Docker进阶：深入了解 Dockerfile

一、Dockerfile 概述

Dockerfile 是用来定义 Docker 镜像里的内容和构建步骤的文本文件。通过编写 Dockerfile，可以定制化镜像的构建过程，包括基础镜像选择、软件安装、环境变量设置等操作。通过编写 Dockerfile，用户可以自定义和构建自己的 Docker 镜像，实现应用程序的快速部署和跨环境运行。

二、Dockerfile 优点

1、容器化趋势: 容器化技术正在成为软件开发和部署的主流趋势。Docker 是当前最流行的容器化平台之一，而 Dockerfile 是定义 Docker 镜像的关键工具，掌握 Dockerfile 可以帮助开发人员更好地理解和应用容器化技术。

2、快速部署与交付: 使用 Dockerfile 可以定义应用程序的环境和依赖，将其打包成镜像，使得应用程序能够在不同环境中快速部署和交付。这种标准化的部署方式大大简化了部署流程，提高了开发团队的工作效率。

3、环境一致性: 通过 Dockerfile 构建的镜像可以确保应用程序在不同环境中的一致性运行，避免了因环境差异导致的问题，从而提高了应用程序的可移植性和稳定性。

4、资源隔离与安全性: Docker 容器提供了资源隔离和安全性，使用 Dockerfile 可以定义容器的运行环境和权限，确保应用程序在容器中的安全运行。

5、持续集成与持续部署: Dockerfile 可以作为持续集成和持续部署流程的一部分，帮助构建自动化的部署流程。

三、Dockerfile 编写规则

Dockerfile 是一个文本文件，其中包含用于构建 Docker 镜像的指令。每个指令都会创建一层，并且可以基于之前的层构建。

1、文件名以 Dockerfile命名。

2、Dockerfile 中引用的所有文件都应该与 Dockerfile 文件处于相同的目录层级，在 Dockerfile 中引用文件时，默认路径是相对于 Dockerfile 所在的目录。

3、Dockerfile 中非注释行的第一行必须是 FROM 指令，用于指定基础镜像。

4、注释：以井号(#)开头，用于注释 Dockerfile 中的内容。

5、通常为了提高可读性和一致性，建议按照惯例以大写形式书写 Dockerfile 指令，例如：

# Nginx基础镜像，并指定了使用最新版本
FROM nginx:latest# 将本地的 nginx.conf 文件复制到容器中的 /etc/nginx 目录下
COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf# 暴露 Nginx 的默认 HTTP 端口
EXPOSE 80INSTRUCTION：指令，是关键字，告诉 Docker 如何处理后续的命令。
arguments：指令的参数，具体取决于指令的类型。

6、编写 Dockerfile 时，可以在同一目录下创建一个名为 .dockerignore 的文件，并根据需要列出需要排除的文件和目录。这样可以确保在构建 Docker 镜像时，只包含必要的文件，避免不必要的文件被添加到镜像中，减小镜像大小并提高构建效率。

以下是一些示例 .dockerignore 文件的用法：# 忽略所有 .git 目录
.git# 忽略所有 .DS_Store 文件
.DS_Store# 忽略 log 目录及其下所有内容
log/# 忽略 Dockerfile 中引用的一些文件
config.json
secrets/

四、Dockerfile 中常用的指令

以下是 Dockerfile 中常用的指令及其详细解释：

1、FROM

作用：指定基础镜像，用于构建新镜像的起点。
语法：FROM 镜像名称:标签 [AS <name>]
示例1：FROM python:3.9-slim
示例2：FROM ubuntu:20.04标签（可选）：指定基础镜像的标签，表示特定版本。
[AS <name>]（可选）：为基础镜像设置一个别名，用于多阶段构建。

2、LABEL

作用：为镜像添加元数据,通常用于提供关于镜像的描述信息。
语法：LABEL <key>=<value> <key>=<value> ...
示例1：LABEL maintainer="John Doe" description="My custom image"
示例2：LABEL version="1.0" description="This is a sample Docker image"

3、RUN

作用：在镜像中执行命令，用于安装软件包、设置环境等操作。
语法：RUN <command>
示例1：RUN apt-get update && apt-get install -y python3
示例2：RUN npm install express

4、CMD

作用：容器启动时要运行的命令。
语法：
Exec 格式：CMD ["executable","param1","param2"]
Shell 格式：CMD command param1 param2
示例：
Exec 格式：CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
Shell 格式：CMD nginx -g 'daemon off;'示例1：CMD ["python", "app.py"]
示例2：CMD ["npm", "start"]

5、ENTRYPOINT

ENTRYPOINT 指令用于设置容器启动时执行的默认命令。与 CMD 不同，ENTRYPOINT 指定的命令不会被 docker run 命令中指定的命令参数覆盖，而是作为容器启动时执行的固定命令。

ENTRYPOINT 可以在 Dockerfile 中以两种方式指定：Shell 格式和 Exec 格式。

Shell 格式示例：

ENTRYPOINT echo "Hello, World"

这条命令将作为 shell 命令执行，输出 “Hello, World” 并结束容器运行。

Exec 格式示例：

ENTRYPOINT ["/bin/bash", "-c", "echo Hello, World"]

这条命令以执行格式指定了一个可执行文件 “/bin/bash” 以及参数 “-c”，并最终执行了 “echo Hello, World” 命令。

在实际使用中，ENTRYPOINT 经常与 CMD 结合使用，以便提供灵活性和定制化。如果在 Dockerfile 中同时使用了 ENTRYPOINT 和 CMD，CMD 的内容会被当作 ENTRYPOINT 的参数。

作用：设置容器启动时要运行的命令。
语法：ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
示例：ENTRYPOINT ["nginx", "-g", "daemon off;"]

6、COPY

作用：复制文件或目录到镜像中。
语法：COPY <src> <dest>
示例1：COPY app.py /app/
示例2：COPY index.html /var/www/html/index.html

7、ADD

作用：复制文件或目录到镜像中（类似于 COPY，但功能更多）。
语法：ADD <src> <dest>
示例1：ADD file.txt /app/
# 将 JDK 压缩包添加到镜像中
示例2：ADD jdk.tar.gz /usr/local/

在 Dockerfile 中，ADD 和 COPY 都用于将文件从构建上下文复制到容器中，但它们之间有一些关键区别：

COPY：
COPY 只能复制本地文件或目录到容器中，不支持 URL。
COPY 只进行简单的文件复制操作，不会对文件进行解压缩或其他处理。

总的来说，COPY 更加明确和简单，而 ADD 则具有更多功能。 在大多数情况下，如果只需要简单的文件复制操作，推荐使用 COPY。如果需要额外功能或复杂的复制需求，可以考虑使用 ADD。

8、WORKDIR

作用：设置工作目录，指定容器中命令执行的默认路径。
语法：WORKDIR /path/to/workdir
示例1：WORKDIR /usr/src/app
示例2：WORKDIR /home/node/app

9、 ENV

作用：设置环境变量。
语法：ENV <key> <value>
示例1：ENV APP_ENV=production
示例2：ENV PORT=3000

10、EXPOSE

作用：声明容器监听的端口。
语法：EXPOSE <port>
示例1：EXPOSE 80
示例2：EXPOSE 8000

11、VOLUME

作用：声明持久化目录，用于存储数据或与其他容器共享数据。
语法：VOLUME /myvolume
示例1：VOLUME /data
示例2：VOLUME ["/data"]
示例3：VOLUME ["/var/log/app"]

12、USER

作用：指定运行容器时的用户。
语法：USER <username>
示例：USER appuser

13、注释

作用：在 Dockerfile 中添加注释。
示例：# This is a comment

14、ONBUILD 命令

作用：定义触发器指令，在子镜像中执行。
语法：ONBUILD 命令
示例1：ONBUILD COPY . /app
示例2：ONBUILD RUN bundle install

15、HEALTHCHECK

作用：用于指定容器的健康检查命令，可以检查容器内应用程序的状态。
语法：HEALTHCHECK [选项] CMD 命令
示例1：HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s CMD curl -f http://localhost/ || exit 1
示例2：HEALTHCHECK --interval=5s --timeout=2s CMD wget -qO- http://localhost:8080/ || exit 1

五、Dockerfile构建镜像

1、创建Dockerfile 使用的文件 index.html

<html>
<body><h1>hello,运维魔法师！</h1><p>2024.03.11</p></body>
</html>

2、编写 Dockerfile

[root@zyl-server ~]# mkdir mynginx-app
[root@zyl-server ~]# cd mynginx-app/
[root@zyl-server mynginx-app]# 
[root@zyl-server mynginx-app]# 
[root@zyl-server mynginx-app]# vi Dockerfile
[root@zyl-server mynginx-app]# 

以下是一个简单的示例 Dockerfile，用于构建一个基于 Nginx 的镜像：

# 使用官方的 Nginx 镜像作为基础镜像
FROM nginx:latest# 将本地的 nginx.conf 文件复制到容器中的 /etc/nginx/nginx.conf
# COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf# 将本地的 index.html 文件复制到容器中的 /usr/share/nginx/html/index.html
COPY index.html /usr/share/nginx/html/index.html# 暴露 Nginx 默认的 HTTP 端口 80
EXPOSE 80# 在容器启动时自动启动 Nginx 服务
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

3、执行构建镜像：

docker build -t my-nginx-image .

4、查看当前系统中的 Docker 镜像列表

docker images

5、运行镜像

docker run -d -p 8080:80 my-nginx-image

这将会在端口 8080 上启动一个基于该镜像的 Nginx 服务器。你可以通过访问 http://localhost:8080 来查看 Nginx 默认页面。