(四) Docker之Dockerfile编写与指令解析，自定义镜像实战

1. Dockerfile介绍

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。类似于Makefile。

构建三个步骤：

1. 编写Dockerfile文件
2. docker build
3. docker run

1.1 docker build

docker build 命令可以设置编译镜像时，使用的CPU数量、内存大小、Dockerfile文件路径、编译参数等。docker build 命令的用法如下。
编译镜像由Docker Daemon完成。这是最简单的编译过程。
# docker build -t

docker build的命令格式。
Usage: docker build [OPTIONS] PATH | URL | -

PATH是编译镜像使用的工作目录，Docker Daemon在编译开始时，扫描PATH中的所有文件。可以在编译目录中加入.dockerignore,过滤不需要的文件。Docker Daemon在编译时，会忽略.dockerignore中的文件。

默认情况下，Docker Daemon会从PATH 或 GIT中读取Dockerfile。如果需要使用其他的Dockerfile，可以使用 -f 参数。
# docker build -f ./Dockerfile .
使用 -t 给镜像打标签
# docker build -t mycentos/centos .

1.2 dockerignore文件

在编译开始之前，Docker Daemon会读取编译目录中的.dockerignore文件，忽略其中的文件和目录。可以在.dockerignore文件中加入文件和目录规则，忽略多个文件。

*/temp*
*/*/temp*
temp?

*.md
!README.md

*/temp* 忽略一级子目录下，以temp开头的所有文件和目录。
*/*/temp* 忽略二级子目录下，以temp开头的所有文件和目录。
temp? 忽略当前目录下，以temp开头，名字长度为5个字符的文件和目录。
Docker Daemon会读取 ! 后面的文件。上例中会读取README.md文件，并忽略所有的md文件。

1.3 Dockerfile格式

Dockerfile 中的每条指令由 指令+参数 组成,中间以空格隔离。# 后面为注释内容，# 可以写在任何位置。

指令不区分大小写，为了便于区分，一般指令使用大写，参数使用小写。Dockerfile中的第一条指令必须是FROM，设置基础镜像。

2. Dockerfile构建过程解析

2.1 Dockerfile内容基础知识:

1. 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
2. 指令按照从上到下，顺序执行
3. #表示注释
4. 每条指令都会创建一个新的镜像层，并对镜像进行提交

2.2 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作出修改
3. 执行类似docker commit的操作提交一个新的镜像层
4. docker再基于刚提交的镜像运行一个新容器
5. 执行dockerfile中的下一条指令直到所有指令都执行完成

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。

2.3 Dockerfile、镜像和容器三者关系

1. Dockerfile，需要定义一个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;
2. 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，会真正开始提供服务;
3. Docker容器，容器是直接提供服务的。

3. DockerFile体系结构(指令详解)

Dockerfile 是Docker在编译镜像时执行的脚本文件，由很多条指令组成，这些指令按顺序排列。每条指令在编译镜像的过程中，执行相应的程序，完成某项功能。下面将介绍每条指令的功能。

1. FROM指令
   基础镜像，当前新镜像是基于哪个镜像的。
   在基础镜像中，加入提供服务的程序和程序所需要的依赖包，定制自己的镜像。
   FROM指令格式

   FROM <image>
   FROM <image>:<tag>
   FROM <image>@<digest>
   

   可以在一个Dockerfile文件中加入多条FROM指令，一次生成多个镜像。两条FROM指令之间的内容放在一个镜像中。
   tag和digest是可选项。如果忽略tag，会使用latest镜像。

2. MAINTAINER指令
   设置镜像作者。
   MAINTAINER指令格式

   MAINTAINER <name>
   

3. RUN指令
   容器构建时需要运行的命令。

   RUN指令会生成一个新的容器，在容器中执行脚本，这个容器使用当前的镜像。脚本正常执行完后，Docker Daemon 会把容器提交作为一个中间镜像，供后面指令使用。
   RUN指令的格式

   RUN <command>
   RUN ["executable","param1","param2"]
   

   RUN指令执行由两种方式，第一种为shell方式，使用 /bin/sh -c 运行脚本。可以在这种方式中使用 \ ,把脚本分成多行。

   RUN source $HOME/.bashrc ;\
   echo $HOME
   

   第二种方式为exec方式。镜像中没有/bin/sh,或者要使用其他shell，私用这种方式。

   RUN ["/bin/bash","-c","echo hello"]
   

4. EXPOSE指令
   当前容器对外暴露出的端口,记录容器启动时监听哪些端口。

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

5. WORKDIR指令
   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.
   设置RUN、CMD、ENTRYPOINT、ADD、COPY、指令的工作目录。

   WORKDIR指令的格式

   WORKDIR /path/to/workdir
   

6. ENV指令
   用来在构建镜像过程中设置环境变量。

   	ENV <key> <value>
   	ENV <key>=<value> ...
   

   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.

7. ADD指令
   使用ADD指令把文件复制到镜像中。
   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。

   ADD指令格式

   ADD <src> ... <dest>
   ADD ["",...""]
   

   当路径中有空格时，需要使用第二种格式。

8. COPY指令
   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。

   COPY指令格式

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

9. VOLUME指令
   容器数据卷，用于数据保存和持久化工作。
   使用VOLUME指令设置容器的挂载点。

   VOLUME指令格式

   VOLUME ["/data"]
   VOLUME /data1 /data2
   

   Docker Daemon会把主机目录或者数据卷容器挂在到这些挂载点。第一种格式为JSON格式，必须使用双引号。第二种格式把多个目录通过空格连接起来。

10. CMD指令
    指定一个容器启动时要运行的命令

    使用CMD指令设置容器的启动命令，Dockerfile只能有一条CMD指令，如果写了多条CMD指令，只有最后一条CMD指令有效。

    CMD指令格式

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

    第一种是exec方式，第二种是ENTRYPOINT参数方式，第三种是shell方式。

11. ENTRYPOINT指令
    指定一个容器启动时要运行的命令。

    使用ENTRYPOINT指令设置容器的入口程序。

    ENTRYPOINT指令格式

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

    入口程序有两种格式：第一种为exec方式，第二种为shell方式。第二种方式使用/bin/sh -c 运行入口程序，此时入口程序不能接收信号量。运行docker stop 时，程序不能接收SIGTERM。

    入口程序是容器启动时执行的程序，docker run 命令中最后的命令将作为参数传递给入口程序。

    如果Dockerfile有多条ENTRYPOINT,只有最后的ENTRYPOINT指令生效。

12. ONBUILD指令
    当构建一个被继承的Dockerfile时运行命令，父镜像在被子继承后父镜像的onbuild被触发。

    使用ONBUILD指令设置子镜像的编译钩子指令。

    ONBUILD指令格式

    ONBUILD [INSTRUCTION]
    

    当从该镜像生成子镜像时，会调用ONBUILD指令。子镜像在编译过程中，首先会执行父镜像中的ONBUILD指令。所有的编译指令都可以称为钩子指令。

13. USER指令
    USER指令设置用户名或UID

    USER daemon
    

14. ARG指令
    使用ARG实例设置编译变量。
    ARG指令格式

    	ARG <name> [=<default value>]
    

    编译镜像时，可以通过 docker build --build-arg =设置这些变量。如果docker build设置的编译变量没有通过ARG定义，则Docker Daemon会报错。

    定义编译变量

    FROM busybox
    ARG user
    

    可以为编译变量设置默认值

    FROM busybox
    ARG user=zxg
    

    ARG从定义它的地方开始生效，而不是调用的地方

    FROM busybox
    ARG user
    USER $user
    

    编译时，设置编译变量的值
    # docker build --build-arg user=zxg Dockerfile

CMD、ENTRYPOINT和RUN的区别

• RUN指令是设置编译镜像时执行的脚本和程序，镜像编译完成，RUN指令的生命周期结束。

容器启动时，可以通过CMD和ENTRYPOINT设置启动程序，两者有很大的区别和紧密的联系。

• CMD叫做容器默认启动命令，既然是默认，就可以被替换掉。若在Docker run命令末尾添加Command，则替换镜像中CMD设置的启动程序。

• ENTRYPOINT叫做入口程序，不能被docker run 命令末尾的Command替换。docker run 命令末尾的Command会被当作字符串，传递给ENTRYPOINT，作为参数。在docker run中，可以加入--entrypoint 替换镜像中的入口程序.

  遵循规则：

  1. 在Dockerfile中，至少应该有一条CMD或ENTRYPOINT指令。
  2. 当使用容器作为一个程序容器时，应使用ENTRYPOINT定义程序入口。
  3. 在Dockerfile中，如果同时定义了ENTRYPOINT和CMD,CMD会作为参数传递给ENTRYPOINT。
  4. 在docker run 末尾加入Command，会覆盖镜像中的CMD。
  5. 在docker run 中加入 --entrypoint,会覆盖镜像中的ENTRYPOINT。

4. 自定义镜像(mycentos)

1. 运行一个centos容器。
   默认登录在根目录/
   发现不支持vim和ifconfig命令。

2. 自定义mycentos目的使我们自己的镜像具备如下功能：

   • 登录的默认路径为 /root
   • 支持vim编辑器
   • 查看网络配置ifconfig支持

3. 编写Dockerfile文件

   FROM centos
   
   MAINTAINER zxg
   
   ENV MYPATH /root
   WORKDIR $MYPATH
   
   RUN yum -y install vim
   RUN yum -y install net-tools
   
   EXPOSE 80
   
   CMD echo $MYPATH
   CMD echo "------successk----"
   CMD /bin/bash
   

   ENV用来在构建镜像过程中设置环境变量。
   WORKDIR用来设置工作目录。
   RUN 命令安装vim和net-tools。

4. 使用docker build命令生成镜像
   [root@zxg mydocker]# docker build -f ./Dockerfile -t mycentos:1.0 . mycentos镜像已经生成。
   

5. 运行
   [root@zxg ~]# docker run -it --name mycentos01 mycentos:1.0
   发现此时工作目录为 /root,
   并且支持vim和ifconfig命令。

6. 列出镜像的变更历史
   

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