Docker是一个开源的应用容器引擎，它允许开发者将应用及其依赖打包到一个可移植的容器中，然后发布到任何流行的Linux机器或Windows机器上，也可以实现虚拟化，容器是完全使用沙箱机制，相互之间不会有任何接口，这篇文章将详细介绍如何使用Docker构建可靠的应用程序。

1. 理解Docker

在开始使用Docker构建应用程序之前，首先需要理解Docker的基本概念和工作原理，Docker的主要组件包括：

Docker Engine：运行在主机上的守护进程，用于创建和管理容器。

Docker Image：一个只读的模板，包含了运行应用所需的所有内容，例如代码、运行时、系统工具、库和设置。

Docker Container：Image的一个运行实例，提供了应用运行所需的隔离环境。

2. 安装Docker

Docker支持多种操作系统，包括Windows、MacOS和大多数Linux发行版，你可以从Docker官方网站下载并安装适合你操作系统的Docker版本。

3. 创建Dockerfile

Dockerfile是一个文本文件，其中包含了一系列用户可以调用docker build命令来创建镜像的命令，以下是一个简单的Dockerfile示例：

使用官方Python基础镜像作为父镜像
FROM python:3.7slim
设置工作目录
WORKDIR /app
将当前目录下的所有文件复制到工作目录
COPY . /app
安装依赖
RUN pip install trustedhost pypi.python.org r requirements.txt
暴露端口
EXPOSE 8080
定义环境变量
ENV NAME World
运行app.py时，容器启动flask web服务器
CMD ["python", "app.py"]

4. 构建Docker镜像

在Dockerfile所在目录下，打开终端，输入以下命令来构建Docker镜像：

docker build t friendlyhello .

5. 运行Docker容器

构建完成后，可以使用以下命令来运行Docker容器：

docker run p 4000:8080 friendlyhello

6. 管理Docker容器和镜像

Docker提供了一系列的命令来管理容器和镜像，docker ps（查看正在运行的容器）、docker stop（停止一个或多个正在运行的容器）、docker rmi（删除一个或多个镜像）等。

7. 使用Docker Compose管理多容器应用

对于复杂的应用，可能需要多个容器协同工作，这时可以使用Docker Compose来管理这些容器，Docker Compose是一个用于定义和运行多容器Docker应用的工具，通过Compose，可以使用YAML文件来配置应用的服务、网络和卷，然后使用一个命令来创建和启动所有的服务。

8. 使用Docker Swarm进行集群管理

对于大规模的应用，可能需要使用Docker Swarm进行集群管理，Docker Swarm是Docker的原生集群和编排工具，它可以帮助你部署和管理跨多个主机的容器应用，Swarm模式下，可以将多个主机组织成一个集群，然后在集群中部署和管理应用服务。

9. 使用CI/CD工具集成Docker

为了提高开发效率和软件质量，可以集成持续集成（Continuous Integration）和持续交付（Continuous Delivery）工具，这些工具可以帮助自动化构建、测试和部署过程，从而确保每次提交都能够得到一个可部署的软件包，Jenkins、GitLab CI/CD、Travis CI等都支持与Docker集成。

10. 使用Kubernetes进行云原生应用部署和管理

对于需要大规模部署和管理的应用，可以考虑使用Kubernetes，Kubernetes是一个开源的容器编排平台，它可以自动化部署、扩展和管理容器化应用，Kubernetes提供了丰富的特性，如服务发现、负载均衡、滚动更新、自动扩缩容等，可以帮助你构建可靠、高效的云原生应用，Kubernetes与Docker有很好的兼容性，可以直接使用Docker镜像作为Pod的运行环境。

常见问题解答：

Q1：如何更新Docker镜像？

A1：要更新Docker镜像，首先需要删除旧的镜像，然后重新构建新的镜像，可以使用以下命令来删除镜像：docker rmi <image_id>，然后重新构建镜像并标记为新的版本：docker build t <image_name>:<version_number> .，可以使用新的镜像ID来运行新的容器。

Q2：如何在不停止当前运行的容器的情况下更新其镜像？

A2：要在不停止当前运行的容器的情况下更新其镜像，可以使用docker update命令，这个命令会尝试更新容器使用的镜像到新的版本，如果新的版本不存在或者更新失败，容器会继续使用旧的版本。docker update restart=no <container_id>，注意，这个命令在某些情况下可能无法正常工作，因为某些更改可能需要重启容器才能生效，在这种情况下，最好的做法是先停止容器，然后更新镜像并重新启动容器。