Docker Dockerfile

概述 §

Dockerfile 是一个文本文件，包含了一系列指令和参数，用于自动化构建 Docker 镜像。每条指令都会在镜像中创建一个新的层，涵盖了从基础镜像开始、复制文件、运行命令、设置环境变量等多种操作。通过 Dockerfile，可以确保镜像的构建过程是可重复且无差异的，这对于持续集成和持续部署（CI/CD）的实施至关重要。

Dockerfile §

Dockerfile 的开发是一个循环的过程，涉及编写、构建、测试、优化和维护，旨在创建高效、可维护且可重复使用的 Dockerfile，以生成高质量的 Docker 镜像。

以下是 Dockerfile 开发的常规工作流程：

graph TD
    A[需求分析] --> B[编写 Dockerfile]
    B --> C[构建镜像]
    C --> D[测试镜像]
    D --> E{满足需求?}
    E -->|是| F[优化和迭代]
    E -->|否| G[维护和更新]
    F --> H[分享和部署]
    G --> B
    H --> I[结束]

关键步骤：

1. 定义基础镜像：从一个已有的镜像开始，这是所有后续操作的基础。
2. 执行构建命令：安装软件包、修改配置文件等。
3. 添加文件和目录：将所需文件和目录添加到镜像中。
4. 设置工作目录：为 Dockerfile 中的指令指定工作目录。
5. 配置环境变量：设定必要的环境变量。
6. 暴露端口：声明容器监听的端口。
7. 配置启动命令：设置容器启动时执行的命令。

指令 §

指令	描述	示例
FROM	指定基础镜像，是构建新镜像的起点。	FROM ubuntu:18.04
RUN	在镜像构建过程中运行命令。	RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
CMD	提供容器启动时的默认执行命令。	CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
ENTRYPOINT	配置容器启动时运行的命令，可以与 CMD 指令配合使用。	ENTRYPOINT ["./app"]
COPY	将文件从构建上下文复制到镜像中。	COPY . /app
ADD	将文件从构建上下文或 URL 复制到镜像中，可自动解压压缩包。	ADD http://example.com/big.tar.xz /usr/src/things/
ENV	设置环境变量。	ENV MY_VAR=value
EXPOSE	声明容器运行时监听的端口。	EXPOSE 80
VOLUME	创建一个挂载点来持久化数据。	VOLUME /data
WORKDIR	为 Dockerfile 中的指令设置工作目录。	WORKDIR /app
ARG	定义构建时的变量，可以在构建命令中用 --build-arg 来覆盖。	ARG VERSION=latest
USER	指定运行容器时的用户名或 UID，以及可选的用户组或 GID。	USER www-data
LABEL	为镜像添加元数据。	LABEL version="1.0"
ONBUILD	为镜像指定触发器指令，当镜像作为基础镜像时，触发器将在派生镜像中执行。	ONBUILD RUN echo 'Doing something...'
HEALTHCHECK	指定一个命令，用于检查容器是否健康运行。	`HEALTHCHECK CMD curl —fail http://localhost:80/
SHELL	用于覆盖默认的 shell 命令。	SHELL ["/bin/bash", "-c"]
STOPSIGNAL	设置停止容器时发送的系统调用信号。	STOPSIGNAL SIGTERM

示例 §

# 指定基础镜像
FROM python:3.8
 
# 设置工作目录
WORKDIR /app
 
# 复制依赖文件到容器中
COPY requirements.txt ./
 
# 安装依赖
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
 
# 将当前目录下的所有文件复制到容器的工作目录中
COPY . .
 
# 暴露端口
EXPOSE 5000
 
# 定义容器启动时执行的命令
CMD ["flask", "run", "--host=0.0.0.0"]

镜像构建 §

镜像构建是 Docker 使用中的核心概念，它允许用户从一个基础镜像开始，通过一系列步骤添加自定义的层次，最终创建出一个新的镜像。深入了解镜像构建，包括二次构建（多阶段构建）等高级特性，可以帮助你更高效地使用 Docker，优化你的开发和部署流程。

• Dockerfile：Dockerfile 是构建 Docker 镜像的蓝图，它包含了一系列的指令，每个指令都会在镜像中创建一个新的层。
• 镜像层：Docker 镜像是由多个只读层组成的。当你更改镜像并提交这些更改时，你实际上是在基础镜像上添加了一个新层。
• 构建上下文：构建上下文是指向 Docker 守护进程的一组文件和目录，这些文件和目录用于构建 Docker 镜像。构建上下文的路径可以在 docker build 命令中指定。

基本构建 §

使用 docker build 命令和 Dockerfile 来构建镜像。在构建过程中，Docker 逐条处理 Dockerfile 中的指令，每条指令都会创建镜像的一个新层。构建完成后，你将获得一个可用于创建容器的镜像。

docker build -t my_image_name:my_tag .

这个命令将使用当前目录中的 Dockerfile 来构建镜像，并将其标记为 my_image_name:my_tag。

多阶段构建 §

多阶段构建是 Docker 17.05 版本引入的一个特性，它允许在一个 Dockerfile 中定义多个构建阶段，每个阶段都可以使用不同的基础镜像。多阶段构建的主要优点是减小最终镜像的大小，提高构建效率，避免在最终镜像中包含不必要的文件。

• 定义多个阶段：可以通过在 Dockerfile 中多次使用 FROM 指令来定义多个构建阶段。
• 复制阶段间的文件：使用 COPY --from=<stage> 指令可以从一个阶段复制文件到另一个阶段。

# 第一阶段：构建阶段
# 使用官方 Python 镜像作为构建镜像的基础
FROM python:3.8-slim as builder
 
# 设置工作目录
WORKDIR /app
 
# 将应用依赖复制到容器中
COPY requirements.txt .
 
# 安装应用依赖
RUN pip install --user -r requirements.txt
 
# 复制应用代码到容器中
COPY . .
 
# 第二阶段：运行阶段
# 再次从一个干净的 Python 镜像开始
FROM python:3.8-slim
 
# 创建一个非 root 用户
RUN useradd -m myuser
USER myuser
 
# 从构建阶段复制已安装的依赖
COPY --from=builder /root/.local /home/myuser/.local
COPY --from=builder /app /app
 
# 设置工作目录
WORKDIR /app
 
# 设置环境变量
ENV PATH=/home/myuser/.local/bin:$PATH
 
# 暴露应用端口
EXPOSE 5000
 
# 设置容器启动时执行的命令
CMD ["python", "app.py"]

优化构建 §

• 减少层的数量：合并多个 RUN 指令可以减少镜像层的数量，减小镜像大小。
• 使用 .dockerignore 文件：通过定义 .dockerignore 文件排除不必要的文件和目录，减少构建上下文的大小，加快构建速度。
• 利用构建缓存：Docker 会缓存每一层的结果，如果 Dockerfile 中的某一层没有变化，则在构建时会重用这一层的缓存。合理利用构建缓存可以显著提高构建效率。

镜像管理 §

Docker 提供了多种命令来管理本地存储的镜像：

命令	描述	示例
docker images 或 docker image ls	列出本地所有镜像	docker images
docker rmi <image>	删除指定的镜像	docker rmi nginx:latest
docker inspect <image>	显示镜像的详细信息	docker inspect ubuntu:18.04
docker pull <image>	从远程仓库拉取指定的镜像	docker pull python:3.8-slim
docker push <image>	将本地镜像推送到远程仓库	docker push myusername/myimage:tag
docker build -t <tag> .	根据当前目录的 Dockerfile 构建镜像	docker build -t myapp:v1 .
docker history <image>	查看镜像的构建历史	docker history nginx:latest
docker tag <image> <tag>	为镜像添加一个新标签	docker tag myimage:latest myimage:v2
docker save -o <path> <image>	将镜像保存为 tar 归档文件	docker save -o myimage.tar myimage:latest
docker load -i <path>	从 tar 归档文件中加载镜像	docker load -i myimage.tar
docker image prune	删除未被任何容器使用的悬挂镜像	docker image prune
docker image rm <image>	删除一个或多个镜像	docker image rm myimage1 myimage2

镜像仓库 §

Docker 镜像仓库扮演着在 Docker 生态系统中极为关键的角色，它们不仅存储和分发容器镜像，还促进了开发和运维工作的协同。这些仓库可以是公开的，也可以是私有的，以满足不同的安全和隐私需求。

Docker Hub 是最广为人知的 Docker 镜像仓库，提供了大量的公共镜像供下载和使用。它支持个人和组织管理镜像，并能与自动化构建和测试流程无缝集成。

对于需要控制镜像访问权限的场景，私有 Docker 仓库是理想的选择。私有仓库可以部署在内部网络中，确保敏感镜像的安全。Docker Registry 是官方提供的开源仓库解决方案，支持本地部署和管理私有镜像。

使用 Docker Hub 拉取镜像 §

从 Docker Hub 或私有仓库拉取镜像是常见操作。使用 docker pull 命令可以轻松完成这一任务：

docker pull my_username/my_image_name:my_tag

推送镜像到 Docker Hub §

1. 创建 Docker Hub 账号 §

如果你还没有 Docker Hub 的账号，你需要先在 Docker Hub 上注册一个。

2. 登录到 Docker Hub §

在终端或命令行界面，使用 docker login 命令登录到你的 Docker Hub 账号。输入你的用户名和密码进行认证。

docker login

成功登录后，你的认证信息将被保存，以便后续操作无需重复登录。

3. 标记你的镜像 §

在推送镜像之前，你需要为你的镜像设置一个标签（Tag），这个标签应该包含你的 Docker Hub 用户名、镜像的名字，以及（可选的）标签。

docker tag local-image-name:tag your-dockerhub-username/repository-name:tag

• local-image-name:tag 是你本地镜像的名称和标签。
• your-dockerhub-username 是你在 Docker Hub 上的用户名。
• repository-name 是你希望在 Docker Hub 上创建的仓库名。
• tag 是你给镜像指定的标签，如果不指定，默认为 latest。

例如，如果你的 Docker Hub 用户名是 johndoe，并且你想要推送一个名为 myapp 的镜像，标签为 v1.0，你可以执行：

docker tag myapp:latest johndoe/myapp:v1.0

4. 推送镜像到 Docker Hub §

使用 docker push 命令将镜像推送到你的 Docker Hub 仓库：

docker push your-dockerhub-username/repository-name:tag

继续之前的例子：

docker push johndoe/myapp:v1.0

这个命令会将 myapp 镜像的 v1.0 标签版本推送到 Docker Hub 上的 johndoe/myapp 仓库中。

5. 验证 §

推送完成后，你可以在 Docker Hub 的网站上登录你的账号，查看你的仓库列表，确认新推送的镜像已经出现在列表中。

推送镜像到私人仓库 §

推送镜像到私人仓库的过程与推送到 Docker Hub 类似，但需要确保你有权限访问该私人仓库，并且可能需要配置额外的认证信息。以下是推送镜像到私人仓库的一般步骤：

1. 登录私人仓库 §

私有仓库通常需要认证，以保证仓库的安全性。使用 docker login 命令进行登录，确保你拥有足够的权限来推送镜像。

docker login myregistry.example.com

2.标记你的镜像 §

在推送镜像之前，需要将其标记为私人仓库的地址。这是通过 docker tag 命令完成的，标记格式通常为 仓库地址/用户名/镜像名称:标签。

docker tag my_image_name:my_tag myregistry.example.com/my_username/my_image_name:my_tag

这里：

• my_image_name:my_tag 是你本地镜像的名称和标签。
• myregistry.example.com 是你的私人仓库地址。
• my_username 是你在该仓库的用户名或命名空间。

3. 推送镜像 §

完成镜像标记后，使用 docker push 命令将其推送到私人仓库。

标记完成后，使用 docker push 命令将镜像推送到私人仓库：

docker push myregistry.example.com/my_username/my_image_name:my_tag

4. 管理私人仓库中的镜像 §

私人仓库可能提供了一个用户界面或者 API，供你管理仓库中的镜像，包括查看、删除和设置访问权限等。

5. 使用私人仓库中的镜像 §

从私人仓库拉取镜像时，同样需要先进行认证。一旦认证通过，你可以使用 docker pull 命令拉取所需的镜像。

docker pull myregistry.example.com/my_username/my_image_name:my_tag