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## 新增内容 ### 附录文档扩展 - 扩展前端项目架构文档 (frontend-project-architecture.md) - 扩展后端项目架构文档 (backend-project-architecture.md) - 扩展数据治理文档 (data-governance.md) - 扩展数据可视化文档 (data-visualization.md) - 扩展分布式系统文档 (distributed-systems.md) - 扩展高可用文档 (high-availability.md) - 扩展单体到微服务文档 (monolith-to-microservices.md) - 扩展系统设计方法论文档 (system-design-methodology.md) - 扩展 Docker 容器文档 (docker-containers.md) - 扩展 Kubernetes 文档 (kubernetes.md) - 扩展 Linux 基础文档 (linux-basics.md) - 扩展神经网络文档 (neural-networks.md) ### 新增交互式组件 - 数据治理组件: DataQualityDemo, DataGovernanceFrameworkDemo, DataLineageDemo - 数据可视化组件: ChartTypeSelectorDemo, DashboardLayoutDemo - 分布式系统组件: CAPTheoremDemo, ConsistencyModelsDemo, DistributedChallengesDemo - 高可用组件: AvailabilityCalculatorDemo, FailoverStrategyDemo - 系统设计组件: SystemDesignStepsDemo, CapacityEstimationDemo - Docker 容器组件: DockerArchitectureDemo, DockerLifecycleDemo - Kubernetes 组件: K8sArchitectureDemo, K8sWorkloadsDemo - Linux 基础组件: LinuxFileSystemDemo, LinuxCommandDemo, LinuxPermissionsDemo - 神经网络组件: NeuronDemo, NetworkLayersDemo, NetworkArchitectureDemo - 单体到微服务组件: ArchEvolutionDemo - 项目架构组件: ProjectArchitectureComparisonDemo - 附录导航组件: AppendixFlowMap ### 英文版重构 - 将 en-us 目录重命名为 en - 更新相关配置和组件中的语言代码 ## Bug 修复 - 修复 index.js 中重复的组件导入语句导致的 build 失败 - 恢复被注释的 InvertedIndexDemo 和 SearchRelevanceDemo 导入 - 修复 HomeFeatures.vue 中 en-us 与 config.mjs 中 en 不一致导致的语言切换问题 ## 其他改进 - 添加构建脚本 (scripts/build.mjs) - 更新依赖版本
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# Docker 容器化
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::: tip 前言
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**"在我机器上能跑"是开发者最经典的借口，Docker 让这个借口彻底消失。** 容器化技术将应用及其所有依赖打包成一个标准化的单元，确保在任何环境中都能一致运行。它是现代软件交付的基石。
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**这篇文章会带你学什么？**
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学完这章后，你将获得：
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- **核心概念**：理解镜像、容器、仓库三大核心概念
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- **架构对比**：明白容器和虚拟机的本质区别
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- **实操能力**：掌握 Dockerfile 编写和常用命令
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- **编排基础**：学会用 Docker Compose 管理多服务应用
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- **最佳实践**：了解镜像优化、安全加固等生产级实践
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| 章节 | 内容 | 核心概念 |
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| **第 1 章** | 为什么需要容器 | 环境一致性、资源效率、标准化交付 |
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| **第 2 章** | 核心概念 | 镜像、容器、仓库、Dockerfile |
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| **第 3 章** | Docker 生命周期 | 编写、构建、推送、运行、管理 |
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| **第 4 章** | Docker Compose | 多服务编排、网络、数据卷 |
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| **第 5 章** | 最佳实践 | 镜像优化、安全、多阶段构建 |
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## 1. 为什么需要容器？
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在容器出现之前，部署一个应用需要在服务器上手动安装运行时、配置环境变量、处理依赖冲突。不同环境（开发、测试、生产）之间的差异是 bug 的温床。
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<DockerArchitectureDemo />
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### 容器解决了什么问题？
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| 问题 | 传统方式 | 容器方式 |
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| 环境不一致 | "我本地能跑" | 打包所有依赖，到处一致 |
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| 依赖冲突 | App A 要 Node 14，App B 要 Node 18 | 每个容器独立环境 |
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| 资源浪费 | 每个 VM 一个完整 OS | 共享内核，MB 级开销 |
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| 部署慢 | 手动安装配置 | docker run 一条命令 |
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| 扩容难 | 新建 VM、装环境、部署 | 秒级启动新容器 |
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::: tip 容器的本质
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容器不是轻量级虚拟机。它的本质是**被隔离的进程**。Linux 内核通过两个机制实现容器：
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- **Namespace**：隔离进程的视野（PID、网络、文件系统等）
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- **Cgroups**：限制进程的资源使用（CPU、内存、IO）
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容器里的进程和宿主机上的普通进程没有本质区别，只是被"关在了一个看不到外面的房间里"。
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## 2. 核心概念
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Docker 的世界围绕三个核心概念：镜像（Image）、容器（Container）、仓库（Registry）。
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| 概念 | 类比 | 说明 |
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| 镜像（Image） | 类 / 模板 | 只读的应用模板，包含代码、运行时、库、配置 |
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| 容器（Container） | 实例 / 对象 | 镜像的运行实例，可读写，有独立的生命周期 |
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| 仓库（Registry） | 应用商店 | 存储和分发镜像的服务（Docker Hub、ACR、ECR） |
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| Dockerfile | 配方 / 蓝图 | 定义如何构建镜像的文本文件 |
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| 数据卷（Volume） | 外接硬盘 | 持久化数据，容器删除后数据不丢失 |
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### 镜像的分层结构
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Docker 镜像由多个只读层（Layer）叠加而成，每条 Dockerfile 指令创建一层：
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```
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┌─────────────────────────┐
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│ CMD ["node", "app.js"] │ ← 启动命令层
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├─────────────────────────┤
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│ COPY . /app │ ← 应用代码层（经常变）
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├─────────────────────────┤
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│ RUN npm install │ ← 依赖安装层（偶尔变）
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├─────────────────────────┤
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│ FROM node:18-alpine │ ← 基础镜像层（很少变）
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└─────────────────────────┘
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```
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::: tip 为什么分层很重要？
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Docker 会缓存每一层。如果某一层没有变化，构建时会直接复用缓存。所以 Dockerfile 中应该把**变化频率低的指令放在前面**（如安装依赖），**变化频率高的放在后面**（如复制代码）。这样大部分构建都能命中缓存，速度快很多。
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## 3. Docker 生命周期
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从编写 Dockerfile 到容器运行，Docker 的工作流程是一条清晰的流水线。
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<DockerLifecycleDemo />
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### Dockerfile 常用指令速查
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| 指令 | 作用 | 示例 |
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| `FROM` | 指定基础镜像 | `FROM node:18-alpine` |
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| `WORKDIR` | 设置工作目录 | `WORKDIR /app` |
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| `COPY` | 复制文件到镜像 | `COPY package.json ./` |
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| `RUN` | 构建时执行命令 | `RUN npm install` |
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| `ENV` | 设置环境变量 | `ENV NODE_ENV=production` |
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| `EXPOSE` | 声明端口（仅文档作用） | `EXPOSE 3000` |
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| `CMD` | 容器启动命令 | `CMD ["node", "app.js"]` |
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| `ENTRYPOINT` | 容器入口点（不易被覆盖） | `ENTRYPOINT ["nginx"]` |
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## 4. Docker Compose：多服务编排
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真实项目通常不止一个容器。一个 Web 应用可能需要：应用服务器 + 数据库 + Redis + Nginx。Docker Compose 用一个 YAML 文件定义和管理多个容器。
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### docker-compose.yml 示例
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```yaml
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version: '3.8'
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services:
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app:
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build: .
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ports:
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- "3000:3000"
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environment:
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- DB_HOST=db
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- REDIS_HOST=redis
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depends_on:
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- db
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- redis
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db:
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image: postgres:15-alpine
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volumes:
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- db-data:/var/lib/postgresql/data
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environment:
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- POSTGRES_PASSWORD=secret
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redis:
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image: redis:7-alpine
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volumes:
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db-data:
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```
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### Compose 核心概念
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| 概念 | 说明 | 示例 |
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| services | 定义各个容器服务 | app、db、redis |
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| volumes | 持久化数据卷 | db-data 保存数据库文件 |
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| networks | 自定义网络（默认自动创建） | 服务间通过服务名互相访问 |
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| depends_on | 启动顺序依赖 | app 依赖 db 和 redis |
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| environment | 环境变量 | 数据库密码、连接地址 |
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::: tip 服务发现
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在 Docker Compose 中，服务名就是主机名。app 容器可以直接用 `db:5432` 访问数据库，用 `redis:6379` 访问 Redis，不需要知道 IP 地址。这是 Docker 内置 DNS 的功劳。
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:::
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## 5. 最佳实践
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### 5.1 多阶段构建（Multi-stage Build）
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多阶段构建是优化镜像大小的利器。构建阶段安装所有工具和依赖，最终阶段只保留运行时需要的文件。
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```dockerfile
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# 构建阶段
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FROM node:18-alpine AS builder
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WORKDIR /app
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COPY package*.json ./
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RUN npm ci
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COPY . .
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RUN npm run build
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# 运行阶段
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FROM node:18-alpine
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WORKDIR /app
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COPY --from=builder /app/dist ./dist
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COPY --from=builder /app/node_modules ./node_modules
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EXPOSE 3000
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CMD ["node", "dist/server.js"]
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```
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### 5.2 镜像优化清单
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| 优化项 | 做法 | 效果 |
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| 选择小基础镜像 | 用 `alpine` 而非 `ubuntu` | 镜像从 ~200MB 降到 ~50MB |
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| 合并 RUN 指令 | 多个命令用 `&&` 连接 | 减少镜像层数 |
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| 使用 .dockerignore | 排除 node_modules、.git 等 | 加速构建，减小上下文 |
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| 多阶段构建 | 分离构建和运行环境 | 最终镜像不含构建工具 |
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| 固定版本号 | `node:18.17-alpine` 而非 `node:latest` | 构建可重复 |
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### 5.3 安全实践
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| 实践 | 说明 |
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| 不用 root 运行 | `USER node` 指定非 root 用户 |
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| 扫描漏洞 | `docker scout` 或 Trivy 扫描镜像 |
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| 最小权限 | 只安装必要的包，不装调试工具 |
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| 不硬编码密钥 | 用环境变量或 Docker Secrets |
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| 定期更新基础镜像 | 及时修复安全漏洞 |
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## 总结
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Docker 容器化是现代软件交付的基础设施，理解它对于任何开发者都至关重要。
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回顾本章的关键要点：
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1. **容器 vs 虚拟机**：容器共享宿主内核，更轻量、更快，但隔离性略弱于 VM
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2. **核心三件套**：镜像（模板）、容器（实例）、仓库（分发）
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3. **Dockerfile**：分层构建，利用缓存，变化少的指令放前面
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4. **Docker Compose**：用 YAML 定义多服务应用，服务名即主机名
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5. **生产实践**：多阶段构建减小镜像、alpine 基础镜像、非 root 运行
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## 延伸阅读
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- [Docker 官方文档](https://docs.docker.com/) - 最权威的参考资料
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||
- [Docker Getting Started](https://docs.docker.com/get-started/) - 官方入门教程
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||
- [Dockerfile Best Practices](https://docs.docker.com/develop/develop-images/dockerfile_best-practices/) - 官方最佳实践指南
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||
- [Docker Compose 文档](https://docs.docker.com/compose/) - Compose 完整参考
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