docker_Dockerfile

Dockerfile的使用

​ Dockerfile是Docker用来构建镜像的文本文件，包含自定义的指令和格式。可以通过docker build命令从Dockerfile中构建镜像。这个过程与传统分布式集群的编排配置过程相似，且提供了一系列统一的资源配置语法。用户可以用这些统一的语法命令来根据需求进行配置，通过这份统一的配置文件，在不同的平台上进行分发，需要使用时就可以根据配置文件自动化构建，这解决了开发人员构建镜像的复杂过程。同时，Dockerfile与镜像配合使用，使Docker在构建时可以充分利用镜像的功能进行缓存，大大提升了Docker的使用效率。

1. docker build命令和镜像构建过程

   ​ Dockerfile描述了组装镜像的步骤，其中每条指令都是单独执行的。除了FROM指令，其他每一条指令都会在上一条指令所生成镜像的基础上执行，执行完后会生成一个新的镜像层，新的镜像层覆盖在原来的镜像之上从而形成了新的镜像。Dockerfile所生成的最终镜像就是在基础镜像上面叠加一层层的镜像层组建的。

   ​ 为了提高镜像构建的速度，Docker daemon会缓存构建过程中的中间镜像。当从一个已在缓存中的基础镜像开始构建新镜像时，会将Dockerfile中的下一条指令和基础镜像的所有子镜像做比较，如果有一个子镜像是由相同的指令生成的，则命中缓存，直接使用该镜像，而不用再生成一个新的镜像。在寻找缓存的过程中，COPY和ADD指令与其他指令稍有不同，其他指令只对比生成镜像的指令字符串是否相同;ADD和COPY指令除了对比指令字符串，还要对比容器中的文件内容和ADD,COPY所添加的文件内容是否相同。此外，镜像构建过程中，一旦缓存失效，则后续的指令都将生成新的镜像，而不再使用缓存。

2. Dockerfile指令

   ​ Dockerfile的基本格式如下:

   #Comment
   INSTRUCTION arguments
   

   在Dockerfile中，指令(INS丁RUCTION)不区分大小写，但是为了与参数区分，推荐大写。Docker会顺序执行Dockerfile中的指令，第一条指令必须是FROM指令，它用于指定构建镜像的基础镜像。
   Dockerfile中的指令有FROM, MAINTAINER, RUN, CMD, EXPOSE, ENV, ADD, COPY, ENTRYPOINT、
   VOLUME, USER, WORKDIR, ONBUILD，错误的指令会被忽略。下面将详细讲解一些重要的Docker指令。

   • ENV

     格式:ENV <key> <value>或ENV <key>=<value>…
     ENV指令可以为镜像创建出来的容器声明环境变量。并且在Dockerfile中，ENV指令声明的环境变量会被后面的特定指令(即ENV, ADD, COPY, WORKDIR, EXPOSE, VOLUME, USER)解释使用。其他指令使用环境变量时，使用格式为$variable_ name或者${variable_ name}。在变量前面添加斜杠\可以转义，如\$foo或者\${foo}，将会被分别转换为$foo和${foo}，而不是环境变量所保存的值。另外，ONBUILD指令不支持环境替换。

   • FROM

     格式:FROM <image>或FROM <image>:<tag>
     FROM指令的功能是为后面的指令提供基础镜像，因此一个有效的Dockerfile必须以FROM指令作为第一条非注释指令。从公共镜像库中拉取镜像很容易，基础镜像可以选择任何有效的镜像。在一个Dockerfile中，FROM指令可以出现多次，这样会构建多个镜像。在每个镜像创建完成后，Docker命令行界面会输出该镜像的ID。若FROM指令中参数tag为空，则tag默认是latest;若参数image或tag指定的镜像不存在，则返回错误。

   • COPY

     格式:COPY <src> <dest>
     COPY指令复制<src>所指向的文件或目录，将它添加到新镜像中，复制的文件或目录在镜像中的路径是<dest>。 <src>所指定的源可以有多个，但必须在上下文中，即必须是上下文根目录的相对路径。不能使用形如COPY …/something /something这样的指令。此外，<src>可以使用通配符指向所有匹配通配符的文件或目录，例如，COPY hom* /mydir/表示添加所有以“hom”开头的文件到目录/mydir/中。
     <dest>可以是文件或目录，但必须是目标镜像中的绝对路径或者相对于WORKDIR的相对路径( WORKDIR即Dockerfile中WORKDIR指令指定的路径，用来为其他指令设置工作目录)。若<dest>以反斜杠/结尾则其指向的是目录;否则指向文件。<src>同理。若<dest>是一个文件，则<src>的内容会被写入到<dest>中;否则<src>所指向的文件或目录中的内容会被复制添加到<dest>目录中。当<src>指定多个源时，<dest>必须是目录。另外，如果<dest>不存在，则路径中不存在的目录会被创建。

   • ADD

     格式:ADD <src> <dest>
     ADD与COPY指令在功能上很相似，都支持复制本地文件到镜像的功能，但ADD指令还支持其他功能。<src>可以是一个指向一个网络文件的URL，此时若<dest>指向一个目录，则URL必须是完全路径，这样可以获得该网络文件的文件名filename，该文件会被复制添加到<dest>/<filename>。例如，ADD http://example.com/foobar/会创建文件/foobaro
     <src>还可以指向一个本地压缩归档文件，该文件在复制到容器中时会被解压提取，如ADD example.tar.xz / 。但若URL中的文件为归档文件则不会被解压提取。
     ADD和COPY指令虽然功能相似，但一般推荐使用COPY，因为COPY只支持本地文件，相比ADD而言，它更透明。

   • RUN

     RUN指令有两种格式:
     RUN +<command>(shell格式)
     RUN [“executable”, “param1”, “param2”](exec格式，推荐格式)
     RUN指令会在前一条命令创建出的镜像的基础上创建一个容器，并在容器中运行命令，在命令结束运行后提交容器为新镜像，新镜像被Dockedle中的下一条指令使用。
     RUN指令的两种格式表示命令在容器中的两种运行方式。当使用shell格式时，命令通过/bin/shc运行;当使用exec格式时，命令是直接运行的，容器不调用shell程序，即容器中没有shell程序。exec格式中的参数会当成JSON数组被Docker解析，故必须使用双引号而不能使用单引号。因为exec格式不会在shell中执行，所以环境变量的参数不会被替换，例如，当执行CMD [“echo”,"$HOME"]指令时，$HOME不会做变量替换。如果希望运行shell程序，指令可以写成CMD[“sh”,"-c",“echo”,“​$HOME” ]。

   • CMD

     CMD指令有3种格式:
     CMD +<command>(shell格式)
     CMD [“executable”, “param1”, “param2”](exec格式，推荐格式)
     CMD [“param1”，“param2”](为ENTRYPOINT指令提供参数)
     CMD指令提供容器运行时的默认值，这些默认值可以是一条指令，也可以是一些参数。一个Dockerfile中可以有多条CMD指令，但只有最后一条CMD指令有效。CMD [“paraml”,“param2”」格式是在CMD指令和ENTRYPOINT指令配合时使用的，CMD指令中的参数会添加到ENTRYPOINT指令中。使用shell和exec格式时，命令在容器中的运行方式与RUN指令相同。不同在于，RUN指令在构建镜像时执行命令，并生成新的镜像;CMD指令在构建镜像时并不执行任何命令，而是在容器启动时默认将CMD指令作为第一条执行的命令。如果用户在命令行界面运行docker run命令时指定了命令参数，则会覆盖CMD指令中的命令。

   • ENTRYPOINT

     ENTRYPOINT指令有两种格式:
     ENTRYPOINT <command>(shell格式)
     ENTRYPOINT [“executable”，“param1”，“param2”](exec格式，推荐格式)
     ENTRYPOINT指令和CMD指令类似，都可以让容器在每次启动时执行相同的命令，但它们之间又有不同。一个Dockerfile中可以有多条ENTRYPOINT指令，但只有最后一条ENTRYPOINT指令有效。当使用shell格式时，ENTRYPOINT指令会忽略任何CMD指令和docker run命令的参数，并且会运行在bin/sh -c中。这意味着ENTRYPOINT指令进程为bin/sh -c的子进程，进程在容器中的PID将不是1,且不能接受Unix信号。即当使用docker stop <container>命令时，命令进程接收不到SIGTERM信号。我们推荐使用exec格式，使用此格式时，docker run传入的命令参数会覆盖CMD指令的内容并且附加到ENTRYPOINT指令的参数中。从ENTRYPOINT的使用中可以看出，CMD可以是参数，也可以是指令，而ENTRYPOINT只能是命令;另外，docker run命令提供的运行命令参数可以覆盖CMD，但不能覆盖ENTRYPOINT。

   • ONBUILD

     格式:ONBUILD [INSTRUCTION]
     ONBUILD指令的功能是添加一个将来执行的触发器指令到镜像中。当该镜像作为FROM指令的参数时，这些触发器指令就会在FROM指令执行时加入到构建过程中。尽管任何指令都可以注册成一个触发器指令，但ONBUILD指令中不能包含ONBUILD指令，并且不会触发FROM和MAINTAINER指令。当需要制作一个基础镜像来构建其他镜像时，ONBUILD是很有用的。例如，当需要构建的镜像是一个可重复使用的Python环境镜像时，它可能需要将应用源代码加入到一个指定目录中，还可能需要执行一个构建脚本。此时不能仅仅调用ADD和RUN指令，因为现在还不能访问应用源代码，并且不同应用的源代码是不同的。我们不能简单地提供一个Dockerfile模板给应用开发者，它与特定应用代码藕合，会引发低效、易错、难以更新等问题。这些场景的解决方案是使用ONBUILD指令注册触发器指令，利用ONBUILD指令构建一个语言栈镜像，该镜像可以构建任何用该语言编写的用户软件的镜像。

     ONBUILD指令的具体执行步骤如下:
     (1)在构建过程中，ONBUILD指令会添加到触发器指令镜像元数据中。这些触发器指令不会在当前构建过程中执行。
     (2)在构建过程最后，触发器指令会被存储在镜像详情中，其主键是OnBuild，可以使用docker inspect命令查看。
     (3)之后该镜像可能作为其他Dockerfile中FROM指令的参数。在构建过程中，FROM指令会寻找ONBUILD触发器指令，并且会以它们注册的顺序执行。若有触发器指令执行失败，则FROM指令被中止，并返回失败;若所有触发器指令执行成功，则FROM指令完成并继续执行下面的指令。在镜像构建完成后，触发器指令会被清除，不会被子孙镜像继承。
     使用包含ONBUILD指令的Dockerfile构建的镜像应该有特殊的标签，如ruby:2.0-onbuild。在ONBUILD指令中添加ADD或COPY指令时要额外注意。假如新构建过程的上下文缺失了被添加的资源，那么新构建过程会失败。给ONBUILD镜像添加标签，可以提示编写Dockerfile的开发人员小心应对。