Docker入门到实践 (三) Dockerfile解析与镜像制作

文章目录

    • 一、前言
    • 二、Dockerfile解析
      • 1、什么是Dockerfile
      • 2、Dockerfile构建三步骤
      • 3、Dockerfile的庐山面目
      • 4、Dockerfile构建过程解析
        • 4.1、Dockerfile内容的基础知识
        • 4.2、Docker执行Dockerfile的大致流程
      • 5、Dockerfile,Docker镜像,Docker容器三者之间的关系
      • 6、Dockerfile保留字讲解
    • 三、镜像制作
      • 方式一:通过Dockerfile使用docker build指令生成镜像
      • 方式二:通过使用docker commit指令生成镜像


一、前言

  在上一篇文章中已经介绍了docker常用命令的讲解, 下面正式进入到Dockerfile解析与镜像制作。



二、Dockerfile解析

1、什么是Dockerfile

  Dockerfile是一种被Docker程序解释的脚本,是用来构建Docker镜像的构建文件。Dockerfile是由一条一条的指令组成,每条指令对应Linux下面的一条命令,Docker程序将这些Dockerfile指令翻译真正的Linux命令。Dockerfile有自己书写格式和支持的命令,Docker程序解决这些命令间的依赖关系,类似于Makefile,Docker程序将读取Dockerfile,根据指令生成定制的image。

2、Dockerfile构建三步骤

  1. 编写Dockerfile文件
  2. 通过docker build 生成镜像文件
  3. 通过docker run 运行镜像文件,生成容器实例

3、Dockerfile的庐山面目

DockerHub上centos的Dockerfile如下所示:

FROM scratch   ## 所有镜像文件的祖先类
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="20181006"
 
CMD ["/bin/bash"]

4、Dockerfile构建过程解析

4.1、Dockerfile内容的基础知识

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

4.2、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进行修改
  3. 执行类似docker commit的操作提交一个新的镜像层
  4. 基于刚提交的镜像运行一个新的容器
  5. 执行dockerfile中的下一条指令直到所有的指令都执行完

5、Dockerfile,Docker镜像,Docker容器三者之间的关系

  从应用软件的角度来看,Dockerfile,Docker镜像,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。
三者之间的关系图

6、Dockerfile保留字讲解

FROM:基础镜像,当前镜像是基于哪个镜像的,必须为Dockerfile的第一个指令

格式:
  FROM image
  FROM image[:tag]
示例:
  FROM mysql:5.6
注:
  tag是可选的,如果不写,则会默认使用latest版本的基础镜像

MAINTAINER:镜像维护者的姓名和邮箱地址 (已过时,推荐使用LABEL)

格式:
  MAINTAINER name<email>
示例:
   MAINTAINER Jasper Wu
   MAINTAINER Jasper Wu<score@163.com>

LABEL:为镜像指定标签

格式:
  LABEL key1=value1 key2=value2...  #可以设置多个标签,每个标签为一个"key=value"的键值对,如果key中包含空格,可以使用\来进行转义,也可以通过""来进行标示;另外,反斜线\也可以用于续行
示例:
   LABEL "maintainer"="Jasper Wu"

RUN:容器构建时需要运行的指令

RUN用于在镜像容器中执行指令,其有以下两种指令执行方式:

shell执行
格式:
    RUN command
示例:
    RUN yum -y install vim
    
exec执行
格式:
    RUN ["executable", "param1", "param2"]
示例: 
    RUN ["/etc/execfile", "arg1", "arg1"]
注:
  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

EXPOSE:指定当前容器与外界交互的端口

格式:
    EXPOSE port [port...]
示例:
    EXPOSE 80 443
    EXPOSE 8080
    EXPOSE 11211/tcp 11211/udp
注:
  EXPOSE并不会让容器的端口访问到主机。要使其可访问,需要在docker run运行容器时通过-p来指定映射这些端口

WORKDIR:创建容器后终端默认登录进来的工作目录,一个落脚点

格式:
    WORKDIR /path/to/workdir
示例:
    WORKDIR /a  (这时工作目录为/a)
注:
  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。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。

ENV:用来在构建镜像过程中设置环境变量

格式:
    ENV key value  #key之后的所有内容均会被视为其value的组成部分,因此,一次只能设置一个变量
    ENV key1=value1 key2=value2...  #可以设置多个变量,每个变量为一个"key=value"的键值对,如果key中包含空格,可以使用\来进行转义,也可以通过""来进行标示;另外,反斜线\也可以用于续行
示例:
    ENV MYPATH /usr/local
    ENV MYPATH1=/usr1/local MYPATH2=/usr2/local \
        MYPATH3=/usr3/local

ADD:将本地文件添加到容器中,会自动处理url网络资源和 解压tar类型文件(网络压缩资源不会被解压)

格式:
    ADD src...dest
    ADD ["src",... "dest"] 用于支持包含空格的路径
示例:
    ADD hom* /mydir/              # 添加所有以"hom"开头的文件 到 /mydir/
    ADD hom?.txt /mydir/          # ? 替代一个单字符,例如:"home.txt"
    ADD test.tar /absoluteDir/    # 自动解压缩test.tar,并添加到 /absoluteDir/

COPY:与类似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,但是不会自动解压文件,也不能访问网络资源

VOLUME:容器数据卷,用于数据保存和持久化工作

格式:
    VOLUME ["/path/to/dir"]
示例:
    VOLUME ["/data"]
    VOLUME ["/var/www", "/var/log/apache2", "/etc/apache2"]
注:
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:
1、卷可以在容器间共享和重用
2、修改卷后会立即生效
3、对卷的修改不会对镜像产生影响
4、卷会一直存在,直到没有任何容器在使用它

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

格式:
    CMD ["executable","param1","param2"] (执行可执行文件,优先)
    CMD ["param1","param2"] (设置了ENTRYPOINT,则直接调用ENTRYPOINT添加参数)
    CMD command param1 param2 (执行shell内部命令)
示例:
    CMD echo "This is a test."
    CMD ["catalina.sh","run"]
注:
   CMD不同于RUN,CMD用于指定在容器启动时所要执行的指令,而RUN用于指定镜像构建时所要执行的指令。

ENTRYPOINT:指定一个容器启动时要运行的指令。ENTRYPOINT 的目的和 CMD 一样,都是在指定容器启动程序及参数,不同点是 docker run 之后的参数会被当做参数传递给ENTRYPOINT,形成新的命令组合

格式:
    ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] (可执行文件, 优先)
    ENTRYPOINT command param1 param2 (shell内部命令)
示例:
    ENTRYPOINT ["top", "-b"]
注:
   ENTRYPOINT与CMD非常类似,不同的是通过docker run执行的指令不会覆盖ENTRYPOINT,而docker run指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指令,多个ENTRYPOINT指令时会覆盖前面的设置,而只执行最后的ENTRYPOINT指令。

ONBUILD:当构建一个被继承的Dockerfile时,该指令将被运行,即父镜像在被子继承后,父镜像的onbuild将会被触发

格式:
  ONBUILD [INSTRUCTION]
示例:
  ONBUILD RUN /usr/local/bin/python-build --dir /app/src
注:
  当所构建的镜像被用做其它镜像当作基础镜像时,该镜像中的触发器将会被触发

USER:指定容器运行时的用户名或 UID,后续的 RUN 也会使用指定用户。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。当服务不需要管理员权限时,可以通过该命令指定运行用户。并且可以在之前创建所需要的用户

格式:
  USER user
  USER user:group
  USER uid
  USER uid:gid
  USER user:gid
  USER uid:group
 示例:
      USER myuser
 注:
  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。

案例:编写一个Nginx的Dockerfile

# This my first nginx Dockerfile
# Version 1.0

# Base images 基础镜像
FROM centos

#LABEL 维护者信息
LABEL name="lemon_bin" \
    email="[email protected]"

#ENV 设置环境变量
ENV PATH /usr/local/nginx/sbin:$PATH
ENV WORKPATH /usr/local/nginx-1.8.0

#ADD  文件放在当前目录下,拷过去会自动解压
ADD nginx-1.8.0.tar.gz /usr/local/  
ADD epel-release-latest-7.noarch.rpm /usr/local/  

#RUN 执行以下命令 
RUN rpm -ivh /usr/local/epel-release-latest-7.noarch.rpm
RUN yum install -y wget lftp gcc gcc-c++ make openssl-devel pcre-devel pcre && yum clean all
RUN useradd -s /sbin/nologin -M www

#WORKDIR 相当于cd
WORKDIR $WORKPATH 

RUN ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-pcre && make && make install

RUN echo "daemon off;" >> /etc/nginx.conf

#EXPOSE 映射端口
EXPOSE 80

#CMD 运行以下命令
CMD ["nginx"]


三、镜像制作

方式一:通过Dockerfile使用docker build指令生成镜像

docker build -f 宿主机中Dockerfile文件的绝对路径 -t 新镜像名称[:版本号] 宿主机资源文件路径/.

宿主机资源文件路径:指的是Dockerfile文件中使用ADD 或者 COPY指令添加的宿主机资源文件路径,例如:上文Dockerfile文件中的ADD nginx-1.8.0.tar.gz /usr/local/命令,则宿主机资源文件路径指的是nginx-1.8.0.tar.gz资源文件在宿主机中的路径

举例:如果上文中添加的nginx-1.8.0.tar.gz资源文件在宿主机中的/root/resources路径下,与Dockerfile文件不在同一路径下,则命令后的宿主机资源文件路径为/root/resources。如果添加的资源文件与Dockerfile文件在同一路径下,则可以使用相对路径.


方式二:通过使用docker commit指令生成镜像

docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器ID/容器名称 要创建的目标镜像名[:版本号]

案例:自定义生成一个无文档的tomcat镜像

1、从阿里云上下拉一个tomcat镜像并运行
Docker入门到实践 (三) Dockerfile解析与镜像制作_第1张图片

2、浏览器访问tomcat 和 Documenttation (tomcat文档页面)
Docker入门到实践 (三) Dockerfile解析与镜像制作_第2张图片
Docker入门到实践 (三) Dockerfile解析与镜像制作_第3张图片

3、进入到tomcat容器内,并删除webapps目录下的 docs目录,再次访问Documenttation (tomcat文档页面)
Docker入门到实践 (三) Dockerfile解析与镜像制作_第4张图片

可以看到此时访问Documenttation (tomcat文档页面),出现404
Docker入门到实践 (三) Dockerfile解析与镜像制作_第5张图片

4、以此容器,执行docker commit指令,生成自定义无文档的tomcat镜像

docker commit -m="tomcat without docs" -a="lemon_bin" mytomcat new-tomcat

Docker入门到实践 (三) Dockerfile解析与镜像制作_第6张图片

5、运行我们自定义的new-tomcat镜像,并访问Documenttation (tomcat文档页面)
Docker入门到实践 (三) Dockerfile解析与镜像制作_第7张图片

可以看到Documenttation (tomcat文档页面) 已经不存在了,自定义无文档的tomcat镜像就做好了
Docker入门到实践 (三) Dockerfile解析与镜像制作_第8张图片

慎用 docker commit

    使用 docker commit 命令虽然可以比较直观的帮助理解镜像分层存储的概念,但是实际环境中并不会这样使用。因为使用 docker commit 意味着所有对镜像的操作都是黑箱操作,生成的镜像也被称为黑箱镜像,换句话说,就是除了制作镜像的人知道执行过什么命令、怎么生成的镜像,别人根本无从得知。而且,即使是这个制作镜像的人,过一段时间后也无法记清具体在操作的。虽然 docker diff 或许可以告诉得到一些线索,但是远远不到可以确保生成一致镜像的地步。这种黑箱镜像的维护工作是非常痛苦的。而且,镜像所使用的分层存储,除当前层外,之前的每一层都是不会发生改变,换句话说,任何修改的结果仅仅是在当前层进行标记、添加、修改,而不会改动上一层。如果使用 docker commit 制作镜像,以及后期修改的话,每一次修改都会让镜像更加臃肿一次,所删除的上一层的东西并不会丢失,会一直如影随形的跟着这个镜像,即使根本无法访问到。这会让镜像更加臃肿。



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