Docker 之六 Dockerfile 详解

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Dockerfile 介绍

Dockerfile 是用来构建 Docker 镜像的文件，实质是一系列命令和参数构成的脚本文件。当 Dockerfile 文件编写完之后，可以通过 “docker build” 与”docker run” 命令构建并运行新的 Docker 镜像。其中 Dockerfile 定义了进程需要的一切东西，涉及的内容包括执行代码或者文件、环境变量、依赖包、运行时环境、动态链接库、操作系统的发行版本、服务进程和内核进程（当应用进程需要和系统服务、内核进程打交道的时候，需要考虑如何设计 namespace 的权限控制）等等。

Dockerfile、Docker 镜像、Docker 容器三者的关系

Dockerfile 面向开发，Docker 镜像是交付标准，Docker 容器则涉及部署与运维，三者缺一不可，合力充当 Docker 体系的基石。从应用软件的角度来看，Dockerfile、Docker 镜像与 Docker 容器分别代表软件的三个不同阶段，其中 Dockerfile 是软件的原材料，Docker 镜像是软件的交付品，Docker 容器则可以认为是软件的运行状态，示意图如下：

docker-image-container

Dockerfile 编写示例

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# Centos7官方的Dockerfile

FROM scratch
ADD centos-7-docker.tar.xz /

LABEL org.label-schema.schema-version="1.0" \
    org.label-schema.name="CentOS Base Image" \
    org.label-schema.vendor="CentOS" \
    org.label-schema.license="GPLv2" \
    org.label-schema.build-date="20181205"

CMD ["/bin/bash"]

Dockerfile 基础知识

  1. #表示注释
  2. 指令按照从上到下的顺序执行
  3. 每条指令都会创建一个镜像层，并对镜像进行提交
  4. 每条保留字指令都必须为大写字母格式，且后面至少要跟随一个参数

Docker 执行 Dockerfile 的大致流程

  1. Docker 从基础镜像运行一个容器
  2. 执行一条指令并对容器作出修改
  3. 执行类似”docker commit” 的操作来提交一个新的镜像层
  4. Docker 再基于刚提交的新镜像运行一个新容器
  5. 执行 Dockerfile 中的下一条指令，重复上面的执行流程，直到所有指令都执行完成

Dockerfile 指令 - FROM

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功能：指定基础镜像，并且必须是第一条指令；如果不以任何第三方镜像为基础，那么写法为：FROM scratch

语法：
FROM <image>
FROM <image>:<tag>
FROM <image>:<digest>
三种写法，其中<tag>和<digest> 是可选项，如果没有选择，那么默认值为latest

Dockerfile 指令 - MAINTAINER

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功能：指定镜像维护者，可以是维护者的姓名、邮箱地址、网页地址等

语法：MAINTAINER <name>

Dockerfile 指令 - RUN

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功能：指定镜像构建时需要运行的命令，一般用于更新系统、安装应用软件等

语法：
RUN <command>
RUN ["executable", "param1", "param2"]
第一种写法后边直接跟shell命令，在linux操作系统上默认是"/bin/sh -c"，在windows操作系统上默认是"cmd /S /C"
第二种写法是类似于函数调用，可将executable理解成为可执行文件，后面就是两个参数
RUN指令使用\作为换行符

示例：
RUN /bin/bash -c "source $HOME/.bashrc; echo $HOME"
RUN ["/bin/bash", "-c", "echo hello"]

注意：
多行命令尽量不要写多个RUN，原因是Dockerfile中每一个指令都会建立新的镜像层；多少个RUN就构建了多少个镜像层，会造成镜像的臃肿、多层，不仅仅增加了构建部署的时间，还容易出错

Dockerfile 指令 - ENV

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功能：设置环境变量

语法：
ENV <key> <value>
ENV <key>=<value> <key>=<value> ...
两者的区别就是第一种是一次设置一个，第二种是一次设置多个

Dockerfile 指令 - WORKDIR

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功能：设置工作目录（即容器创建并启动后，通过终端登录进来所处的目录）；对RUN、CMD、ENTRYPOINT、COPY、ADD指令生效，如果目录不存在则会自动创建，可以设置多次

语法：
WORKDIR /path/to/workdir

注意：
WORKDIR可以解析环境变量，例如：
ENV DIRPATH /path
WORKDIR $DIRPATH
RUN pwd

Dockerfile 指令 - ADD

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功能：将宿主机目录下的文件拷贝进镜像中，且支持url解析与自动解压tar压缩包

语法：
ADD <src>... <dest>
ADD ["<src>",... "<dest>"]
<src>可以是一个本地文件或者是一个本地压缩文件，还可以是一个url（此时类似于wget命令）
<dest>路径的填写可以是容器内的绝对路径，也可以是相对于工作目录的相对路径

示例：
ADD test relativeDir/
ADD test /relativeDir
ADD http://example.com/foobar /

注意：
任何压缩文件通过url的方式进行拷贝，都不会自动解压；同时尽量不要把<scr>写成一个文件夹，如果<src>是一个文件夹，则复制整个目录的内容，包括文件系统元数据

Dockerfile 指令 - COPY

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功能：将宿主机目录下的文件拷贝进镜像中

语法：
COPY <src>... <dest>
COPY ["<src>",... "<dest>"]

注意：
COPY指令只能拷贝本地文件，不支持url解析，不会自动解压tar压缩包，除此之外其他用法与ADD指令一致

Dockerfile 指令 - VOLUME

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功能：数据卷，用于容器内数据的保存和持久化

语法：
VOLUME /dataVolume
VOLUME ["/dataVolume"]
VOLUME /dataVolume1 /dataVolume2
VOLUME ["/dataVolume1","/dataVolume2"]
参数可以是一个JsonArray ，也可以是单个或多个值，上面四种写法都是正确的

Dockerfile 指令 - CMD

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功能：指定容器启动时需要执行的命令

语法：
CMD ["executable","param1","param2"]
CMD command param1 param2
CMD ["param1","param2"]
第一种使用exec执行，推荐使用
第二种在/bin/sh中执行，提供给需要交互的应用
第三种指定提供给ENTRYPOINT指令的参数

示例：
CMD [ "sh", "-c", "echo $HOME"]
CMD /bin/bash -c "echo $HOME"
CMD [ "echo", "$HOME"]

注意：
每个Dockerfile文件只能有一条CMD命令，如果指定了多条CMD指令，只有最后一条CMD指令会被执行。同时如果用户启动容器时候指定了运行的命令，则会覆盖掉Dockerfile文件中CMD指令指定的命令；例如“docker run -it peter/centos:1.1 ls -al”中的“ls -al”会覆盖Dockerfile文件中的CMD指令。

Dockerfile 指令 - ENTRYPOINT

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功能：指定容器启动时需要执行的命令

语法：
ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
ENTRYPOINT command param1 param2

示例：
ENTRYPOINT [ "sh", "-c", "echo $HOME"]
ENTRYPOINT /bin/bash -c "echo $HOME"

ENTRYPOINT与CMD指令的相同点：
1) 容器启动时才执行指令，运行时机相同
2) 每个Dockerfile文件只能有一条ENTRYPOINT/CMD命令，如果指定了多条ENTRYPOINT/CMD指令，只有最后一条ENTRYPOINT/CMD指令会被执行

ENTRYPOINT与CMD指令的不同点：
1）如果用户启动容器时指定了运行的命令，ENTRYPOINT指令不会被覆盖（会追加后续用户启动容器时指定的命令内容），而CMD指令则会被覆盖
2）如果在Dockerfile中同时写了ENTRYPOINT和CMD指令，并且CMD指令不是一个完整的可执行命令，那么CMD指令的内容将会作为ENTRYPOINT指令的参数
3）如果在Dockerfile中同时写了ENTRYPOINT和CMD指令，并且CMD指令是一个完整的指令，那么它们两个会互相覆盖，谁在最后谁生效

Dockerfile 指令 - ONBUILD

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功能：该指令只对当前镜像的子镜像生效，即父镜像在被子镜像继承后，父镜像Dockerfile中的ONBUILD指令会被触发

语法：
ONBUILD [INSTRUCTION]

示例：
ONBUILD RUN [ "npm", "install" ]
ONBUILD COPY ./package.json /app

Dockerfile 指令 - EXPOSE

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功能：暴露容器运行时监听的端口，使容器内的应用可以通过端口和外界通信

语法：
EXPOSE port1
EXPOSE port2
EXPOSE port3

注意：
EXPOSE指令并不会让容器监听的端口映射到宿主机的端口，如果想使容器监听的端口与宿主机的端口有映射关系，必须在容器启动的时候指定"-P"或者"-p"参数

Dockerfile 指令 - USER

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功能：指定启动容器的用户，可以是用户名或UID

语法：
USER admin
USER UID

注意：
如果设置了容器以admin用户去运行，那么RUN、CMD、ENTRYPOINT指令都会以这个用户身份去运行

Dockerfile 指令 - STOPSIGNAL

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功能：指定当容器退出时给系统发送指定的信号

语法：
STOPSIGNAL signal

Dockerfile 指令 - ARG

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功能：定义变量

语法：
ARG <name>[=<default value>]

示例：
ARG user1
ARG buildno=1

注意：
当使用ARG指令定义了一个变量，在执行"docker build"命令构建镜像的时候，使用"--build-arg <varname>=<value>"来指定变量的值；如果用户在构建镜像时指定了一个没有定义在Dockerfile中的变量，那么Docker将会抛出一个Warning；如果ARG定义的变量拥有默认值，那么当构建镜像没有指定变量值的时候，将会使用这个默认值

Dockerfile 指令 - LABEL

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功能：为镜像指定标签

语法：
LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> ...

示例：
LABEL "com.example.vendor"="ACME Incorporated"
LABEL multi.label1="value1" \
multi.label2="value2" \
other="value3"

注意：
Dockerfile中可以有多个LABEL指令，但是建议只使用一个LABEL指令并写成一行，如太长需要换行则可以使用\符号作为换行符。LABEL指令会继承基础镜像中的LABEL指令，如遇到key相同，则覆盖父镜像的值