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03-Dockerfile基础

 ·  ☕ 8 分钟  ·  ✍️ Laomei

Dockerfile是用来干什么的？答案是制作镜像。那么了解Dockerfile之前，首先需要理解几个简单概念。

Dockerfile基础概念

  1. 制作镜像命令： docker build
  2. build context: 镜像编译上下文，其实就是docker客户端所在的目录。Docker基本架构与原理提到Docker 是一个典型的 C/S 架构的应用，分为 Docker 客户端（即平时敲的 docker 命令）和 Docker 服务端（dockerd 守护进程），Docker 客户端通过 REST API 和服务端进行交互，docker 客户端每发送一条指令，底层都会转化成 REST API 调用的形式发送给服务端，服务端处理客户端发送的请求并给出响应。

一个典型的使用docker build的构建镜像的流程大概分为如下三步:

  • 1）执行 docker build -t <imageName:imageTag> . ；注意命令中有一个点号**(.)**在linux中表示当前目录，就是这次build的上下文build context；
  • 2）Docker 客户端会将构建命令后面指定的路径(.)下的所有文件打包成一个 tar 包，发送给 Docker 服务端;
  • 3）Docker 服务端收到客户端发送的 tar 包进行解压，根据 Dockerfile 里面的指令进行镜像的分层构建。

以一个简单的例子说明理解build context，首先创建一个简单的 demo 工程，工程结构如下：

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helloworld-app
├── Dockerfile
└── docker
    ├── app-1.0.jar
    ├── hello-world.txt
    └── html
        └── index.html

Dockerfile 内容：

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FROM busybox
COPY hello-world.txt .
COPY html/index.html .

测试一下进入 helloworld-app 目录进行镜像构建，以 docker 目录为build context上下文构建一个镜像：

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$ docker build -f Dockerfile -t hello-app:1.0 docker

这里使用了docker build构建了一个镜像hello-app, tag是1.0，上下文是后面的参数docker，即helloworld-app目录下的docker目录，docker build执行的内容是Dockerfile定义的三个指令：FROM，COPY，COPY。当然这个镜像只是从busybox里复制了两个文件，实际意义不大。下面来看看详细的Dockerfile指令。

Dockerfile的基本指令

关于这些基本指令先来看一则网上的示意图，将大部分指令形象化描述出来了。

dockerfile-layer

图 1 Dockerfile指令 - 图片来自网络

  • FROM指令：指定base镜像，Dockerfile中第一条指令必须是FROM指令，其格式如下：

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    FROM image
FROM image:tag

  • MAINTAINER指令：指明作者信息，格式为:

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    MAINTAINER user_name user_email

  • WORKDIR指令：为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT 、ADD和COPY指令指定工作目录，这个目录必须是在容器中提前创建好的。docker build 构建镜像过程中的，每一个 RUN 命令都是新建的一层，只有通过 WORKDIR 创建的目录才会一直存在。格式如下：

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    WORKDIR /path/to/workdir

    可以使用多个 WORKDIR 指令，后续命令中的参数如果是相对路径，则基于之前命令指定路径，如：

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    WORKDIR /a
WORKDIR b
WORKDIR c
RUN pwd

#RUN的结果是/a/b/c

    这里有多个WORKDIR指令，第一个路径/a是绝对路径，第二个和第三个是b和c是相对路径，需要组合为/a/b/c为最终路径。

  • COPY指令：从上下文目录中复制文件或者目录到容器里指定路径，上下文目录就是指上面提到的build context。格式为:

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    COPY src desc  #若desc不存在则自动创建；

  • ADD指令：ADD 指令和 COPY 的使用格类似（同样需求下，官方推荐使用 COPY），功能也类似，不同之处在于源文件格式为tar,gzip,bzip2,xz时，会自动复制并解压到目标路径。

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    ADD <src> <dest>  #src是上下文build context的相对路径，也可以是一个url

  • ENV指令：设置环境变量，后续在Dockerfile的指令中，可以使用这个环境变量，并在容器运行时保持。格式如下：

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    ENV <key> <value>
ENV <key1>=<value1> <key2>=<value2>...

    以下示例设置 NODE_VERSION = 7.2.0 ， 后续在Dockerfile的指令中可以通过 $NODE_VERSION 引用：

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    ENV NODE_VERSION 7.2.0

RUN curl -SLO "https://nodejs.org/dist/v$NODE_VERSION/node-v$NODE_VERSION-linux-x64.tar.xz" \
  && curl -SLO "https://nodejs.org/dist/v$NODE_VERSION/SHASUMS256.txt.asc"

  • EXPOSE指令：指定容器中的进程会监听某个端口，Docker可以将该端口暴露出来。在运行时使用随机端口映射时，也就是docker run -P 时，会自动随机映射 EXPOSE 的端口。EXPOSE格式如下：

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    EXPOSE <端口1> [<端口2>...]

  • VOLUME指令：定义匿名数据卷，在HOST宿主机的目录/var/lib/docker/volumes下自动生成一个随机目录。我们知道不应该在容器存储层内进行数据写入操作，所有写操作都应该使用卷，那么匿名卷是什么意思？即

    • 在进行数据卷挂载的时候不指定HOST宿主机的数据卷目录，使用docker run -v命令后直接跟上容器内数据卷所在的路径。
    • 或者在Dockerfile中定义了匿名卷以后，用户即使没有使用docker run -v指定卷也会在容器内指定一个目录，挂载在HOST宿主机的目录/var/lib/docker/volumes下面，可以通过docker inspect (这是容器id)查看容器挂载的卷的具体目录。

    VOLUME指令格式如下：

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    VOLUME ["<路径1>", "<路径2>"...]
VOLUME <路径>

    在启动容器 docker run 的时候，我们可以通过 -v 参数修改挂载点。

    参考文章1： Dockerfile Volume指令与docker -v的区别

    参考文章2：Docker 匿名卷（匿名挂载）和命名卷（具名挂载)

  • RUN指令：每条 RUN 指令将在当前的镜像基础上执行指定的命令，并创建一个新的镜像层，一层新的数据到镜像中。格式如下：

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    RUN command                                                         ##格式1，调用shell终端通过/bin/sh来执行
RUN ["executable","param1","param2".....]              ##格式2，使用docker exec命令执行，推荐这种方式

  • CMD指令：为启动的容器指定默认要运行的程序，就是startup启动程序，程序运行结束时容器生命周期也就结束了。CMD指令指定的程序会被 docker run 命令行参数中指定要运行的程序所覆盖。每个Dockerfile只能有一个CMD指令，如果有多个则只有最后一个被启动执行。其格式为：

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    CMD command param1 param2                 ##格式1，调用shell终端通过/bin/sh来执行
CMD ["executable","param1","param2"]    ##格式2，使用docker exec命令执行，推荐这种方式

  • ENTRYPOINT指令：跟CMD指令类似，也是容器startup启动程序，并且不会被 docker run 提供的参数覆盖，每个Dockerfile只能有一个ENTRYPOINT，当指定多个时，只有最后一个生效。格式如下：

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    ENTRYPOINT command param1 param2                    ##格式1，调用shell终端通过/bin/sh来执行
ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]    ##格式2，使用docker exec命令执行，推荐这种方式

    上面看起来RUN、CMD、ENTRYPOINT都一样，它们有什么区别呢？直接抛结论：

    1. RUN命令执行命令，并创建新的镜像层，通常用于安装软件包
    2. CMD命令设置的是容器startup后执行的命令及其参数，但CMD设置的命令能够被docker run命令后面的命令行参数替换，如ubuntu, busybox, debian镜像在其dockerfile最后一句中都会指定启动命令为/bin/bash
    3. ENTRYPOINT配置容器startup时的执行命令（不会被忽略，一定会被执行，即使运行 docker run时指定了其他命令）

    列了这么多，举个栗子实操一下基于Dockerfile写一个Nginx镜像并启动一个nginx容器吧。

基于Dockerfile定制Nginx镜像

  • 设置工作目录

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    $ sudo mkdir -p /root/lab
$ sudo cd /root/lab

  • 在工作目录下新建一个Dockerfile文件Dockerfile_nginx

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    $ sudo vim Dockerfile_nginx

    内容如下：

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    # 设置Base镜像为dockerhub最新nginx镜像
FROM nginx

# 设置容器的工作目录
WORKDIR "/tmp"

# 表示对外期望暴露的端口
EXPOSE 80

# 设置容器的匿名卷 /usr/local/tmp
VOLUME /usr/local/tmp

# 启动nginx，指定参数 -g `daemon off`将nginx设置为前台运行
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

    使用nginx -g daemon off启动nginx容器的原因：

    1. 背景：Docker 容器启动时，默认会把容器内部第一个进程，也就是pid=1的程序，作为docker容器是否正在运行的依据，如果 docker 容器pid=1的进程挂了，那么docker容器便会直接退出。
    2. 原因：nginx默认是以后台模式启动的，Docker未执行自定义的CMD之前，nginx的pid是1，执行到CMD之后，nginx就在后台运行，bash或sh脚本的pid变成了1。所以一旦执行完自定义CMD，nginx容器也就退出了。为了保持nginx的容器不退出，应该关闭nginx后台运行

    编译Dockerfile生成一个镜像：

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    $sudo docker build -f Dockerfile_nginx -t lm/nginx:v1.0 .

    参数说明：

    • -f：输入Dockerfile文件
    • -t：给镜像打TAG
    • .：指定build context上下文为当前目录

    开始启动容器：

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    $sudo docker run -it -d -p 80:80 lm/nginx:v1.0
0f6ec4c8ac83edde6fbfc6288905af29f7ed2312a08d850fab53c299e7840fda

    参数说明：

    • it: 给容器分配一个shell终端进行交互，以tty进行；
    • -d: 后台守护这个容器进程
    • -p: 第一个80是主机端口，第二个80是容器端口，将主机端口隐射至容器端口

    启动后访问主机IP，可直接通过curl命令访问，也可通过浏览器访问，由于http协议默认端口为80所以无需加端口号访问，如下图示。

    day1-docker-nginx

    上面是通过nginx镜像直接生成的，一般应用中nginx大多是当成中间件的，base镜像选择的一般是操作系统。

    导出导入Docker镜像

    在内网中因为基于安全考虑，正式仓库中的镜像比较少，如果在内网从因为无法获取软件包而制作镜像失败，一个可行的解决方案是在外网中制作好镜像，将镜像打包后拷贝至内网中，再导入镜像，最终PUSH上传到自己的私有仓库。

    导出镜像：

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    $sudo docker save [镜像:tag]  >  [镜像包名]

    导入镜像：

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    $sudo docker load <  [镜像包名]

    此举可以做一些曲线救国之事，比如我们在内网无法获取的一些软件安装包，可以在外网打包下载下来再加载进来，然后push到自己的私有仓库。后续需要使用的时候，就直接拉取即可。

全文完。

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LaoMei
作者
Laomei
A student,committed to continuous learning.
laomei 微信公众号

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