Docker之DockerFile构建镜像

初念初恋
452 阅读15分钟

首先通过一张图来了解 Docker 镜像、容器和 Dockerfile 三者之间的关系。

DockerFile.png

通过上图可以看出使用 Dockerfile 定义镜像，运行镜像启动容器。

Dockerfile 概念

Docker 镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

镜像的定制实际上就是定制每一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本，用这个脚本来构建、定制镜像，那么之前提及的无法重复的问题、镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是 Dockerfile。

Dockerfile 是一个文本文件，其内包含了一条条的指令(Instruction)，每一条指令构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。有了 Dockerfile，当我们需要定制自己额外的需求时，只需在 Dockerfile 上添加或者修改指令，重新生成 image 即可，省去了敲命令的麻烦。

DockerFile的指令

1、FROM 指定基础镜像

FROM 指令用于指定其后构建新镜像所使用的基础镜像。FROM 指令必是 Dockerfile 文件中的首条命令，启动构建流程后，Docker 将会基于该镜像构建新镜像，FROM 后的命令也会基于这个基础镜像。

FROM语法格式为：

FROM <image>

FROM <image>:<tag>

FROM <image>:<digest>

通过 FROM 指定的镜像，可以是任何有效的基础镜像。FROM 有以下限制：

  • FROM 必须 是 Dockerfile 中第一条非注释命令
  • 在一个 Dockerfile 文件中创建多个镜像时，FROM 可以多次出现。只需在每个新命令 FROM 之前，记录提交上次的镜像 ID。
  • tag 或 digest 是可选的，如果不使用这两个值时，会使用 latest 版本的基础镜像

2、RUN 执行命令

在镜像的构建过程中执行特定的命令，并生成一个中间镜像。

#shell格式
RUN <command>
#exec格式
RUN ["executable", "param1", "param2"]
  • RUN 命令将在当前 image 中执行任意合法命令并提交执行结果。命令执行提交后，就会自动执行 Dockerfile 中的下一个指令。
  • 层级 RUN 指令和生成提交是符合 Docker 核心理念的做法。它允许像版本控制那样，在任意一个点，对 image 镜像进行定制化构建。
  • RUN 指令创建的中间镜像会被缓存，并会在下次构建中使用。如果不想使用这些缓存镜像，可以在构建时指定 --no-cache 参数，如：docker build --no-cache。

3、COPY 复制文件

COPY <源路径>... <目标路径>
COPY ["<源路径1>",... "<目标路径>"]

和 RUN 指令一样，也有两种格式，一种类似于命令行，一种类似于函数调用。COPY 指令将从构建上下文目录中 <源路径> 的文件/目录复制到新的一层的镜像内的<目标路径>位置。比如：

COPY package.json /usr/src/app/

<源路径>可以是多个，甚至可以是通配符，其通配符规则要满足 Go 的 filepath.Match 规则，如：

COPY hom* /mydir/
COPY hom?.txt /mydir/

<目标路径>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（工作目录可以用 WORKDIR 指令来指定）。目标路径不需要事先创建，如果目录不存在会在复制文件前先行创建缺失目录。

此外，还需要注意一点，使用 COPY 指令，源文件的各种元数据都会保留。比如读、写、执行权限、文件变更时间等。这个特性对于镜像定制很有用。特别是构建相关文件都在使用 Git 进行管理的时候。

4、ADD 更高级的复制文件

ADD 指令和 COPY 的格式和性质基本一致。

在 Docker 官方的 Dockerfile 最佳实践文档 中要求，尽可能的使用 COPY，因为 COPY 的语义很明确，就是复制文件而已，而 ADD 则包含了更复杂的功能，其行为也不一定很清晰。最适合使用 ADD 的场合，就是所提及的需要自动解压缩的场合。

另外需要注意的是，ADD 指令会令镜像构建缓存失效，从而可能会令镜像构建变得比较缓慢。

因此在 COPY 和 ADD 指令中选择的时候，可以遵循这样的原则，所有的文件复制均使用 COPY 指令，仅在需要自动解压缩的场合使用 ADD。

在构建镜像时，复制上下文中的文件到镜像内，格式：

ADD <源路径>... <目标路径>
ADD ["<源路径>",... "<目标路径>"]

5、ENV 设置环境变量

格式有两种：

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

这个指令很简单，就是设置环境变量而已，无论是后面的其它指令，如 RUN，还是运行时的应用，都可以直接使用这里定义的环境变量。

ENV VERSION=1.0 DEBUG=on \
    NAME="Happy Feet"

这个例子中演示了如何换行，以及对含有空格的值用双引号括起来的办法，这和 Shell 下的行为是一致的。

6、EXPOSE

为构建的镜像设置监听端口，使容器在运行时监听。格式：

EXPOSE <port> [<port>...]

EXPOSE 指令并不会让容器监听 host 的端口，如果需要，需要在 docker run 时使用 -p、-P 参数来发布容器端口到 host 的某个端口上。

7、VOLUME 定义匿名卷

VOLUME用于创建挂载点，即向基于所构建镜像创始的容器添加卷：

VOLUME ["/data"]

一个卷可以存在于一个或多个容器的指定目录，该目录可以绕过联合文件系统，并具有以下功能：

  • 卷可以容器间共享和重用
  • 容器并不一定要和其它容器共享卷
  • 修改卷后会立即生效
  • 对卷的修改不会对镜像产生影响
  • 卷会一直存在，直到没有任何容器在使用它

VOLUME 让我们可以将源代码、数据或其它内容添加到镜像中，而又不并提交到镜像中，并使我们可以多个容器间共享这些内容。

8、CMD容器启动命令

CMD用于指定在容器启动时所要执行的命令。CMD 有以下三种格式：

CMD ["executable","param1","param2"]
CMD ["param1","param2"]
CMD command param1 param2

省略可执行文件的 exec 格式，这种写法使 CMD 中的参数当做 ENTRYPOINT 的默认参数，此时 ENTRYPOINT 也应该是 exec 格式，具体与 ENTRYPOINT 的组合使用，参考 ENTRYPOINT。

注意 与 RUN 指令的区别：RUN 在构建的时候执行，并生成一个新的镜像，CMD 在容器运行的时候执行，在构建时不进行任何操作。

9、ENTRYPOINT入口点

ENTRYPOINT 指定这个容器启动的时候要运行的命令，可以追加命令。

ENTRYPOINT 用于给容器配置一个可执行程序。也就是说，每次使用镜像创建容器时，通过 ENTRYPOINT 指定的程序都会被设置为默认程序。ENTRYPOINT 有以下两种形式：

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

ENTRYPOINT 与 CMD 非常类似，不同的是通过docker run执行的命令不会覆盖 ENTRYPOINT，而docker run命令中指定的任何参数，都会被当做参数再次传递给 ENTRYPOINT。Dockerfile 中只允许有一个 ENTRYPOINT 命令，多指定时会覆盖前面的设置，而只执行最后的 ENTRYPOINT 指令。

docker run运行容器时指定的参数都会被传递给 ENTRYPOINT ，且会覆盖 CMD 命令指定的参数。如，执行docker run <image> -d时，-d 参数将被传递给入口点。

也可以通过docker run --entrypoint重写 ENTRYPOINT 入口点。如：可以像下面这样指定一个容器执行程序：

ENTRYPOINT ["/usr/bin/nginx"]

10、USER 指定当前用户

USER 用于指定运行镜像所使用的用户：

USER daemon

使用USER指定用户时，可以使用用户名、UID 或 GID，或是两者的组合。以下都是合法的指定试：

USER user
USER user:group
USER uid
USER uid:gid
USER user:gid
USER uid:group

使用USER指定用户后，Dockerfile 中其后的命令 RUN、CMD、ENTRYPOINT 都将使用该用户。镜像构建完成后，通过 docker run 运行容器时，可以通过 -u 参数来覆盖所指定的用户。

11、WORKDIR 指定工作目录

WORKDIR用于在容器内设置一个工作目录：

WORKDIR /path/to/workdir

通过WORKDIR设置工作目录后，Dockerfile 中其后的命令 RUN、CMD、ENTRYPOINT、ADD、COPY 等命令都会在该目录下执行。 如，使用WORKDIR设置工作目录：

WORKDIR /a
WORKDIR b
WORKDIR c
RUN pwd

在以上示例中，pwd 最终将会在 /a/b/c 目录中执行。在使用 docker run 运行容器时，可以通过-w参数覆盖构建时所设置的工作目录。

12、LABEL为镜像添加元数据

LABEL用于为镜像添加元数据，元数以键值对的形式指定：

LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> ...

使用LABEL指定元数据时，一条LABEL指定可以指定一或多条元数据，指定多条元数据时不同元数据之间通过空格分隔。推荐将所有的元数据通过一条LABEL指令指定，以免生成过多的中间镜像。 如，通过LABEL指定一些元数据：

LABEL version="1.0" description="这是一个Web服务器" by="IT笔录"

指定后可以通过docker inspect查看：

docker inspect itbilu/test
"Labels": {
    "version": "1.0",
    "description": "这是一个Web服务器",
    "by": "IT笔录"
},

13、ARG构建参数

ARG用于指定传递给构建运行时的变量：

ARG <name>[=<default value>]

如，通过ARG指定两个变量：

ARG site
ARG build_user=IT笔录

以上我们指定了 site 和 build_user 两个变量，其中 build_user 指定了默认值。在使用 docker build 构建镜像时，可以通过 --build-arg <varname>=<value> 参数来指定或重设置这些变量的值。

docker build --build-arg site=itiblu.com -t itbilu/test .

这样我们构建了 itbilu/test 镜像，其中site会被设置为 itbilu.com，由于没有指定 build_user，其值将是默认值 IT 笔录。

14、ONBUILD 为他人作嫁衣裳

ONBUILD用于设置镜像触发器：

ONBUILD [INSTRUCTION]

当所构建的镜像被用做其它镜像的基础镜像，该镜像中的触发器将会被钥触发。 如，当镜像被使用时，可能需要做一些处理：

[...]
ONBUILD ADD . /app/src
ONBUILD RUN /usr/local/bin/python-build --dir /app/src
[...]

15、STOPSIGNAL

STOPSIGNAL用于设置停止容器所要发送的系统调用信号：

STOPSIGNAL signal

所使用的信号必须是内核系统调用表中的合法的值，如：SIGKILL。

16、SHELL指令

SHELL用于设置执行命令（shell式）所使用的的默认 shell 类型：

SHELL ["executable", "parameters"]

SHELL在Windows环境下比较有用，Windows 下通常会有 cmd 和 powershell 两种 shell，可能还会有 sh。这时就可以通过 SHELL 来指定所使用的 shell 类型：

FROM microsoft/windowsservercore

# Executed as cmd /S /C echo default
RUN echo default

# Executed as cmd /S /C powershell -command Write-Host default
RUN powershell -command Write-Host default

# Executed as powershell -command Write-Host hello
SHELL ["powershell", "-command"]
RUN Write-Host hello

# Executed as cmd /S /C echo hello
SHELL ["cmd", "/S"", "/C"]
RUN echo hello

DockerFile文件格式

##  Dockerfile文件格式

# This dockerfile uses the ubuntu image
# VERSION 2 - EDITION 1
# Author: docker_user
# Command format: Instruction [arguments / command] ..
 
# 1、第一行必须指定 基础镜像信息
FROM ubuntu
 
# 2、维护者信息
MAINTAINER docker_user docker_user@email.com
 
# 3、镜像操作指令
RUN echo "deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ raring main universe" >> /etc/apt/sources.list
RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
RUN echo "\ndaemon off;" >> /etc/nginx/nginx.conf
 
# 4、容器启动执行指令
CMD /usr/sbin/nginx

Dockerfile 分为四部分：基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令、容器启动执行指令。一开始必须要指明所基于的镜像名称，接下来一般会说明维护者信息；后面则是镜像操作指令，例如 RUN 指令。每执行一条RUN 指令，镜像添加新的一层，并提交；最后是 CMD 指令，来指明运行容器时的操作命令。

DockerFile实例

一、在最基础的centos镜像上添加功能

首先来启动一个centos镜像

[root@jiangwang /]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
tomcat                9.0       040bdb29ab37   8 weeks ago    649MB
tomcat                latest    040bdb29ab37   8 weeks ago    649MB
nginx                 latest    f6d0b4767a6c   8 weeks ago    133MB
centos                latest    300e315adb2f   3 months ago   209MB
portainer/portainer   latest    62771b0b9b09   7 months ago   79.1MB
[root@jiangwang /]# docker run -it centos
[root@124a4f4fda98 /]# pwd
/
[root@124a4f4fda98 /]# vim
bash: vim: command not found
[root@124a4f4fda98 /]# ifconfig
bash: ifconfig: command not found
[root@124a4f4fda98 /]#

进入这个容器内，发现 vim 和 ipconfig 这些命令都是没有的，现在我们自己在这个centos 镜像上增加一些功能

# 编写 dockerfile 文件
[root@jiangwang home]# mkdir dockerfile
[root@jiangwang home]# ls
dockerfile  f2  f3  jiangwang  test  test.java  www
[root@jiangwang home]# cd dockerfile/
[root@jiangwang dockerfile]# ls
[root@jiangwang dockerfile]# vim mydocker-centos
[root@jiangwang dockerfile]# cat mydocker-centos 
FROM centos																
MAINTAINER jiangwang<360619357@qq.com>

ENV MYPATH /usr/local
WORKDIR $MYPATH

RUN yum -y install vim
RUN yum -y install net-tools

EXPOSE 80

CMD echo $MYPATH
CMD /bin/bash
[root@jiangwang dockerfile]# 

# 2、通过这个文件构建镜像
# 命令 docker build -f 文件路径 -t 镜像名:[tag] .
[root@jiangwang dockerfile]# docker build -f mydocker-centos -t mycentos:0.1 .
....省略
Successfully built 02b2cc88ef37
Successfully tagged mycentos:0.1    # 构建成功

启动这个镜像，再次进入这个容器内，看看 vim 和 ipconfig 这些命令是不是可以使用了

[root@jiangwang dockerfile]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
mycentos              0.1       02b2cc88ef37   5 minutes ago   291MB
tomcat                9.0       040bdb29ab37   8 weeks ago     649MB
tomcat                latest    040bdb29ab37   8 weeks ago     649MB
nginx                 latest    f6d0b4767a6c   8 weeks ago     133MB
centos                latest    300e315adb2f   3 months ago    209MB
portainer/portainer   latest    62771b0b9b09   7 months ago    79.1MB
[root@jiangwang dockerfile]# docker run -it mycentos:0.1
[root@4755f8bdac43 local]# pwd
/usr/local
[root@4755f8bdac43 local]# ifconfig
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 172.17.0.4  netmask 255.255.0.0  broadcast 172.17.255.255
        ether 02:42:ac:11:00:04  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

[root@4755f8bdac43 local]# vim test
[root@4755f8bdac43 local]#

我们发现，这些命令都可以使用了，说明我们添加的功能成功了。

查看镜像的历史信息

[root@jiangwang /]# docker history 02b2cc88ef37
IMAGE          CREATED          CREATED BY                                      SIZE      COMMENT
02b2cc88ef37   11 minutes ago   /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/sh" "-c" "/bin…   0B        
e31ad4ddeaf0   11 minutes ago   /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/sh" "-c" "echo…   0B        
c1b0b4277cf0   11 minutes ago   /bin/sh -c #(nop)  EXPOSE 80                    0B        
b51a4c01f846   11 minutes ago   /bin/sh -c yum -y install net-tools             23.3MB    
afc7010897bf   11 minutes ago   /bin/sh -c yum -y install vim                   58MB      
056ee119a21c   12 minutes ago   /bin/sh -c #(nop) WORKDIR /usr/local            0B        
48a552e8da6b   12 minutes ago   /bin/sh -c #(nop)  ENV MYPATH=/usr/local        0B        
9621d7bfb61b   12 minutes ago   /bin/sh -c #(nop)  MAINTAINER jiangwang<3606…   0B        
300e315adb2f   3 months ago     /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/bash"]            0B        
<missing>      3 months ago     /bin/sh -c #(nop)  LABEL org.label-schema.sc…   0B        
<missing>      3 months ago     /bin/sh -c #(nop) ADD file:bd7a2aed6ede423b7…   209MB     
[root@jiangwang /]#

二、Dockerfile制作Tomcat镜像

1、准备镜像文件 tomcat 压缩包和 jdk 压缩包

链接：pan.baidu.com/s/1ed1nBYbq… 提取码：73s9

image-20210312111656544.png

2、编写Dockerfile文件，官方指定 Dockerfile，build会自动导入这个文件，就不需要使用 -f 指定了

FROM centos
MAINTAINER jiangwang<360619357@qq.com>

COPY readme.txt /usr/local/readme.txt

ADD jdk-8u161-linux-x64.tar.gz /usr/local/
ADD apache-tomcat-9.0.44.tar.gz /usr/local/

RUN yum -y install vim

ENV MYPATH /usr/local
WORKDIR $MYPATH

ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_161
ENV CLASSPATH $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
ENV CATALINA_HOME /usr/local/apache-tomcat-9.0.44
ENV CATALINA_BASE /usr/local/apache-tomcat-9.0.44
ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin:$CATALINA_HOME/lib:$CATALINA_HOME/bin

EXPOSE 8080
CMD /usr/local/apache-tomcat-9.0.44/bin/startup.sh && tail -F /usr/local/apache-tomcat-9.0.44/bin/logs/catalina.out

3、构建镜像

[root@jiangwang tomcat]# docker build -t mytomcat .
Sending build context to Docker daemon  201.2MB
Step 1/15 : FROM centos
 ---> 300e315adb2f
Step 2/15 : MAINTAINER jiangwang<360619357@qq.com>
 ---> Using cache
 ---> 9621d7bfb61b
Step 3/15 : COPY readme.txt /usr/local/readme.txt
 ---> 5e5723ce3ef3
Step 4/15 : ADD jdk-8u161-linux-x64.tar.gz /usr/local/
 ---> e20cd0601bc1
Step 5/15 : ADD apache-tomcat-9.0.44.tar.gz /usr/local/
 ---> b2f54e1ffad0
Step 6/15 : RUN yum -y install vim
 ---> Running in 0b4b4d2df697

Removing intermediate container 7ede7de98513
 ---> 0c80321324a1
Successfully built 0c80321324a1
Successfully tagged mytomcat:latest     # 构建成功

4、启动镜像 （端口映射 挂载一些目录）

[root@jiangwang tomcat]# docker run -d -p 39001:8080 --name jwtomcat -v /home/jiangwang/tomcat/test:/usr/local/apache-tomcat-9.0.44/webapps/test -v /home/jiangwang/tomcat/tomcatlogs/:/usr/local/apache-tomcat-9.0.44/logs mytomcat
9194dbeb2995c314425cf2d9c4776a67122f482d59b068eba4d300ce2661215d

5、内网测试，访问成功

[root@jiangwang tomcat]# curl localhost:39001

6、外网测试一下，也是可以的，（外网的端口需开发，不然访问不了）如下图：

image-20210312140913668.png

7、我们到刚才挂载test的目录下 ，创建一个简单的项目，看看能不能正常运行

新建一个WEB-INF目录，然后创建一个web.xml文件，接着创建一个index.jsp文件

[root@jiangwang tomcat]# ls
apache-tomcat-9.0.44.tar.gz  Dockerfile  jdk-8u161-linux-x64.tar.gz  readme.txt  test  tomcatlogs
[root@jiangwang tomcat]# cd test
[root@jiangwang test]# ls
index.jsp  WEB-INF
[root@jiangwang test]#

web.xml文件中输入一下内容：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<web-app xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
xmlns="http://java.sun.com/xml/ns/javaee" 
xmlns:web="http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd" 
xsi:schemaLocation="http://java.sun.com/xml/ns/javaee 
http://java.sun.com/xml/ns/javaee/web-app_2_5.xsd" id="WebApp_ID"
                    version="2.5">

</web-app>

index.jsp文件的内容输入：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>Tomcat</title>
</head>
<body>
    <h1>
        hello,jiangwang
    </h1>
</body>
</html>

访问页面，发现项目成功运行

image-20210312142534372.png

至此，一个tomcat镜像成功的创建成功。

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