Dockerfile簡介

Dockerfile 定義鏡像，依賴鏡像來運行容器，所以 Dockerfile 是鏡像和容器的關鍵，Dockerfile 能夠很是容易的定義鏡像內容，同時在咱們後期的微服務實踐中，Dockerfile 也是重點關注的內容，今天咱們就來一塊兒學習它。

首先經過一張圖來了解 Docker 鏡像、容器和 Dockerfile 三者之間的關係。

經過上圖能夠看出使用 Dockerfile 定義鏡像，運行鏡像啓動容器。

Dockerfile 概念

Docker 鏡像是一個特殊的文件系統，除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包含了一些爲運行時準備的一些配置參數（如匿名卷、環境變量、用戶等）。鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建以後也不會被改變。

鏡像的定製實際上就是定製每一層所添加的配置、文件。若是咱們能夠把每一層修改、安裝、構建、操做的命令都寫入一個腳本，用這個腳原本構建、定製鏡像，那麼以前說起的沒法重複的問題、鏡像構建透明性的問題、體積的問題就都會解決。這個腳本就是 Dockerfile。

Dockerfile 是一個文本文件，其內包含了一條條的指令(Instruction)，每一條指令構建一層，所以每一條指令的內容，就是描述該層應當如何構建。有了 Dockerfile，當咱們須要定製本身額外的需求時，只需在 Dockerfile 上添加或者修改指令，從新生成 image 便可，省去了敲命令的麻煩。

Dockerfile 文件格式

Dockerfile文件格式以下：

## Dockerfile文件格式 # This dockerfile uses the ubuntu image # VERSION 2 - EDITION 1 # Author: docker_user # Command format: Instruction [arguments / command] .. # 一、第一行必須指定 基礎鏡像信息 FROM ubuntu # 二、維護者信息 MAINTAINER docker_user docker_user@email.com # 三、鏡像操做指令 RUN echo "deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ raring main universe" >> /etc/apt/sources.list RUN apt-get update && apt-get install -y nginx RUN echo "\ndaemon off;" >> /etc/nginx/nginx.conf # 四、容器啓動執行指令 CMD /usr/sbin/nginx 

Dockerfile 分爲四部分：基礎鏡像信息、維護者信息、鏡像操做指令、容器啓動執行指令。一開始必需要指明所基於的鏡像名稱，接下來通常會說明維護者信息；後面則是鏡像操做指令，例如 RUN 指令。每執行一條RUN 指令，鏡像添加新的一層，並提交；最後是 CMD 指令，來指明運行容器時的操做命令。

構建鏡像

docker build 命令會根據 Dockerfile 文件及上下文構建新 Docker 鏡像。構建上下文是指 Dockerfile 所在的本地路徑或一個URL（Git倉庫地址）。構建上下文環境會被遞歸處理，因此構建所指定的路徑還包括了子目錄，而URL還包括了其中指定的子模塊。

將當前目錄作爲構建上下文時，能夠像下面這樣使用docker build命令構建鏡像：

docker build . Sending build context to Docker daemon 6.51 MB ... 

說明：構建會在 Docker 後臺守護進程（daemon）中執行，而不是CLI中。構建前，構建進程會將所有內容（遞歸）發送到守護進程。大多狀況下，應該將一個空目錄做爲構建上下文環境，並將 Dockerfile 文件放在該目錄下。

在構建上下文中使用的 Dockerfile 文件，是一個構建指令文件。爲了提升構建性能，能夠經過.dockerignore文件排除上下文目錄下不須要的文件和目錄。

在 Docker 構建鏡像的第一步，docker CLI 會先在上下文目錄中尋找.dockerignore文件，根據.dockerignore 文件排除上下文目錄中的部分文件和目錄，而後把剩下的文件和目錄傳遞給 Docker 服務。

Dockerfile 通常位於構建上下文的根目錄下，也能夠經過-f指定該文件的位置：

docker build -f /path/to/a/Dockerfile .

 

構建時，還能夠經過-t參數指定構建成鏡像的倉庫、標籤。

鏡像標籤

docker build -t nginx/v3 .

 

若是存在多個倉庫下，或使用多個鏡像標籤，就可使用多個-t參數：

docker build -t nginx/v3:1.0.2 -t nginx/v3:latest .

 

在 Docker 守護進程執行 Dockerfile 中的指令前，首先會對 Dockerfile 進行語法檢查，有語法錯誤時會返回：

docker build -t nginx/v3 .
Sending build context to Docker daemon 2.048 kB
Error response from daemon: Unknown instruction: RUNCMD

 

緩存

Docker 守護進程會一條一條的執行 Dockerfile 中的指令，並且會在每一步提交併生成一個新鏡像，最後會輸出最終鏡像的ID。生成完成後，Docker 守護進程會自動清理你發送的上下文。 Dockerfile文件中的每條指令會被獨立執行，並會建立一個新鏡像，RUN cd /tmp等命令不會對下條指令產生影響。 Docker 會重用已生成的中間鏡像，以加速docker build的構建速度。如下是一個使用了緩存鏡像的執行過程：

$ docker build -t svendowideit/ambassador .
Sending build context to Docker daemon 15.36 kB
Step 1/4 : FROM alpine:3.2
 ---> 31f630c65071
Step 2/4 : MAINTAINER SvenDowideit@home.org.au
 ---> Using cache
 ---> 2a1c91448f5f
Step 3/4 : RUN apk update &&      apk add socat &&        rm -r /var/cache/
 ---> Using cache
 ---> 21ed6e7fbb73
Step 4/4 : CMD env | grep _TCP= | (sed 's/.*_PORT_\([0-9]*\)_TCP=tcp:\/\/\(.*\):\(.*\)/socat -t 100000000 TCP4-LISTEN:\1,fork,reuseaddr TCP4:\2:\3 \&/' && echo wait) | sh
 ---> Using cache
 ---> 7ea8aef582cc
Successfully built 7ea8aef582cc

 

構建緩存僅會使用本地父生成鏈上的鏡像，若是不想使用本地緩存的鏡像，也能夠經過--cache-from指定緩存。指定後將再也不使用本地生成的鏡像鏈，而是從鏡像倉庫中下載。

尋找緩存的邏輯

Docker 尋找緩存的邏輯其實就是樹型結構根據 Dockerfile 指令遍歷子節點的過程。下圖能夠說明這個邏輯。

FROM base_image:version           Dockerfile:
           +----------+                FROM base_image:version
           |base image|                RUN cmd1  --> use cache because we found base image +-----X----+ RUN cmd11 --> use cache because we found cmd1 / \ / \ RUN cmd1 RUN cmd2 Dockerfile: +------+ +------+ FROM base_image:version |image1| |image2| RUN cmd2 --> use cache because we found base image +---X--+ +------+ RUN cmd21 --> not use cache because there's no child node / \ running cmd21, so we build a new image here / \ RUN cmd11 RUN cmd12 +-------+ +-------+ |image11| |image12| +-------+ +-------+ 

大部分指令能夠根據上述邏輯去尋找緩存，除了 ADD 和 COPY 。這兩個指令會複製文件內容到鏡像內，除了指令相同之外，Docker 還會檢查每一個文件內容校驗(不包括最後修改時間和最後訪問時間)，若是校驗不一致，則不會使用緩存。

除了這兩個命令，Docker 並不會去檢查容器內的文件內容，好比 RUN apt-get -y update，每次執行時文件可能都不同，可是 Docker 認爲命令一致，會繼續使用緩存。這樣一來，之後構建時都不會再從新運行apt-get -y update。

若是 Docker 沒有找到當前指令的緩存，則會構建一個新的鏡像，而且以後的全部指令都不會再去尋找緩存。

簡單示例

接下來用一個簡單的示例來感覺一下 Dockerfile 是如何用來構建鏡像啓動容器。咱們以定製 nginx 鏡像爲例，在一個空白目錄中，創建一個文本文件，並命名爲 Dockerfile：

mkdir mynginx
cd mynginx
vi Dockerfile

 

構建一個 Dockerfile 文件內容爲：

FROM nginx
RUN echo '<h1>Hello, Docker!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html
vi Dockerfile

 

這個 Dockerfile 很簡單，一共就兩行涉及到了兩條指令：FROM 和 RUN，FROM 表示獲取指定基礎鏡像，RUN 執行命令，在執行的過程當中重寫了 nginx 的默認頁面信息，將信息替換爲：Hello, Docker!。

在 Dockerfile 文件所在目錄執行：

docker build -t nginx:v1 .

 

命令最後有一個. 表示當前目錄

構建完成以後，使用 docker images 命令查看全部鏡像，若是存在 REPOSITORY 爲 nginx 和 TAG 是 v1 的信息，就表示構建成功。

docker images
REPOSITORY                      TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
nginx                           v1                  8c92471de2cc        6 minutes ago       108.6 MB

 

接下來使用 docker run 命令來啓動容器

docker run  --name docker_nginx_v1   -d -p 80:80 nginx:v1

 

這條命令會用 nginx 鏡像啓動一個容器，命名爲docker_nginx_v1，而且映射了 80 端口，這樣咱們能夠用瀏覽器去訪問這個 nginx 服務器：http://192.168.0.54/，頁面返回信息：

這樣一個簡單使用 Dockerfile 構建鏡像，運行容器的示例就完成了！

修改容器內容

容器啓動後，須要對容器內的文件進行進一步的完善，可使用docker exec -it xx bash命令再次進行修改，以上面的示例爲基礎，修改 nginx 啓動頁面內容：

docker exec -it docker_nginx_v1   bash
root@3729b97e8226:/# echo '<h1>Hello, Docker neo!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html
root@3729b97e8226:/# exit
exit

 

以交互式終端方式進入 docker_nginx_v1 容器，並執行了 bash 命令，也就是得到一個可操做的 Shell。而後，咱們用<h1>Hello, Docker neo!</h1>覆蓋了 /usr/share/nginx/html/index.html 的內容。

再次刷新瀏覽器，會發現內容被改變。

修改了容器的文件，也就是改動了容器的存儲層，能夠經過 docker diff 命令看到具體的改動。

docker diff docker_nginx_v1 
... 


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