DockerFile使用与自定义镜像详解

【1】DockerFile是什么

简单来说，Dockerfile是用来构建Docker镜像的构建文件，是由一系列命令和参数构成的脚本。

构建的三个步骤：

• 编写Dockerfile文件
• docker build生成镜像
• docker run创建容器运行

这里以我们熟悉的Centos为例 ，查看DockerFile大致文件结构

FROM scratch
ADD CentOS-8-Container-8.1.1911-20200113.3-layer.x86_64.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="20200114" \
    org.opencontainers.image.title="CentOS Base Image" \
    org.opencontainers.image.vendor="CentOS" \
    org.opencontainers.image.licenses="GPL-2.0-only" \
    org.opencontainers.image.created="2020-01-14 00:00:00-08:00"

CMD ["/bin/bash"]

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，

• 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态

Dockerfile面向开发，Docker镜像成为交付标准，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。

定义一个Dockerfile，Dockerfile定义了进程需要的一切东西。Dockerfile涉及的内容包括执行代码或者是文件、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、服务进程和内核进程(当应用进程需要和系统服务和内核进程打交道，这时需要考虑如何设计namespace的权限控制)等等;

Docker镜像，在用Dockerfile定义一个文件之后，docker build时会产生一个Docker镜像，当运行 Docker镜像时，会创建Docker容器，容器是直接提供服务的。

---

【2】DockerFile构建过程解析

① Dockerfile内容基础知识

• 每条保留字指令都必须为大写字母且后面要跟随至少一个参数
• 指令按照从上到下，顺序执行
• #表示注释
• 每条指令都会创建一个新的镜像层，并对镜像进行提交

② Docker执行Dockerfile的大致流程

• docker从基础镜像运行一个容器
• 执行一条指令并对容器作出修改
• 执行类似docker commit的操作提交一个新的镜像层
• docker再基于刚提交的镜像运行一个新容器
• 执行dockerfile中的下一条指令直到所有指令都执行完成

---

③ DockerFile体系结构(保留字指令)

• FROM：基础镜像，当前新镜像是基于哪个镜像的

• MAINTAINER：镜像维护者的姓名和邮箱地址

• RUN：容器构建时需要运行的命令

• EXPOSE：当前容器对外暴露出的端口

• WORKDIR：指定在创建容器后，终端默认登陆的进来工作目录，一个落脚点

• ENV：用来在构建镜像过程中设置环境变量

  ENV MY_PATH /usr/mytest
  这个环境变量可以在后续的任何RUN指令中使用，这就如同在命令前面指定了环境变量前缀一样；也可以在其它指令中直接使用这些环境变量，比如：WORKDIR $MY_PATH

• ADD：将宿主机目录下的文件拷贝进镜像且ADD命令会自动处理URL和解压tar压缩包

• COPY：类似ADD，拷贝文件和目录到镜像中。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。实例如COPY src dest 或者 COPY ["src", "dest"]

• VOLUME：容器数据卷，用于数据保存和持久化工作

• CMD：指定一个容器启动时要运行的命令。Dockerfile 中可以有多个 CMD 指令，但只有最后一个生效，CMD 会被 docker run 之后的参数替换。
  

• ENTRYPOINT ：指定一个容器启动时要运行的命令。ENTRYPOINT 的目的和 CMD 一样，都是在指定容器启动程序及参数。

• ONBUILD：子镜像继承父镜像，子镜像运行时，父镜像ONBUILD被触发。

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

---

④ ONBUILD测试

两个DockerFile文件：DockerFile3与DockerFile4。

DockerFile3内容如下：

FROM centos
RUN yum install -y curl
ENTRYPOINT [ "curl", "-s", "https://ip.cn" ]
ONBUILD RUN echo "now ,dockerfile3 is execute..."

生成镜像myip:

docker build -f DockerFile3 -t myip .

DockerFile4内容如下：

FROM myip
RUN yum install -y curl
ENTRYPOINT [ "curl", "-s", "https://ip.cn" ]

生成镜像myip4:

---

【3】案例之自定义镜像mycentos

首先需要了解一个Base(scratch)镜像。Docker Hub 中 99% 的镜像都是通过在 base 镜像中安装和配置需要的软件构建出来的。

① 编写DockerFile文件

默认centos镜像是不支持登陆后的默认路径、 vim编辑器、查看网络配置ifconfig的，这里自定义DockerFile使其支持。

在自定义目录下创建DockerFile文件，如/mydocker/下，内容如下：

##使用的时候注意去掉注释  可以在vim窗口模式下使用dd命令快速删除一行
#继承自centos镜像
FROM centos

#作者与邮箱
MAINTAINER jane<jane@qq.com>

#设置环境 
ENV MYPATH /usr/local

#容器启动后的落脚路径
WORKDIR $MYPATH
 
#运行安装命令 
RUN yum -y install vim
RUN yum -y install net-tools

#暴露80端口 
EXPOSE 80
 
CMD echo $MYPATH
CMD echo "success--------------ok"
CMD /bin/bash

② 构建生成镜像

在当前路径下/mydocker/执行如下格式命令：

docker build -f DockFile路径 -t 新镜像名字:TAG .

会看到 docker build 命令最后有一个 . ，其表示当前目录。

实例如下：

docker build -f DockerFile  -t mycentos:2.0 .

检测镜像：

[root@localhost mydocker]# docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED              VIRTUAL SIZE
mycentos            2.0                 df8160eb077f        About a minute ago   314.3 MB
jane/centos         latest              b3a32e0a2930        14 hours ago         237.1 MB
badtomcat           1.0                 4c900ee6d6e3        19 hours ago         528.7 MB
tomcat              latest              dd7dc39599b6        37 hours ago         528.6 MB
centos              latest              495a24dc98e8        3 weeks ago          237.1 MB
hello-world         latest              9f5834b25059        13 months ago        1.84 kB

---

③ 创建容器并运行

命令格式如下：

docker run -it 新镜像名字:TAG  [/bin/bash]

实例如下：

docker run -it df8160eb077f /bin/bash

结果如下：

---

④ 列出镜像的变更历史

命令格式如下：

docker history 镜像ID

---

【4】CMD/ENTRYPOINT 镜像案例

二者相似之处都是都是指定一个容器启动时要运行的命令。

① CMD命令

Dockerfile 中可以有多个 CMD 指令，但只有最后一个生效，CMD 会被 docker run 之后的参数替换。

实例如下：

docker run -it -p 8888:8080 tomcat ls -l

那么DockerFile中的最后一个CMD会被ls -l替换，如下图所示：

---

② ENTRYPOINT

docker run 之后的参数会被当做参数传递给 ENTRYPOINT，之后形成新的命令组合。

③ CMD测试步骤

##新增DockerFile文件
[root@localhost mydocker]# vim DockerFile2

##build创建镜像
[root@localhost mydocker]# docker build -f DockerFile2 -t myip .
Sending build context to Docker daemon 4.096 kB
Sending build context to Docker daemon
Step 0 : FROM centos
 ---> 495a24dc98e8
Step 1 : RUN yum install -y curl
 ---> Running in 4fd0ea665eaf
CentOS-8 - AppStream                            704 kB/s | 6.4 MB     00:09
CentOS-8 - Base                                 410 kB/s | 5.0 MB     00:12
CentOS-8 - Extras                               2.2 kB/s | 2.1 kB     00:00
Package curl-7.61.1-11.el8.x86_64 is already installed.
Dependencies resolved.
Nothing to do.
Complete!
 ---> 58218afb3e20
Removing intermediate container 4fd0ea665eaf
Step 2 : CMD curl -s http://ip.cn
 ---> Running in 6d14169fb841
 ---> af6a8441dcc9
Removing intermediate container 6d14169fb841
Successfully built af6a8441dcc9
[root@localhost mydocker]# docker run af6a8441dcc9
{"ip": "114.244.77.52", "country": "北京市", "city": "联通"}

DockerFile文件内容如下：

FROM centos
RUN yum install -y curl
CMD [ "curl", "-s", "https://ip.cn" ]

如果我们希望显示 HTTP 头信息，就需要加上 -i 参数，但是就会报错。

[root@localhost mydocker]# docker run c18008dfcc35 -i
Error response from daemon: Cannot start container 42d9aaf8ffabde5b000bea14673b4d2be86fa8c66c16d3feccece3dc4d2d2b59: [8] System error: exec: "-i": executable file not found in $PATH

我们可以看到可执行文件找不到的报错，executable file not found。之前我们说过，跟在镜像名后面的是 command，运行时会替换 CMD 的默认值。因此这里的 -i 替换了原来的 CMD，而不是添加在原来的 curl -s http://ip.cn 后面。而 -i 根本不是命令，所以自然找不到。

那么如果我们希望加入 -i 这参数，我们就必须重新完整的输入这个命令：

$ docker run myip curl -s http://ip.cn -i

---

④ ENTRYPOINT测试步骤

复制并修改DockerFile文件为DockerFile3：

FROM centos
RUN yum install -y curl
ENTRYPOINT [ "curl", "-s", "https://ip.cn" ]

重复上面构建、运行步骤，结果如下：

---

【5】自定义Tomcat镜像

① 在/mydocker/路径下创建路径mytomcat,并放入jdk与tomcat二进制压缩包

然后在该目录下创建文件c.txt：

#纯粹为了copy命令使用
touch c.txt

② 在mytomcat目录下新建DockerFile文件

内容如下：

FROM         centos
MAINTAINER    jane<jane@qq.com>
#把宿主机当前上下文的c.txt拷贝到容器/usr/local/路径下
COPY c.txt /usr/local/cincontainer.txt
#把java与tomcat添加到容器中
ADD jdk-8u121-linux-x64.tar.gz /usr/local/
ADD apache-tomcat-8.5.42.tar.gz /usr/local/
#安装vim编辑器
RUN yum -y install vim
#设置工作访问时候的WORKDIR路径，登录落脚点
ENV MYPATH /usr/local
WORKDIR $MYPATH
#配置java与tomcat环境变量
ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_121
ENV CLASSPATH $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
ENV CATALINA_HOME /usr/local/apache-tomcat-8.5.42
ENV CATALINA_BASE /usr/local/apache-tomcat-8.5.42
ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin:$CATALINA_HOME/lib:$CATALINA_HOME/bin
#容器运行时监听的端口
EXPOSE  8080
#启动时运行tomcat
# ENTRYPOINT ["/usr/local/apache-tomcat-8.5.42/bin/startup.sh" ]
# CMD ["/usr/local/apache-tomcat-8.5.42/bin/catalina.sh","run"]
CMD /usr/local/apache-tomcat-8.5.42/bin/startup.sh && tail -f /usr/local/apache-tomcat-8.5.42/logs/catalina.out

③ 构建生成镜像

命令如下：

docker build -f DockerFile -t mytomcat8.5 .

详细过程如下所示：

[root@localhost mytomcat]# docker build -f DockerFile -t mytomcat8.5 .
Sending build context to Docker daemon   193 MB
Sending build context to Docker daemon
Step 0 : FROM centos
 ---> 495a24dc98e8
Step 1 : MAINTAINER jane<jane@qq.com>
 ---> Using cache
 ---> b2c306367103
Step 2 : COPY c.txt /usr/local/cincontainer.txt
 ---> 30125b712727
Removing intermediate container e7ce454acc1b
Step 3 : ADD jdk-8u121-linux-x64.tar.gz /usr/local/
 ---> a60edc35c1dd
Removing intermediate container a7d37532c8ed
Step 4 : ADD apache-tomcat-8.5.42.tar.gz /usr/local/
 ---> 835ce1e40fbb
Removing intermediate container 74877ed67a66
Step 5 : RUN yum -y install vim
 ---> Running in 632fbb5d8fab
CentOS-8 - AppStream                            475 kB/s | 6.4 MB     00:13
CentOS-8 - Base                                 249 kB/s | 5.0 MB     00:20
CentOS-8 - Extras                               2.0 kB/s | 2.1 kB     00:01
Dependencies resolved.
================================================================================
 Package             Arch        Version                   Repository      Size
================================================================================
Installing:
 vim-enhanced        x86_64      2:8.0.1763-13.el8         AppStream      1.4 M
Installing dependencies:
 gpm-libs            x86_64      1.20.7-15.el8             AppStream       39 k
 vim-common          x86_64      2:8.0.1763-13.el8         AppStream      6.3 M
 vim-filesystem      noarch      2:8.0.1763-13.el8         AppStream       48 k
 which               x86_64      2.21-10.el8               BaseOS          49 k

Transaction Summary
================================================================================
Install  5 Packages

Total download size: 7.8 M
Installed size: 31 M
Downloading Packages:
(1/5): gpm-libs-1.20.7-15.el8.x86_64.rpm        297 kB/s |  39 kB     00:00
(2/5): vim-filesystem-8.0.1763-13.el8.noarch.rp  27 kB/s |  48 kB     00:01
(3/5): vim-enhanced-8.0.1763-13.el8.x86_64.rpm  667 kB/s | 1.4 MB     00:02
(4/5): which-2.21-10.el8.x86_64.rpm             170 kB/s |  49 kB     00:00
(5/5): vim-common-8.0.1763-13.el8.x86_64.rpm    524 kB/s | 6.3 MB     00:12
--------------------------------------------------------------------------------
Total                                           583 kB/s | 7.8 MB     00:13
warning: /var/cache/dnf/AppStream-02e86d1c976ab532/packages/gpm-libs-1.20.7-15.el8.x86_64.rpm: Header V3 RSA/SHA256 Signature, key ID 8483c65d: NOKEY
CentOS-8 - AppStream                            1.3 MB/s | 1.6 kB     00:00
Importing GPG key 0x8483C65D:
 Userid     : "CentOS (CentOS Official Signing Key) "
 Fingerprint: 99DB 70FA E1D7 CE22 7FB6 4882 05B5 55B3 8483 C65D
 From       : /etc/pki/rpm-gpg/RPM-GPG-KEY-centosofficial
Key imported successfully
Running transaction check
Transaction check succeeded.
Running transaction test
Transaction test succeeded.
Running transaction
  Preparing        :                                                        1/1
  Installing       : which-2.21-10.el8.x86_64                               1/5
  Installing       : vim-filesystem-2:8.0.1763-13.el8.noarch                2/5
  Installing       : vim-common-2:8.0.1763-13.el8.x86_64                    3/5
  Installing       : gpm-libs-1.20.7-15.el8.x86_64                          4/5
  Running scriptlet: gpm-libs-1.20.7-15.el8.x86_64                          4/5
  Installing       : vim-enhanced-2:8.0.1763-13.el8.x86_64                  5/5
  Running scriptlet: vim-enhanced-2:8.0.1763-13.el8.x86_64                  5/5
  Running scriptlet: vim-common-2:8.0.1763-13.el8.x86_64                    5/5
  Verifying        : gpm-libs-1.20.7-15.el8.x86_64                          1/5
  Verifying        : vim-common-2:8.0.1763-13.el8.x86_64                    2/5
  Verifying        : vim-enhanced-2:8.0.1763-13.el8.x86_64                  3/5
  Verifying        : vim-filesystem-2:8.0.1763-13.el8.noarch                4/5
  Verifying        : which-2.21-10.el8.x86_64                               5/5

Installed:
  vim-enhanced-2:8.0.1763-13.el8.x86_64 gpm-libs-1.20.7-15.el8.x86_64
  vim-common-2:8.0.1763-13.el8.x86_64   vim-filesystem-2:8.0.1763-13.el8.noarch
  which-2.21-10.el8.x86_64

Complete!
 ---> e810859c3774
Removing intermediate container 632fbb5d8fab
Step 6 : ENV MYPATH /usr/local
 ---> Running in 6f29ac3aab57
 ---> 3046102d4b97
Removing intermediate container 6f29ac3aab57
Step 7 : WORKDIR $MYPATH
 ---> Running in d72543dcc1e5
 ---> 26216526ef34
Removing intermediate container d72543dcc1e5
Step 8 : ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk1.8.0_121
 ---> Running in 043966dc5dd5
 ---> 31e881b878b2
Removing intermediate container 043966dc5dd5
Step 9 : ENV CLASSPATH $JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
 ---> Running in 426decc562b0
 ---> d211b87e14b6
Removing intermediate container 426decc562b0
Step 10 : ENV CATALINA_HOME /usr/local/apache-tomcat-8.5.42
 ---> Running in e7bd1fb680d3
 ---> 5e9d3b1a9842
Removing intermediate container e7bd1fb680d3
Step 11 : ENV CATALINA_BASE /usr/local/apache-tomcat-8.5.42
 ---> Running in 4751834bae65
 ---> 9a8f8a55f9db
Removing intermediate container 4751834bae65
Step 12 : ENV PATH $PATH:$JAVA_HOME/bin:$CATALINA_HOME/lib:$CATALINA_HOME/bin
 ---> Running in abcd8a306cb4
 ---> e70a4215675b
Removing intermediate container abcd8a306cb4
Step 13 : EXPOSE 8080
 ---> Running in dd5ea962ca9e
 ---> f70b5c88c7b3
Removing intermediate container dd5ea962ca9e
Step 14 : CMD /usr/local/apache-tomcat-8.5.42/bin/startup.sh && tail -f /usr/local/apache-tomcat-8.5.42/bin/logs/catalina.out
 ---> Running in 2e86e232814e
 ---> 5234d0ef08ec
Removing intermediate container 2e86e232814e
Successfully built 5234d0ef08ec

如下所示，可以查看容器内Java环境：

[root@localhost test]# docker exec 9169df7aa44f java -version
java version "1.8.0_121"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_121-b13)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.121-b13, mixed mode)
[root@localhost test]#

---

④ 创建容器实例并运行

命令如下：

docker run -d -p 9080:8080 --name mytomcat8 -v /mydocker/mytomcat/test:/usr/local/apache-tomcat-8.5.42/webapps/test -v /mydocker/mytomcat/tomcatlogs/:/usr/local/apache-tomcat-8.5.42/logs --privileged=true mytomcat8.5

可以使用命令查看容器日志：

 docker logs -f -t --tail 10  712e7776a36e

使用浏览器访问如下，说明正确启动：

进入容器内部查看：

 docker exec -it 9169df7aa44f  /bin/bash

再次回到宿主机查看/mydocker/mytomcat下：

⑤ test里面放入项目文件

在test项目里面放入WEB-INF/web.xml 、a.jsp，将会同步到容器内webapps/test里面。

宿主机如下：

容器内显示如下：

#9169df7aa44f 为容器ID
[root@9169df7aa44f test]# ls
WEB-INF  a.jsp
[root@9169df7aa44f test]#

浏览器验证如下：

总结

宿主机、容器、Dockerfile以及远程仓库关系如下图所示：