up Docker Buildx
uses: docker/setup-buildx-action@v2

– name: Build application
run: docker build -t myapp:test .

– name: Run tests
run: |
docker run -d –name test-app myapp:test
sleep 5
docker exec test-app npm test
docker stop test-app

# 作业2：构建并推送镜像
build-and-push:
needs: build-and-test # 依赖前一个作业
runs-on: ubuntu-latest
if: github.ref == 'refs/heads/main' # 只在 main 分支执行

steps:
– name: Checkout code
uses: actions/checkout@v3

– name: Set up Docker Buildx
uses: docker/setup-buildx-action@v2

– name: Login to Docker Hub
uses: docker/login-action@v2
with:
username: ${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }}
password: ${{ secrets.DOCKERHUB_TOKEN }}

– name: Build and push
uses: docker/build-push-action@v4
with:
context: .
push: true
tags: |
myusername/myapp:latest
myusername/myapp:${{ github.sha }}

# 作业3：部署到服务器
deploy:
needs: build-and-push
runs-on: ubuntu-latest

steps:
– name: Deploy to server
uses: appleboy/ssh-action@master
with:
host: ${{ secrets.SERVER_HOST }}
username: ${{ secrets.SERVER_USER }}
key: ${{ secrets.SERVER_SSH_KEY }}
script: |
docker pull myusername/myapp:latest
docker stop myapp || true
docker rm myapp || true
docker run -d –name myapp -p 80:80 myusername/myapp:latest

3.2 多平台构建

构建支持多个 CPU 架构的镜像：

– name: Build and push (multi-platform)
uses: docker/build-push-action@v4
with:
context: .
platforms: linux/amd64,linux/arm64/v8
push: true
tags: |
myusername/myapp:latest
myusername/myapp:${{ github.sha }}

第四章：Docker 与 Jenkins 集成

 4.1Jenkins简介

Jenkins 是一个开源的 持续集成/持续部署（CI/CD）自动化工具，用 Java 开发，主要用于：

• 自动化构建
• 自动化测试
• 自动化部署
• 持续交付

Jenkins 的核心功能

工作原理

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ Jenkins 工作流程 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 开发者提交代码 │
│ ↓ │
│ Git/GitHub/GitLab │
│ ↓ │
│ Jenkins 拉取代码 │
│ ↓ │
│ 执行构建脚本 │
│ ↓ │
│ 运行测试用例 │
│ ↓ │
│ ┌─────────────────┐ │
│ │ 构建成功？ │ │
│ └────────┬────────┘ │
│ │ │
│ ┌────┴────┐ │
│ ↓ ↓ │
│ 是 否 │
│ ↓ ↓ │
│ 部署到 发送通知 │
│ 测试环境 （邮件/Slack） │
│ ↓ │
│ 自动测试 │
│ ↓ │
│ 手动审批（可选） │
│ ↓ │
│ 部署到生产环境 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

 4.2Jenkins 安装与配置

4.2.1 使用 Docker 运行 Jenkins

docker run -d \\
–name jenkins \\
-p 8080:8080 \\
-p 50000:50000 \\
-v jenkins_home:/var/jenkins_home \\
jenkins/jenkins:lts

4.2.2 获取初始管理员密码

docker exec jenkins cat /var/jenkins_home/secrets/initialAdminPassword

4.3 安装推荐插件

首次登录后，选择"安装推荐插件"，包括：

• Git 插件
• Docker 插件
• Pipeline 插件
• Blue Ocean（可视化界面）

创建 Jenkins Pipeline示例，在 Jenkins 中创建 Jenkinsfile：

pipeline {
agent {
docker {
image 'node:14-alpine'
args '-p 3000:3000'
}
}

stages {
stage('Checkout') {
steps {
checkout scm
}
}

stage('Build') {
steps {
sh 'npm install'
sh 'npm run build'
}
}

stage('Test') {
steps {
sh 'npm test'
}
}

stage('Build Docker Image') {
steps {
sh "docker build -t myapp:${env.BUILD_NUMBER} ."
sh "docker tag myapp:${env.BUILD_NUMBER} myusername/myapp:latest"
}
}

stage('Push to Registry') {
steps {
withCredentials([usernamePassword(credentialsId: 'dockerhub', usernameVariable: 'USERNAME', passwordVariable: 'PASSWORD')]) {
sh 'echo $PASSWORD | docker login -u $USERNAME –password-stdin'
sh 'docker push myusername/myapp:latest'
sh 'docker push myusername/myapp:${env.BUILD_NUMBER}'
}
}
}

stage('Deploy') {
steps {
sh '''
ssh user@server "docker pull myusername/myapp:latest"
ssh user@server "docker stop myapp || true"
ssh user@server "docker rm myapp || true"
ssh user@server "docker run -d –name myapp -p 80:80 myusername/myapp:latest"
'''
}
}
}

post {
always {
cleanWs()
}
}
}

Pipeline 语法说明

第五章：自动化构建与推送

5.1 构建矩阵策略

使用矩阵策略并行构建多个配置：

jobs:
build:
runs-on: ubuntu-latest
strategy:
matrix:
node-version: [14, 16, 18]
platform: [ubuntu-latest, windows-latest]

steps:
– uses: actions/checkout@v3

– name: Use Node.js ${{ matrix.node-version }}
uses: actions/setup-node@v3
with:
node-version: ${{ matrix.node-version }}

– name: Build
run: npm ci

– name: Build Docker image
run: |
docker build \\
–tag myapp:${{ matrix.node-version }} \\
–build-arg NODE_VERSION=${{ matrix.node-version }} \\
.

5.2 条件执行

根据分支或标签触发不同的构建：

jobs:
build:
runs-on: ubuntu-latest

steps:
– uses: actions/checkout@v3

# 只在 main 分支构建并推送
– name: Build and push
if: github.ref == 'refs/heads/main'
run: |
docker build -t myapp:latest .
docker push myapp:latest

# 只在标签发布时构建并推送
– name: Build and push (release)
if: startsWith(github.ref, 'refs/tags/v')
run: |
VERSION=${GITHUB_REF#refs/tags/v}
docker build -t myapp:$VERSION .
docker push myapp:$VERSION

5.3 缓存优化

加速 Docker 构建：

– name: Build and push
uses: docker/build-push-action@v4
with:
context: .
push: true
tags: myusername/myapp:latest
cache-from: type=gha
cache-to: type=gha,mode=max

第六章：环境部署策略

6.1 开发环境部署

deploy-dev:
runs-on: ubuntu-latest
if: github.ref == 'refs/heads/develop'

steps:
– name: Deploy to development
run: |
kubectl config use-context dev
kubectl apply -f k8s/manifests/

6.2 生产环境部署

deploy-prod:
runs-on: ubuntu-latest
needs: deploy-staging
if: startsWith(github.ref, 'refs/tags/v')

steps:
– name: Deploy to production
run: |
kubectl config use-context prod
kubectl set image deployment/myapp app=myusername/myapp:${{ github.ref_name }}

6.3 蓝绿部署

blue-green-deploy:
runs-on: ubuntu-latest

steps:
# 部署蓝色版本
– name: Deploy blue version
run: |
docker-compose -f docker-compose.blue.yml up -d
sleep 10

# 健康检查
– name: Health check
run: |
curl -f http://blue.example.com/health || exit 1

# 切换流量
– name: Switch traffic
run: |
docker-compose -f docker-compose.green.yml rm -f
docker-compose -f docker-compose.blue.yml up -d –scale blue=2

第七章：实战练习

7.1 练习1：创建 GitHub Actions 工作流

7.2 练习2：多阶段 CI/CD 流程

创建一个完整的工作流，包括：

• 代码检出
• 依赖安装
• 单元测试
• Docker 镜像构建
• 镜像推送
• 服务器部署

7.3 练习3：实现自动化回滚

rollback:
runs-on: ubuntu-latest
if: failure()

steps:
– name: Rollback deployment
if: failure()
run: |
docker pull myusername/myapp:${{ github.event.inputs.previous_tag }}
kubectl rollout undo deployment/myapp

第八章：常见问题与解决方案

8.1 问题：构建超时

解决方案：增加超时时间或优化构建步骤

jobs:
build:
timeout-minutes: 30 # 增加超时时间

8.2 问题：Secrets 无法访问

解决方案：确保 Secrets 名称正确，且在正确的位置引用

# 确保在 Settings → Secrets 中配置
with:
username: ${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }}

8.3 问题：Docker 镜像无法推送

解决方案：检查登录凭据和网络连接

# 本地测试推送
docker login
docker push myusername/myapp:latest

命令速查表

本周总结

本周我们学习了：

练习作业：