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Linux容器运行GUI程序

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本文字数： 4.8k 阅读时长 ≈ 4 分钟
Docker Linux容器运行GUI程序尝试。Linux安装图形环境。Docker常用操作笔记。

背景

研究Flutter跨平台应用在Linux上运行。由于没有Linux电脑，因此尝试使用Docker容器代替Linux主机环境，将编译好的Flutter应用放到Linux容器中运行。

本文只介绍如何在Linux容器中运行GUI程序，不介绍Flutter编译相关。只演示x86_64架构Linux容器，arm和arm64步骤相同。

Mac上运行Docker Linux GUI程序

Linux本身不带图形界面，需要安装桌面环境。有两种方式X Window和VNC：

  • X Window System本身支持网络传输，本地开启X Server服务，远程X Client应用通过ssh连接到本地。
  • VNC（Virtual Network Console）用于远程控制桌面，远程开启VNC服务，本地通过VNC Viewer或浏览器连接到远程。类似于Windows下的RDP（Remote Desktop Protocol）。

X Window以X Client应用为单位。VNC以桌面为单位。

x11vnc：是一个VNC Server，通过X协议要求X Server将画面显示和控制权交给VNC Server，并且将X界面通过VNC共享给远程，默认端口为5900

使用X Window

原理：Mac提供了XQuartz工具，支持在Mac上运行X11。在主机端启动X Server，容器中启动X Client应用，建立连接，XServer将画面输出到显示器。

步骤：

  1. Mac主机安装XQuartz：brew install XQuartz

  2. 打开XQuartz：在偏好设置-安全性中，勾选”允许从网络客户端连接”，重启XQuartz

  3. 运行xhost：xhost +

    • xhost +：允许所有客户端连接，不需要认证
    • xhost -：开启访问控制，只有认证的机器能够连接
    • xhost + IP地址：允许某台机器连接

  4. 下载Ubuntu镜像：docker pull ubuntu

  5. 运行容器：docker run -itd --name ubuntu-env ubuntu /bin/bash

  6. 进入Ubuntu容器，并设置DISPLAY环境变量：docker exec -it -e DISPLAY=主机IP地址:0 ubuntu-env /bin/bash。（或者进入容器中使用export命令设置）

  7. 更新apt包管理器下载路径：apt update

  8. 安装gnome桌面环境：apt install gnome-core

  9. 打开GUI程序：gnome-help、gnome-calculator、firefox，Mac电脑上成功显示Linux GUI程序界面

无法运行mutter、gnome-shell、gnome-session、gnome-control-center等，报错如下：

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root@88f72f82f080:/# mutter
Window manager warning: Unsupported session type
root@88f72f82f080:/# gnome-shell
Window manager warning: Unsupported session type
root@88f72f82f080:/# gnome-session
libGL error: No matching fbConfigs or visuals found
libGL error: failed to load driver: swrast
libGL error: No matching fbConfigs or visuals found
libGL error: failed to load driver: swrast
gnome-session-binary[3604]: WARNING: software acceleration check failed: Child process exited with code 1
gnome-session-binary[3604]: CRITICAL: We failed, but the fail whale is dead. Sorry....
root@88f72f82f080:/# gnome-control-center
libGL error: No matching fbConfigs or visuals found
libGL error: failed to load driver: swrast

(gnome-control-center:3626): Gdk-ERROR **: 19:25:07.958: The program 'gnome-control-center' received an X Window System error.
This probably reflects a bug in the program.
The error was 'BadValue (integer parameter out of range for operation)'.
  (Details: serial 173 error_code 2 request_code 149 (GLX) minor_code 24)
  (Note to programmers: normally, X errors are reported asynchronously;
   that is, you will receive the error a while after causing it.
   To debug your program, run it with the GDK_SYNCHRONIZE environment
   variable to change this behavior. You can then get a meaningful
   backtrace from your debugger if you break on the gdk_x_error() function.)
Trace/breakpoint trap

Flutter应用运行同样报错，尝试了很多方法还是无法解决。

使用VNC

直接使用dorowu/ubuntu-desktop-lxde-vnc镜像，不需要自己安装图形环境。

步骤：

  1. 下载Ubuntu桌面镜像（大约500M）：docker pull dorowu/ubuntu-desktop-lxde-vnc
  2. 创建并运行容器：docker run -d --name ubuntu-desktop-lxde-vnc -p 6080:80 -p 5900:5900 -e VNC_PASSWORD=passwd -v /dev/shm:/dev/shm dorowu/ubuntu-desktop-lxde-vnc
  3. 浏览器访问：{服务器ip地址}:6080/
  4. 输入密码passwd，成功连接Linux容器桌面。
  5. 在VNC桌面上点击图标可以运行Flutter应用

用命令行执行，需要先export DISPLAY=:1.0

其他Docker操作

本节内容和要实现的目标没有关系，算是走了一些弯路和尝试，不过也是一些比较有用的知识点。

使用ssh登录Docker Linux容器环境

目标：使用ssh方式直接登录到本地或远程Docker容器。

  • 本地Docker容器：也可以直接docker exec进入容器
  • 远程Docker容器：也可以先使用ssh连接到服务器，再使用docker exec进入容器。

步骤：

  1. 下载Docker官方ubuntu镜像：docker pull ubuntu

  2. 创建并运行容器，将主机8022端口映射到容器的22端口：docker run -it --name ubuntu-env -p 8022:22 ubuntu /bin/bash

  3. 此时进入了容器终端。使用-d参数可以后台运行，不进入终端。之后可以通过docker exec -it ubuntu-env /bin/bash命令进入

  4. 容器中安装ssh服务：apt install openssh-server openssh-client vim

  5. 修改root登录权限：vim /etc/ssh/sshd_config，将PermitRootLogin值改为yes，取消注释

  6. 修改root密码：passwd root

  7. 生成ssh密钥，如果已有文件则可跳过

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    $ ssh-keygen -t rsa -f /etc/ssh/ssh_host_rsa_key
    $ ssh-keygen -t ecdsa -f /etc/ssh/ssh_host_ecdsa_key
    $ ssh-keygen -t ed25519 -f /etc/ssh/ssh_host_ed25519_key

  8. 启动ssh服务：service ssh start

  9. 输入exit或者control+D退出容器

  10. 主机通过ssh登陆容器Linux环境：ssh -p 8022 root@localhost（也可以输入IP连接远程机器的Docker容器）

如果连不上的话可以重启下容器docker restart ubuntu-env再进入容器启动ssh服务

容器创建的时候没有指定端口映射，如何修改？（挂载同理）

方法一：制作新镜像，重新创建容器。（推荐）

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# 停止容器
$ docker stop ubuntu-env
# 将容器制作为镜像
$ docker commit ubuntu-env ubuntu-env
# 删除容器
$ docker rm ubuntu-env
# 使用新镜像重新创建容器
$ docker run -it --name ubuntu-env -p 8022:22 ubuntu-env /bin/bashs

方法二：修改容器配置，重启Docker服务。（不推荐，会导致其他容器重启）

方法三：容器运行时修改端口映射：

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iptables -t nat -A DOCKER -p tcp --dport 宿主机端口 -j DNAT --to-destination 容器ip:容器端口

打包服务器的Docker镜像到本地机器使用

目标：将远程Linux服务器的Docker容器打包成镜像，拷贝到本地机器（MacOS）加载，避免重新安装一遍环境（gnome、ssh、git、vim等）。

步骤：

  1. 将容器制作为镜像：docker commit [container] [image]
  2. 服务器打包镜像：docker save -o image.tar ubuntu-env:latest
  3. 本地机器开启远程登录：系统偏好设置-共享-远程登录
  4. 拷贝镜像到本地机器：scp image.tar Afauria@ip地址:/Users/Afauria/Desktop/
  5. 本地机器下载Docker，加载镜像：docker load < image.tar
  6. 使用docker image ls可以看到已经成功加载镜像

结语

Ubuntu镜像有不同架构的版本，例如x86_64、ARM64、ARM：

  • docker pull ubuntu
  • docker pull arm64v8/ubuntu
  • docker pull arm32v7/ubuntu

Ubuntu桌面VNC镜像只有x86_64、ARM64的版本：

  • docker pull dorowu/ubuntu-desktop-lxde-vnc
  • docker pull dorowu/ubuntu-desktop-lxde-vnc:focal-arm64

运行其他架构的容器需要利用QEMU虚拟化技术：

  • Mac电脑默认支持
  • Linux电脑需要手动安装：apt install qemu-user-static

Docker中运行GUI参考资料：

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