DICOM：Docker实现增量发布之前期准备

背景：

为了方便整体产品的发布，希望通过docker实现增量发布。大致的思路如下：
is-there-a-way-to-add-only-changed-files-to-a-docker-image-as-a-new-layer-with。本博文对这种方式进行了尝试，与此同时简单介绍如何通过Dockerfile来创建Docker镜像。

前期准备：

1. 解决centos的网络问题【can not find a valid baseurl for repo: base/7/x86_64】，使用dhclient命令
   http://stackoverflow.com/questions/30424860/yum-error-centos-7-1-x86-64
2. 解决下载docker官方镜像问题【Docker - dial tcp: lookup index.docker.io: no such host - Solution】，解决方案：https://linuxconfig.org/docker-dial-tcp-lookup-index-docker-io-no-such-host-fix
   
3. centos命令行中解析json串。【How to parse JSON string via command line on Linux】，使用一个开源库，详情参考：http://xmodulo.com/how-to-parse-json-string-via-command-line-on-linux.html
   【备注】:建议在windows下先下载jq库，然后再使用pscp等工具上传到linux中，我在多款linux系统下尝试使用wget直接下载，速度卡的要死。

docker镜像和容器再学习：

1. docker image

官方的解释：
- 镜像：An image is a filesystem and parameters to use at runtime. It doesn’t have state and never changes.
- 容器：A container is a running instance of an image.
- 引擎：When you ran the command, Docker Engine:
(1)checked to see if you had the hello-world software image;
(2)downloaded the image from the Docker Hub (more about the hub later);
(3)loaded the image into the container and “ran” it

我们之所以使用docker，就如同他的logo中的集装箱一样：通过docker镜像来创建和分发软件，即

Docker Engine lets people (or companies) create and share software through Docker images. Using Docker Engine, you don’t have to worry about whether your computer can run the software in a Docker image — a Docker container can always run it.

2. docker image 在本地

之前博文中专门介绍过通过 Docker来发布C-STORE服务、 Docker实现DICOM服务虚拟化，以及详细介绍过 Docker的数据卷， 其实当我们安装完Docker服务后（Docker主要包括Server、Engine、Client三大模块，后续博文会详细介绍），会跟其他软件一样，在本地生成很多目录结构，对于AUFS文件系统的本地结构可以仔细阅读博文 Where are Docker images stored?，但是由于AUFS一直没有纳入Linux内核，所以Docker会支持多种文件系统，我本地centos系统支持的是devicemapper文件系统，该文件系统在本地的存储结构如下（详细介绍可以阅读博文 Docker Supported Filesystems）：

这里就不详细介绍每个目录、每个文件的含义了，后续有时间再补充。

Dockerfile创建docker镜像

docekr可以通过读取Dockerfile中的指令来自动创建镜像。下面简单介绍一下如何使用Dockerfile创建自己的镜像（关于Dockerfile的详细说明，参见官方文档 Dockerfile Reference）
本地的目录存档结构如下（【备注】：在本地如何有规律的归档各类文件是一种良好的习惯，提高效率的同时能够减少错误的发生，建议大家形成自己的习惯）：

其中addfiles文件夹下存档的是一组dcm医学图像，用于测试后续Dockerfile中的ADD指令；copyfiles文件夹下存档的是一组放疗dicom-rt数据，用于测试后续Dockerfile中的COPY指令。详情见下文对应章节。

1. FROM指令

FROM指令是所有Dockerfile的第一条，目的是设置基础镜像来源，可以是远程仓库也可以是本地。FROM指令有三种格式，如下：

FROM <image> #只给出基础镜像名称
FROM <image>:<tag>#给出制定的tag标签
FROM <image>@<digest>

如果镜像在本地存在会优先使用本地镜像，如果不存在需要从官方仓库中pull下来。
我本地已经将centos:latest最新镜像拉了下来，所以对Dockerfile的build会很迅速，我本地的Dockerfile内容如下：

FROM centos #默认tag=latest，即我本地的centos镜像
MAINTAINER [email protected]

运行过程如下：

此时docker images查看本地镜像，结果如下：

2. ADD指令

有些时候使用docker来发布服务或软件时，需要将本地的项目拷贝到docker镜像中，ADD指令就是完成这个工作的。
例如我本地的目录结构如下

现在希望将上文提到的addfiles目录下的医学影像文件拷贝到镜像中，新的Dockerfile如下：

在Dockerfile当前目录运行，竟然出现了错误：Forbidden path outside of the build context: ../addfiles ()

出现该错误的原因是因为跟docker的build context有关，上述docker build指令会将路径作为build context，然而../addfiles并不包含在上述build context之内。所以两种解决方案：
1. 将addfiles目录拷贝到Dockerfile所在的目录
2. 返回到上一级运行docker build，（详情参考How to include files outside of Docker’s build context?）
具体结果如下：

【备注】：注意此时需要修改之前的Dockerfile，将ADD ../addfiles /root/addfiles指令改成ADD ./addfiles /root/addfiles
此刻可以看到本地多了一个镜像：

虽然从上图镜像的大小我们可以推断出结果应该是成功的，但是还是使用docker run命令行启动一个容器进入该镜像确认一下是否已经将addfiles添加成功:

由上图所示已经成功。

3. COPY指令

COPY指令与ADD指令类似，同样可以将本地文件拷贝到镜像内，目前我了解的唯一区别是ADD可以添加src为URL的源数据到镜像，而COPY只能是本地数据。
本地运行测试结果如下：

同样进入到容器内部查看一下：

结果完全正确。

具体示例：

这里节选一个博文 《Getting Started with Docker: Simplifying Devops》中的示例，大家可以去原文浏览详情。
博文中用示例给出使用docker发布web服务的大致流程如下：
1. 本地编写服务代码

import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.net.InetSocketAddress;
import com.sun.net.httpserver.HttpExchange;
import com.sun.net.httpserver.HttpHandler;
import com.sun.net.httpserver.HttpServer;

public class PingPong {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HttpServer server = HttpServer.create(new InetSocketAddress(8080), 0);
        server.createContext("/ping", new MyHandler());
        server.setExecutor(null);
        server.start();
    }

    static class MyHandler implements HttpHandler {
        @Override
        public void handle(HttpExchange t) throws IOException {
            String response = "pong\n";
            t.sendResponseHeaders(200, response.length());
            OutputStream os = t.getResponseBody();
            os.write(response.getBytes());
            os.close();
        }
    }
}

2. 使用Dockerfile创建docker镜像
Dockerfile内容如下：

FROM java:8
COPY PingPong.java /
RUN javac PingPong.java
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java"]
CMD ["PingPong"]

使用Dockerfile创建镜像指令如下：

docker build -t toptal/pingpong .

3. 启动发布的服务

docker run -d -p 8080:8080 toptal/pingpong

4. 测试服务运行

curl http://localhost:8080/ping

总结：

博文在给出上述真实示例之前，详细介绍了Dockfile中的ADD和COPY指令，因为这两个是使用docker来发布应用中必要的关键步骤。
从ADD和COPY两次创建本地镜像的实际运行状态中可以看出，使用Dockerfile构建新的镜像与我们手动启动容器，运行相关指令，再commit容器到镜像是一样的。如下图所示：

这说明Dcokerfile中的上述指令MAINTAINER、ADD、COPY都会在基础影像Base Image（即FROM指向）之上创先新的layer并commit提交为新的镜像文件，使得修改固化存储在本地。即每次发布服务时，通过更新Dockerfile文件，将本地有所变动的文件通过ADD（或者COPY）指令添加到新的layer层并生成新的镜像，从而实现自动化&增量发布的目的。

作者：[email protected]
时间：2016-07-24