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Get Started with Docker & Dockerfile

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Dockerfile

A brief introduction to docker

最简单的理解，其实就是在你机器上面跑的一个轻量化的虚拟机。和虚拟机不同的是，docker可以更高效地利用系统资源、有着更快速的启动时间。同时，还可以给开发者提供一致的运行环境，实现一次创建和配置，在任意地方正常运行，有利于持续交付和部署。

基础概念

Docker包括三个基础概念：镜像、容器和仓库

  • 镜像

    我们都知道，操作系统分为内核和用户空间。对于 Linux 而言，内核启动后，会挂载 root 文件系统为其提供用户空间支持。而 Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:18.04 就包含了完整的一套 Ubuntu 18.04 最小系统的 root 文件系统。

  • 容器

    镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的 类 和 实例 一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。

  • 仓库

    镜像构建完成后，可以很容易的在当前宿主机上运行，但是，如果需要在其它服务器上使用这个镜像，我们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务，Docker Registry 就是这样的服务。

    一个 Docker Registry 中可以包含多个 仓库（Repository）；每个仓库可以包含多个 标签（Tag）；每个标签对应一个镜像。

使用镜像

在Docker Hub中，有很多官方维护的高质量镜像，如果我们想要获取某个镜像，可以直接使用docker pull，如我想要拉取ubuntu的官方镜像，那么直接使用：

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docker pull ubuntu:18.04

Dockerfile

What's dockerfile

如果我们想要定制一个镜像给其他人去使用，那么就需要把所有的修改、配置等都写入一个脚本中，然后用这个脚本来构建我们的定制镜像。这个脚本就是Dockerfile。

Docker的镜像有一个分层的机制，就是说，在Dockerfile里面的每一条命令是一层。在构建镜像的时候，是一层一层地构建的，前一层是后一层的基础，每一层构建完毕之后就不会再改变，后一层的任何修改只会作用于当前这一层。

用一个例子来辅助理解：如果我在上一层添加了一个文件，然后在下一层删除，那么最终在容器运行的时候，我们是看不到这个被删除的文件的，但是实际上这个文件是一直存在在镜像里面的某一层的，只是在下一层中，这个文件被标记为已删除。

因此，在构建镜像的时候，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何其他额外的东西应该在该层构建结束之前清理掉。

构建镜像

在Dockerfile所在的目录执行：

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docker build [选项] [上下文路径]

# 例子：
docker build -t nginx:v3 .

构建上下文Context

可以看到docker build命令最后有一个.，这个表示当前构建的上下文是当前目录。为什么需要指定上下文目录呢？首先需要了解docker build的工作原理

Docker 在运行时分为 Docker 引擎（也就是服务端守护进程）和客户端工具。Docker 的引擎提供了一组 REST API，被称为 Docker Remote API，而如 docker 命令这样的客户端工具，则是通过这组 API 与 Docker 引擎交互，从而完成各种功能。因此，虽然表面上我们好像是在本机执行各种 docker 功能，但实际上，一切都是使用的远程调用形式在服务端（Docker 引擎）完成。

所以，当需要用到本地的一些文件的时候，就需要把这些文件添加到上下文目录中，在执行docker build的时候，上下文目录下的文件都会被打包，然后发给docker引擎。

因此，在Dockerfile里面，如果有以下一条命令：

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COPY ./package.json /app/

其COPY的文件实际上是上下文目录下面的package.json，而非执行docker build的目录，或者Dockerfile所在目录。

常用Dockerfile命令

FROM

所谓定制镜像，那一定是以一个镜像为基础，在其上进行定制。FROM命令就是用来指定基础镜像的。因此，一个Dockerfile中，FROM是必备命令，并且必须是第一条命令。

在DockerHub上有很多高质量官方镜像，有可以直接使用的服务类镜像，如nginx、redis等，也有方便开发构建运行各种语言的镜像，如openjdk、python等，当然也有基础的操作系统镜像，如ubuntu、centos等。我们可以在其中选择一个最符合我们最终目标的基础镜像开始定制。

RUN

RUN指令是用来执行命令行命令的，有两种形式：

  • shell格式：RUN <命令>
  • exec格式：RUN ["可执行文件", "参数1", "参数2"]

需要注意的是，在Dockerfile中最好不要每一条命令都使用一个RUN，而是把一个目的的命令结合到一起，使用分行符\和连接符&&连到一起：

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# 错误用法
FROM debian:stretch

RUN apt-get update
RUN apt-get install -y gcc libc6-dev make wget
RUN wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz"
RUN mkdir -p /usr/src/redis
RUN tar -xzf redis.tar.gz -C /usr/src/redis --strip-components=1
RUN make -C /usr/src/redis
RUN make -C /usr/src/redis install

# 正确用法
FROM debian:stretch

RUN set -x; buildDeps='gcc libc6-dev make wget' \
    && apt-get update \
    && apt-get install -y $buildDeps \
    && wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz" \
    && mkdir -p /usr/src/redis \
    && tar -xzf redis.tar.gz -C /usr/src/redis --strip-components=1 \
    && make -C /usr/src/redis \
    && make -C /usr/src/redis install \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/* \
    && rm redis.tar.gz \
    && rm -r /usr/src/redis \
    && apt-get purge -y --auto-remove $buildDeps

COPY

COPY是把上下文目录下的文件复制到新的一层镜像内的<目标路径>位置，格式如下：

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COPY [--chown=<user>:<group>] <源路径>... <目标路径>
COPY [--chown=<user>:<group>] ["<源路径1>","<源路径2>",... "<目标路径>"]

注意：如果源路径是文件夹，那么复制的时候不是直接复制文件夹，而是复制文件夹中的内容到目标路径

ADD

ADD相当于是更高级的COPY，在COPY的基础上增加了一些功能。如，<源路径>是一个url的时候，ADD会试图下载这个链接里的文件放到<目标路径>去。但是，这样做需要额外的一个RUN命令去调整权限/解压缩等，所以不推荐这样使用。

然而！当<源路径>是一个tar包，且压缩格式为gzip，bzip2或xz的情况下，ADD会自动解压缩到<目标路径>下，可能会很有用。

所以，docker官方推荐，所有的文件复制操作尽量就只用COPY。当且只当用到自动解压缩的时候，才用ADD。

ENV

ENV是设置环境变量，比较简单。用法：

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ENV <key> <value>
ENV <key1>=<value1> <key2>=<value2>...

设置完之后，<key>就可以像正常shell脚本里面的环境变量一样地使用了

ARG

ARG是构建参数，不同于ENV的是，ARG所设置的是构建环境的环境变量。所以在未来容器运行的时候，ARG设置的参数是不会存在的。用法：

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ARG <参数名>[=<默认值>]

注意

  • 不要用ARG保存用户密码之类的值，因为在docker history里面还是可以看到所有值的。

  • ARG指令有生效的范围。如果在FROM之前指定，那么只能作用于FROM指令。在多阶段构建时，需要注意这个问题

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    ARG DOCKER_USERNAME=library

# 上面设置的ARG只在FROM中生效
FROM ${DOCKER_USERNAME}/alpine

# echo无法输出！
RUN set -x ; echo ${DOCKER_USERNAME}

# 生效哦
FROM ${DOCKER_USERNAME}/alpine

# 在FROM之后使用变量，必须在每个阶段分别指定
ARG DOCKER_USERNAME=library

# echo可以输出
RUN set -x ; echo ${DOCKER_USERNAME}

WORKDIR

WORKDIR用来指定工作目录，用法很简单：

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WORKDIR <工作目录路径>

初学者常见错误：

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RUN cd /app
# /app/world.txt不存在！
RUN echo "hello" > world.txt

正确用法：

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# WORKDIR指定工作目录
WORKDIR /app

# 写入到/app/world.txt
RUN echo "hello" > world.txt

WORKDIR也可以使用相对路径：

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WORKDIR /a
WORKDIR b
WORKDIR c

RUN pwd # 输出：/a/b/c
updatedupdated2024-05-102024-05-10