Docker学习笔记：Dockerfile

Docker 可以通过 Dockerfile 的内容来自动构建镜像。

Dockerfile 是一个包含创建镜像所有命令的文本文件，通过docker build命令可以根据 Dockerfile 的内容构建镜像，在介绍如何构建之前先介绍下 Dockerfile 的基本语法结构。

Dockerfile 有以下指令选项:

• FROM
• MAINTAINER
• RUN
• CMD
• EXPOSE
• ENV
• ADD
• COPY
• ENTRYPOINT
• VOLUME
• USER
• WORKDIR
• ONBUILD

 7.1 FROM

用法:

FROM 

或者

FROM 

• FROM指定构建镜像的基础源镜像，如果本地没有指定的镜像，则会自动从 Docker 的公共库 pull 镜像下来。
• FROM必须是 Dockerfile 中非注释行的第一个指令，即一个 Dockerfile 从FROM语句开始。
• FROM可以在一个 Dockerfile 中出现多次，如果有需求在一个 Dockerfile 中创建多个镜像。
• 如果FROM语句没有指定镜像标签，则默认使用latest标签。

7.2 MAINTAINER

用法:

MAINTAINER 

指定创建镜像的用户

RUN 有两种使用方式

• RUN
• RUN "executable", "param1", "param2"

每条RUN指令将在当前镜像基础上执行指定命令，并提交为新的镜像，后续的RUN都在之前RUN提交后的镜像为基础，镜像是分层的，可以通过一个镜像的任何一个历史提交点来创建，类似源码的版本控制。

exec 方式会被解析为一个 JSON 数组，所以必须使用双引号而不是单引号。exec 方式不会调用一个命令 shell，所以也就不会继承相应的变量，如：

RUN [ "echo", "$HOME" ]

这种方式是不会达到输出 HOME 变量的，正确的方式应该是这样的

RUN [ "sh", "-c", "echo", "$HOME" ]

RUN产生的缓存在下一次构建的时候是不会失效的，会被重用，可以使用--no-cache选项，即docker build --no-cache，如此便不会缓存。

7.3 CMD

CMD有三种使用方式:

• CMD "executable","param1","param2"
• CMD "param1","param2"
• CMD command param1 param2 (shell form)

CMD指定在 Dockerfile 中只能使用一次，如果有多个，则只有最后一个会生效。

CMD的目的是为了在启动容器时提供一个默认的命令执行选项。如果用户启动容器时指定了运行的命令，则会覆盖掉CMD指定的命令。

CMD会在启动容器的时候执行，build 时不执行，而RUN只是在构建镜像的时候执行，后续镜像构建完成之后，启动容器就与RUN无关了，这个初学者容易弄混这个概念，这里简单注解一下。

 7.4 EXPOSE

EXPOSE  [...]

告诉 Docker 服务端容器对外映射的本地端口，需要在 docker run 的时候使用-p或者-P选项生效。

 7.5 ENV

ENV         # 只能设置一个变量
ENV = ...   # 允许一次设置多个变量

指定一个环节变量，会被后续RUN指令使用，并在容器运行时保留。

例子:

ENV myName="John Doe" myDog=Rex\ The\ Dog \
    myCat=fluffy

等同于

ENV myName John Doe
ENV myDog Rex The Dog
ENV myCat fluffy

 7.6 ADD

ADD ... 

ADD复制本地主机文件、目录或者远程文件 URLS 从 并且添加到容器指定路径中 。

支持通过 Go 的正则模糊匹配，具体规则可参见 Go filepath.Match

ADD hom* /mydir/        # adds all files starting with "hom"
ADD hom?.txt /mydir/    # ? is replaced with any single character

• 路径必须是绝对路径，如果 不存在，会自动创建对应目录
• 路径必须是 Dockerfile 所在路径的相对路径
• 如果是一个目录，只会复制目录下的内容，而目录本身则不会被复制

 7.7 COPY

COPY ... 

COPY复制新文件或者目录从 并且添加到容器指定路径中 。用法同ADD，唯一的不同是不能指定远程文件 URLS。

 7.8 ENTRYPOINT

• ENTRYPOINT "executable", "param1", "param2"
• ENTRYPOINT command param1 param2 (shell form)

配置容器启动后执行的命令，并且不可被 docker run 提供的参数覆盖，而CMD是可以被覆盖的。如果需要覆盖，则可以使用docker run --entrypoint选项。

每个 Dockerfile 中只能有一个ENTRYPOINT，当指定多个时，只有最后一个生效。

Exec form ENTRYPOINT 例子

通过ENTRYPOINT使用 exec form 方式设置稳定的默认命令和选项，而使用CMD添加默认之外经常被改动的选项。

FROM ubuntu
ENTRYPOINT ["top", "-b"]
CMD ["-c"]

通过 Dockerfile 使用ENTRYPOINT展示前台运行 Apache 服务

FROM debian:stable
RUN apt-get update && apt-get install -y --force-yes apache2
EXPOSE 80 443
VOLUME ["/var/www", "/var/log/apache2", "/etc/apache2"]
ENTRYPOINT ["/usr/sbin/apache2ctl", "-D", "FOREGROUND"]

Shell form ENTRYPOINT 例子

这种方式会在/bin/sh -c中执行，会忽略任何CMD或者docker run命令行选项，为了确保docker stop能够停止长时间运行ENTRYPOINT的容器，确保执行的时候使用exec选项。

FROM ubuntu
ENTRYPOINT exec top -b

如果在ENTRYPOINT忘记使用exec选项，则可以使用CMD补上:

FROM ubuntu
ENTRYPOINT top -b
CMD --ignored-param1 # --ignored-param2 ... --ignored-param3 ... 依此类推

 7.9 VOLUME

VOLUME ["/data"]

创建一个可以从本地主机或其他容器挂载的挂载点，后续具体介绍。

7.10 USER

USER daemon

指定运行容器时的用户名或 UID，后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT也会使用指定用户。

 7.11 WORKDIR

WORKDIR /path/to/workdir

为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT指令配置工作目录。可以使用多个WORKDIR指令，后续命令如果参数是相对路径，则会基于之前命令指定的路径。

WORKDIR /a
WORKDIR b
WORKDIR c
RUN pwd

最终路径是/a/b/c。

WORKDIR指令可以在ENV设置变量之后调用环境变量:

ENV DIRPATH /path
WORKDIR $DIRPATH/$DIRNAME

最终路径则为 /path/$DIRNAME。

7.12 ONBUILD

ONBUILD [INSTRUCTION]

配置当所创建的镜像作为其它新创建镜像的基础镜像时，所执行的操作指令。

例如，Dockerfile 使用如下的内容创建了镜像 image-A：

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

如果基于 image-A 创建新的镜像时，新的 Dockerfile 中使用 FROM image-A 指定基础镜像时，会自动执行 ONBUILD 指令内容，等价于在后面添加了两条指令。

# Automatically run the following
ADD . /app/src
RUN /usr/local/bin/python-build --dir /app/src

使用ONBUILD指令的镜像，推荐在标签中注明，例如 ruby:1.9-onbuild。

7.13 Dockerfile Examples

# Nginx
#
# VERSION               0.0.1

FROM      ubuntu
MAINTAINER Victor Vieux 

RUN apt-get update && apt-get install -y inotify-tools nginx apache2 openssh-server

# Firefox over VNC
#
# VERSION               0.3

FROM ubuntu

# Install vnc, xvfb in order to create a 'fake' display and firefox
RUN apt-get update && apt-get install -y x11vnc xvfb firefox
RUN mkdir ~/.vnc
# Setup a password
RUN x11vnc -storepasswd 1234 ~/.vnc/passwd
# Autostart firefox (might not be the best way, but it does the trick)
RUN bash -c 'echo "firefox" >> /.bashrc'

EXPOSE 5900
CMD    ["x11vnc", "-forever", "-usepw", "-create"]

# Multiple images example
#
# VERSION               0.1

FROM ubuntu
RUN echo foo > bar
# Will output something like ===> 907ad6c2736f

FROM ubuntu
RUN echo moo > oink
# Will output something like ===> 695d7793cbe4

# You᾿ll now have two images, 907ad6c2736f with /bar, and 695d7793cbe4 with
# /oink.

7.14 docker build

$ docker build --help

Usage: docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

Build a new image from the source code at PATH

  --force-rm=false     Always remove intermediate containers, even after unsuccessful builds # 移除过渡容器，即使构建失败
  --no-cache=false     Do not use cache when building the image                              # 不实用 cache        
  -q, --quiet=false    Suppress the verbose output generated by the containers               
  --rm=true            Remove intermediate containers after a successful build               # 构建成功后移除过渡层容器
  -t, --tag=""         Repository name (and optionally a tag) to be applied to the resulting image in case of success

参考文档:Dockerfile Reference

7.15 dockerfile 最佳实践

• 使用.dockerignore文件

为了在docker build过程中更快上传和更加高效，应该使用一个.dockerignore文件用来排除构建镜像时不需要的文件或目录。例如,除非.Git在构建过程中需要用到，否则你应该将它添加到.dockerignore文件中，这样可以节省很多时间。

• 避免安装不必要的软件包

为了降低复杂性、依赖性、文件大小以及构建时间，应该避免安装额外的或不必要的包。例如，不需要在一个数据库镜像中安装一个文本编辑器。

• 每个容器都跑一个进程

在大多数情况下，一个容器应该只单独跑一个程序。解耦应用到多个容器使其更容易横向扩展和重用。如果一个服务依赖另外一个服务，可以参考 Linking Containers Together。

• 最小化层

我们知道每执行一个指令，都会有一次镜像的提交，镜像是分层的结构，对于Dockerfile，应该找到可读性和最小化层之间的平衡。

• 多行参数排序

如果可能，通过字母顺序来排序，这样可以避免安装包的重复并且更容易更新列表，另外可读性也会更强，添加一个空行使用\换行:

RUN apt-get update && apt-get install -y \
  bzr \
  cvs \
  git \
  mercurial \
  subversion

• 创建缓存

镜像构建过程中会按照Dockerfile的顺序依次执行，每执行一次指令 Docker 会寻找是否有存在的镜像缓存可复用，如果没有则创建新的镜像。如果不想使用缓存，则可以在docker build时添加--no-cache=true选项。

从基础镜像开始就已经在缓存中了，下一个指令会对比所有的子镜像寻找是否执行相同的指令，如果没有则缓存失效。在大多数情况下只对比Dockerfile指令和子镜像就足够了。ADD和COPY指令除外，执行ADD和COPY时存放到镜像的文件也是需要检查的，完成一个文件的校验之后再利用这个校验在缓存中查找，如果检测的文件改变则缓存失效。RUN apt-get -y update命令只检查命令是否匹配，如果匹配就不会再执行更新了。

为了有效地利用缓存，你需要保持你的 Dockerfile 一致，并且尽量在末尾修改。

Dockerfile 指令

• FROM: 只要可能就使用官方镜像库作为基础镜像
• RUN: 为保持可读性、方便理解、可维护性，把长或者复杂的RUN语句使用\分隔符分成多行
  • 不建议RUN apt-get update独立成行，否则如果后续包有更新，那么也不会再执行更新
  • 避免使用RUN apt-get upgrade或者dist-upgrade，很多必要的包在一个非privileged权限的容器里是无法升级的。如果知道某个包更新，使用apt-get install -y xxx
  • 标准写法
    • RUN apt-get update && apt-get install -y package-bar package-foo

例子:

RUN apt-get update && apt-get install -y \
    aufs-tools \
    automake \
    btrfs-tools \
    build-essential \
    curl \
    dpkg-sig \
    git \
    iptables \
    libapparmor-dev \
    libcap-dev \
    libsqlite3-dev \
    lxc=1.0* \
    mercurial \
    parallel \
    reprepro \
    ruby1.9.1 \
    ruby1.9.1-dev \
    s3cmd=1.1.0*

• CMD: 推荐使用CMD [“executable”, “param1”, “param2”…]这种格式，CMD [“param”, “param”]则配合ENTRYPOINT使用
• EXPOSE: Dockerfile 指定要公开的端口，使用docker run时指定映射到宿主机的端口即可
• ENV: 为了使新的软件更容易运行，可以使用ENV更新PATH变量。如ENV PATH /usr/local/nginx/bin:$PATH确保CMD ["nginx"]即可运行

ENV也可以这样定义变量：

ENV PG_MAJOR 9.3
ENV PG_VERSION 9.3.4
RUN curl -SL http://example.com/postgres-$PG_VERSION.tar.xz | tar -xJC /usr/src/postgress && …
ENV PATH /usr/local/postgres-$PG_MAJOR/bin:$PATH

• ADDorCOPY:ADD比COPY多一些特性「tar 文件自动解包和支持远程 URL」，不推荐添加远程 URL

如不推荐这种方式:

ADD http://example.com/big.tar.xz /usr/src/things/
RUN tar -xJf /usr/src/things/big.tar.xz -C /usr/src/things
RUN make -C /usr/src/things all

推荐使用 curl 或者 wget 替换，使用如下方式:

RUN mkdir -p /usr/src/things \
    && curl -SL http://example.com/big.tar.gz \
    | tar -xJC /usr/src/things \
    && make -C /usr/src/things all

如果不需要添加 tar 文件，推荐使用COPY。