使用Dockerfile构建Docker镜像

2017-01-03 本文已影响2256人 garyond

1. 前言

Dockfile是一种被Docker程序解释的脚本，Dockerfile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。相比image这种黑盒子，Dockerfile这种显而易见的脚本更容易被使用者接受，它明确的表明image是怎么产生的。有了Dockerfile，当我们需要定制自己额外的需求时，只需在Dockerfile上添加或者修改指令，重新生成image即可，省去了敲命令的麻烦。

2. Dockerfile的书写规则及指令使用方法

Dockerfile的指令是忽略大小写的，建议使用大写，使用#作为注释，每一行只支持一条指令，每条指令可以携带多个参数。

Dockerfile的指令根据作用可以分为两种，构建指令和设置指令。构建指令用于构建image，其指定的操作不会在运行image的容器上执行；设置指令用于设置image的属性，其指定的操作将在运行image的容器中执行。

(1). FROM（指定基础image）

构建指令，必须指定且需要在Dockerfile其他指令的前面。后续的指令都依赖于该指令指定的image。FROM指令指定的基础image可以是官方远程仓库中的，也可以位于本地仓库。

该指令有两种格式：

FROM <image>

指定基础image为该image的最后修改的版本。或者：

FROM <image>:<tag>

指定基础image为该image的一个tag版本。

(2). MAINTAINER（用来指定镜像创建者信息）

构建指令，用于将image的制作者相关的信息写入到image中。当我们对该image执行docker inspect命令时，输出中有相应的字段记录该信息。

指令格式：

MAINTAINER <name>

(3). RUN（安装软件用）

构建指令，RUN可以运行任何被基础image支持的命令。如基础image选择了ubuntu，那么软件管理部分只能使用ubuntu的命令。

RUN命令将在当前image中执行任意合法命令并提交执行结果。命令执行提交后，就会自动执行Dockerfile中的下一个指令。
层级 RUN 指令和生成提交是符合Docker核心理念的做法。它允许像版本控制那样，在任意一个点，对image 镜像进行定制化构建。
RUN 指令缓存不会在下个命令执行时自动失效。比如 RUN apt-get dist-upgrade -y 的缓存就可能被用于下一个指令. --no-cache 标志可以被用于强制取消缓存使用。

指令格式：

RUN <command> (the command is run in a shell - /bin/sh -c)
RUN ["executable", "param1", "param2" ... ] (exec form)

(4). CMD（设置container启动时执行的操作）

设置指令，用于container启动时指定的操作。该操作可以是执行自定义脚本，也可以是执行系统命令。该指令只能在文件中存在一次，如果有多个，则只执行最后一条。

该指令有三种格式：

CMD ["executable","param1","param2"] (like an exec, this is the preferred form)
CMD command param1 param2 (as a shell)

当Dockerfile指定了ENTRYPOINT，那么使用下面的格式：

CMD ["param1","param2"] (as default parameters to ENTRYPOINT)

ENTRYPOINT指定的是一个可执行的脚本或者程序的路径，该指定的脚本或者程序将会以param1和param2作为参数执行。所以如果CMD指令使用上面的形式，那么Dockerfile中必须要有配套的ENTRYPOINT。

(5). ENTRYPOINT（设置container启动时执行的操作）

设置指令，指定容器启动时执行的命令，可以多次设置，但是只有最后一个有效。

两种格式:

ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] (like an exec, the preferred form)
ENTRYPOINT command param1 param2 (as a shell)

该指令的使用分为两种情况，一种是独自使用，另一种和CMD指令配合使用。

当独自使用时，如果你还使用了CMD命令且CMD是一个完整的可执行的命令，那么CMD指令和ENTRYPOINT会互相覆盖只有最后一个CMD或者ENTRYPOINT有效。

# CMD指令将不会被执行，只有ENTRYPOINT指令被执行  
CMD echo “Hello, World!”  
ENTRYPOINT ls -l

另一种用法和CMD指令配合使用来指定ENTRYPOINT的默认参数，这时CMD指令不是一个完整的可执行命令，仅仅是参数部分；ENTRYPOINT指令只能使用JSON方式指定执行命令，而不能指定参数。

FROM ubuntu  
CMD ["-l"]  
ENTRYPOINT ["/usr/bin/ls"]

(6). USER（设置container容器的用户）

设置指令，设置启动容器的用户，默认是root用户。

# 指定memcached的运行用户  
ENTRYPOINT ["memcached"]  
USER daemon  
或  
ENTRYPOINT ["memcached", "-u", "daemon"]

(7). EXPOSE（指定容器需要映射到宿主机器的端口）

设置指令，该指令会将容器中的端口映射成宿主机器中的某个端口。当你需要访问容器的时候，可以不是用容器的IP地址而是使用宿主机器的IP地址和映射后的端口。要完成整个操作需要两个步骤，首先在Dockerfile使用EXPOSE设置需要映射的容器端口，然后在运行容器的时候指定-p选项加上EXPOSE设置的端口，这样EXPOSE设置的端口号会被随机映射成宿主机器中的一个端口号。也可以指定需要映射到宿主机器的那个端口，这时要确保宿主机器上的端口号没有被使用。EXPOSE指令可以一次设置多个端口号，相应的运行容器的时候，可以配套的多次使用-p选项。

指令格式：

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

# 映射一个端口  
EXPOSE port1  
# 相应的运行容器使用的命令  
docker run -p port1 image  
  
# 映射多个端口  
EXPOSE port1 port2 port3  
# 相应的运行容器使用的命令  
docker run -p port1 -p port2 -p port3 image  
# 还可以指定需要映射到宿主机器上的某个端口号  
docker run -p host_port1:port1 -p host_port2:port2 -p host_port3:port3 image

端口映射是docker比较重要的一个功能，原因在于我们每次运行容器的时候容器的IP地址不能指定而是在桥接网卡的地址范围内随机生成的。宿主机器的IP地址是固定的，我们可以将容器的端口的映射到宿主机器上的一个端口，免去每次访问容器中的某个服务时都要查看容器的IP的地址。对于一个运行的容器，可以使用docker port加上容器中需要映射的端口和容器的ID来查看该端口号在宿主机器上的映射端口。

(8). ENV（用于设置环境变量）

ENV指令可以用于为docker容器设置环境变量
ENV设置的环境变量，可以使用docker inspect命令来查看。同时还可以使用docker run --env <key>=<value>来修改环境变量。

格式：

ENV <key> <value>

设置了后，后续的RUN命令都可以使用，container启动后，可以通过docker inspect查看这个环境变量，也可以通过在docker run --env key=value时设置或修改环境变量。

假如你安装了JAVA程序，需要设置JAVA_HOME，那么可以在Dockerfile中这样写：

ENV JAVA_HOME /path/to/java/dirent

(9). ADD（从src复制文件到container的dest路径）

构建指令，所有拷贝到container中的文件和文件夹权限为0755，uid和gid为0；如果是一个目录，那么会将该目录下的所有文件添加到container中，不包括目录；如果文件是可识别的压缩格式，则docker会帮忙解压缩（注意压缩格式）；如果<src>是文件且<dest>中不使用斜杠结束，则会将<dest>视为文件，<src>的内容会写入<dest>；如果<src>是文件且<dest>中使用斜杠结束，则会<src>文件拷贝到<dest>目录下。

格式：

ADD <src> <dest>

<src> 是相对被构建的源目录的相对路径，可以是文件或目录的路径，也可以是一个远程的文件url;
<dest> 是container中的绝对路径

(10). VOLUME (指定挂载点)

创建一个可以从本地主机或其他容器挂载的挂载点，一般用来存放数据库和需要保持的数据等。

Volume设置指令，使容器中的一个目录具有持久化存储数据的功能，该目录可以被容器本身使用，也可以共享给其他容器使用。我们知道容器使用的是AUFS，这种文件系统不能持久化数据，当容器关闭后，所有的更改都会丢失。当容器中的应用有持久化数据的需求时可以在Dockerfile中使用该指令。

格式：

VOLUME ["<mountpoint>"]

例如：

FROM base  
VOLUME ["/tmp/data"]

运行通过该Dockerfile生成image的容器，/tmp/data目录中的数据在容器关闭后，里面的数据还存在。例如另一个容器也有持久化数据的需求，且想使用上面容器共享的/tmp/data目录，那么可以运行下面的命令启动一个容器：

docker run -t -i -rm -volumes-from container1 image2 bash

说明：container1为第一个容器的ID，image2为第二个容器运行image的名字。

(11). WORKDIR（切换目录）

设置指令，可以多次切换(相当于cd命令)，对RUN,CMD,ENTRYPOINT生效。

格式：

WORKDIR /path/to/workdir

示例：

# 在 /p1/p2 下执行 vim a.txt  
WORKDIR /p1 
WORKDIR p2 
RUN vim a.txt

(12). ONBUILD（在子镜像中执行）

ONBUILD 指定的命令在构建镜像时并不执行，而是在它的子镜像中执行。

格式：

ONBUILD <Dockerfile关键字>

(13). COPY(复制本地主机的src文件为container的dest)

复制本地主机的src文件（为Dockerfile所在目录的相对路径、文件或目录）到container的dest。目标路径不存在时，会自动创建。

格式：

COPY <src> <dest>

当使用本地目录为源目录时，推荐使用COPY

(14). ARG(设置构建镜像时变量)

ARG指令在Docker1.9版本才加入的新指令，ARG 定义的变量只在建立 image 时有效，建立完成后变量就失效消失

格式：

ARG <key>=<value>

(15). LABEL(定义标签)

定义一个 image 标签 Owner，并赋值，其值为变量 Name 的值。

格式：

LABEL Owner=$Name

3. 创建Dockerfile，构建运行环境

Dockerfile文件

# 指定基于的基础镜像
FROM ubuntu:13.10  

# 维护者信息
MAINTAINER zhangjiayang "zhangjiayang@sczq.com.cn"  
  
# 镜像的指令操作
# 获取APT更新的资源列表
RUN echo "deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu precise main universe"> /etc/apt/sources.list
# 更新软件
RUN apt-get update  
  
# Install curl  
RUN apt-get -y install curl  
  
# Install JDK 7  
RUN cd /tmp &&  curl -L 'http://download.oracle.com/otn-pub/java/jdk/7u65-b17/jdk-7u65-linux-x64.tar.gz' -H 'Cookie: oraclelicense=accept-securebackup-cookie; gpw_e24=Dockerfile' | tar -xz  
RUN mkdir -p /usr/lib/jvm  
RUN mv /tmp/jdk1.7.0_65/ /usr/lib/jvm/java-7-oracle/  
  
# Set Oracle JDK 7 as default Java  
RUN update-alternatives --install /usr/bin/java java /usr/lib/jvm/java-7-oracle/bin/java 300     
RUN update-alternatives --install /usr/bin/javac javac /usr/lib/jvm/java-7-oracle/bin/javac 300     

# 设置系统环境
ENV JAVA_HOME /usr/lib/jvm/java-7-oracle/  
  
# Install tomcat7  
RUN cd /tmp && curl -L 'http://archive.apache.org/dist/tomcat/tomcat-7/v7.0.8/bin/apache-tomcat-7.0.8.tar.gz' | tar -xz  
RUN mv /tmp/apache-tomcat-7.0.8/ /opt/tomcat7/  
  
ENV CATALINA_HOME /opt/tomcat7  
ENV PATH $PATH:$CATALINA_HOME/bin  

# 复件tomcat7.sh到容器中的目录 
ADD tomcat7.sh /etc/init.d/tomcat7  
RUN chmod 755 /etc/init.d/tomcat7  
  
# Expose ports.  指定暴露的端口
EXPOSE 8080  
  
# Define default command.  
ENTRYPOINT service tomcat7 start && tail -f /opt/tomcat7/logs/catalina.out

tomcat7.sh命令文件

export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/java-7-oracle/  
export TOMCAT_HOME=/opt/tomcat7  
  
case $1 in  
start)  
  sh $TOMCAT_HOME/bin/startup.sh  
;;  
stop)  
  sh $TOMCAT_HOME/bin/shutdown.sh  
;;  
restart)  
  sh $TOMCAT_HOME/bin/shutdown.sh  
  sh $TOMCAT_HOME/bin/startup.sh  
;;  
esac  
exit 0

4. 构建镜像

根据配置完的dockerfile构建Docker镜像，并启动docker容器。

docker build -t wechat-tomcat.  
docker run -d -p 8090:8080 wechat-tomcat

默认情况下，tomcat会占用8080端口，所以在启动container的时候，指定了 -p 8090:8080，映射到宿主机端口就是8090。

5. Dockerfile参考示例

示例1：构建Wordpress + nginx运行环境

# 指定基于的基础镜像
FROM ubuntu:14.04

# 维护者信息
MAINTAINER Eugene Ware <eugene@noblesamurai.com>

# Keep upstart from complaining
RUN dpkg-divert --local --rename --add /sbin/initctl
RUN ln -sf /bin/true /sbin/initctl

# Let the conatiner know that there is no tty
ENV DEBIAN_FRONTEND noninteractive

RUN apt-get update
RUN apt-get -y upgrade

# Basic Requirements
RUN apt-get -y install mysql-server mysql-client nginx php5-fpm php5-mysql php-apc pwgen python-setuptools curl git unzip

# Wordpress Requirements
RUN apt-get -y install php5-curl php5-gd php5-intl php-pear php5-imagick php5-imap php5-mcrypt php5-memcache php5-ming php5-ps php5-pspell php5-recode php5-sqlite php5-tidy php5-xmlrpc php5-xsl

# mysql config， 配置MySQL运行参数
RUN sed -i -e"s/^bind-address\s*=\s*127.0.0.1/bind-address = 0.0.0.0/" /etc/mysql/my.cnf

# nginx config， 配置Nginx运行参数
RUN sed -i -e"s/keepalive_timeout\s*65/keepalive_timeout 2/" /etc/nginx/nginx.conf
RUN sed -i -e"s/keepalive_timeout 2/keepalive_timeout 2;\n\tclient_max_body_size 100m/" /etc/nginx/nginx.conf
RUN echo "daemon off;" >> /etc/nginx/nginx.conf

# php-fpm config
RUN sed -i -e "s/;cgi.fix_pathinfo=1/cgi.fix_pathinfo=0/g" /etc/php5/fpm/php.ini
RUN sed -i -e "s/upload_max_filesize\s*=\s*2M/upload_max_filesize = 100M/g" /etc/php5/fpm/php.ini
RUN sed -i -e "s/post_max_size\s*=\s*8M/post_max_size = 100M/g" /etc/php5/fpm/php.ini
RUN sed -i -e "s/;daemonize\s*=\s*yes/daemonize = no/g" /etc/php5/fpm/php-fpm.conf
RUN sed -i -e "s/;catch_workers_output\s*=\s*yes/catch_workers_output = yes/g" /etc/php5/fpm/pool.d/www.conf
RUN find /etc/php5/cli/conf.d/ -name "*.ini" -exec sed -i -re 's/^(\s*)#(.*)/\1;\2/g' {} \;

# nginx site conf，将本地Nginx配置文件复制到容器中的目录
ADD ./nginx-site.conf /etc/nginx/sites-available/default

# Supervisor Config
RUN /usr/bin/easy_install supervisor
RUN /usr/bin/easy_install supervisor-stdout
ADD ./supervisord.conf /etc/supervisord.conf

# Install Wordpress
ADD https://wordpress.org/latest.tar.gz /usr/share/nginx/latest.tar.gz
RUN cd /usr/share/nginx/ && tar xvf latest.tar.gz && rm latest.tar.gz
RUN mv /usr/share/nginx/html/5* /usr/share/nginx/wordpress
RUN rm -rf /usr/share/nginx/www
RUN mv /usr/share/nginx/wordpress /usr/share/nginx/www
RUN chown -R www-data:www-data /usr/share/nginx/www

# Wordpress Initialization and Startup Script
ADD ./start.sh /start.sh
RUN chmod 755 /start.sh

# private expose
EXPOSE 3306
EXPOSE 80

# volume for mysql database and wordpress install
VOLUME ["/var/lib/mysql", "/usr/share/nginx/www"]

# 容器启动时执行命令
CMD ["/bin/bash", "/start.sh"]

示例2：构建Ruby on Rails环境

# 指定基础镜像
FROM fcat/ubuntu-universe:12.04

# development tools
RUN apt-get -qy install git vim tmux

# ruby 1.9.3 and build dependencies
RUN apt-get -qy install ruby1.9.1 ruby1.9.1-dev build-essential libpq-dev libv8-dev libsqlite3-dev

# bundler
RUN gem install bundler

# create a "rails" user
# the Rails application will live in the /rails directory
RUN adduser --disabled-password --home=/rails --gecos "" rails

# copy the Rails app
# we assume we have cloned the "docrails" repository locally
#  and it is clean; see the "prepare" script
ADD docrails/guides/code/getting_started /rails

# Make sure we have rights on the rails folder
RUN chown rails -R /rails

# copy and execute the setup script
# this will run bundler, setup the database, etc.
ADD scripts/setup /setup
RUN su rails -c /setup

# copy the start script
ADD scripts/start /start

EXPOSE 3000

# 创建用户
USER rails

# 设置容器启动命令
CMD /start

示例3：构建Nginx运行环境

# 指定基础镜像
FROM sameersbn/ubuntu:14.04.20161014

# 维护者信息
MAINTAINER sameer@damagehead.com

# 设置环境
ENV RTMP_VERSION=1.1.10 \
    NPS_VERSION=1.11.33.4 \
    LIBAV_VERSION=11.8 \
    NGINX_VERSION=1.10.1 \
    NGINX_USER=www-data \
    NGINX_SITECONF_DIR=/etc/nginx/sites-enabled \
    NGINX_LOG_DIR=/var/log/nginx \
    NGINX_TEMP_DIR=/var/lib/nginx \
    NGINX_SETUP_DIR=/var/cache/nginx

# 设置构建时变量，镜像建立完成后就失效
ARG BUILD_LIBAV=false
ARG WITH_DEBUG=false
ARG WITH_PAGESPEED=true
ARG WITH_RTMP=true

# 复制本地文件到容器目录中
COPY setup/ ${NGINX_SETUP_DIR}/
RUN bash ${NGINX_SETUP_DIR}/install.sh

# 复制本地配置文件到容器目录中
COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf
COPY entrypoint.sh /sbin/entrypoint.sh

# 运行指令
RUN chmod 755 /sbin/entrypoint.sh

# 允许指定的端口
EXPOSE 80/tcp 443/tcp 1935/tcp

# 指定网站目录挂载点
VOLUME ["${NGINX_SITECONF_DIR}"]

ENTRYPOINT ["/sbin/entrypoint.sh"]
CMD ["/usr/sbin/nginx"]

示例4：构建Postgres镜像

# 指定基础镜像
FROM sameersbn/ubuntu:14.04.20161014

# 维护者信息
MAINTAINER sameer@damagehead.com

# 设置环境变量
ENV PG_APP_HOME="/etc/docker-postgresql"\
    PG_VERSION=9.5 \
    PG_USER=postgres \
    PG_HOME=/var/lib/postgresql \
    PG_RUNDIR=/run/postgresql \
    PG_LOGDIR=/var/log/postgresql \
    PG_CERTDIR=/etc/postgresql/certs

ENV PG_BINDIR=/usr/lib/postgresql/${PG_VERSION}/bin \
    PG_DATADIR=${PG_HOME}/${PG_VERSION}/main

# 下载PostgreSQL
RUN wget --quiet -O - https://www.postgresql.org/media/keys/ACCC4CF8.asc | apt-key add - \
 && echo 'deb http://apt.postgresql.org/pub/repos/apt/ trusty-pgdg main' > /etc/apt/sources.list.d/pgdg.list \
 && apt-get update \
 && DEBIAN_FRONTEND=noninteractive apt-get install -y acl \
      postgresql-${PG_VERSION} postgresql-client-${PG_VERSION} postgresql-contrib-${PG_VERSION} \
 && ln -sf ${PG_DATADIR}/postgresql.conf /etc/postgresql/${PG_VERSION}/main/postgresql.conf \
 && ln -sf ${PG_DATADIR}/pg_hba.conf /etc/postgresql/${PG_VERSION}/main/pg_hba.conf \
 && ln -sf ${PG_DATADIR}/pg_ident.conf /etc/postgresql/${PG_VERSION}/main/pg_ident.conf \
 && rm -rf ${PG_HOME} \
 && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

COPY runtime/ ${PG_APP_HOME}/
COPY entrypoint.sh /sbin/entrypoint.sh
RUN chmod 755 /sbin/entrypoint.sh

# 指定端口
EXPOSE 5432/tcp

# 指定数据挂载点
VOLUME ["${PG_HOME}", "${PG_RUNDIR}"]

# 切换目录
WORKDIR ${PG_HOME}

# 设置容器启动时执行命令
ENTRYPOINT ["/sbin/entrypoint.sh"]

具体用例可以参考Github的Docker文件相应的示例。

Github Docker文件参考

6. Dockerfile最佳实践

使用.dockerignore文件

为了在docker build过程中更快上传和更加高效，应该使用一个.dockerignore文件用来排除构建镜像时不需要的文件或目录。例如,除非.git在构建过程中需要用到，否则你应该将它添加到.dockerignore文件中，这样可以节省很多时间。

避免安装不必要的软件包

为了降低复杂性、依赖性、文件大小以及构建时间，应该避免安装额外的或不必要的包。例如，不需要在一个数据库镜像中安装一个文本编辑器。

每个容器都跑一个进程

在大多数情况下，一个容器应该只单独跑一个程序。解耦应用到多个容器使其更容易横向扩展和重用。如果一个服务依赖另外一个服务，可以参考 Linking Containers Together。

最小化层

我们知道每执行一个指令，都会有一次镜像的提交，镜像是分层的结构，对于 Dockerfile，应该找到可读性和最小化层之间的平衡。

多行参数排序

如果可能，通过字母顺序来排序，这样可以避免安装包的重复并且更容易更新列表，另外可读性也会更强，添加一个空行使用 \ 换行:

RUN apt-get update && apt-get install -y \
  bzr \
  cvs \
  git \
  mercurial \
  subversion

创建缓存

镜像构建过程中会按照 Dockerfile 的顺序依次执行，每执行一次指令 Docker 会寻找是否有存在的镜像缓存可复用，如果没有则创建新的镜像。如果不想使用缓存，则可以在docker build 时添加--no-cache=true选项。

从基础镜像开始就已经在缓存中了，下一个指令会对比所有的子镜像寻找是否执行相同的指令，如果没有则缓存失效。在大多数情况下只对比 Dockerfile 指令和子镜像就足够了。ADD 和 COPY 指令除外，执行 ADD 和 COPY 时存放到镜像的文件也是需要检查的，完成一个文件的校验之后再利用这个校验在缓存中查找，如果检测的文件改变则缓存失效。RUN apt-get -y update命令只检查命令是否匹配，如果匹配就不会再执行更新了。

为了有效地利用缓存，你需要保持你的Dockerfile一致，并且尽量在末尾修改。

使用Dockerfile构建Docker镜像

目录

1. 前言

2. Dockerfile的书写规则及指令使用方法

3. 创建Dockerfile，构建运行环境

4. 构建镜像

5. Dockerfile参考示例

6. Dockerfile最佳实践

参考资料：

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