Dockerfile构建镜像

本节内容：

Dockerfile介绍
Dockerfile指令简单介绍
示例1：构建Nginx镜像
示例2：构建一个Ruby运行环境
构建缓存

一、Dockerfile介绍

dockerfile是构建镜像的说明书。dockerfile提供了一种基于DSL语法的指令来构建镜像，通过代码化，镜像构建过程一目了然，我们能看出镜像构建的每一步都在干什么。

若要共享镜像，我们只需要共享dockerfile就可以了。共享dockerfile文件，具有以下优点：

可重现
dockerfile可以加入版本控制，这样可以追踪文件的变化和回滚错误
dockerfile很轻量，我们不需要copy几百M甚至上G的docker镜像

使用Dockerfile构建的流程：

编写Dockerfile
执行docker build命令

二、Dockerfile指令简单介绍

FROM：基础镜像。
MAINTAINER：维护者信息。
RUN：在需要执行的命令前加RUN。
ADD：ADD的文件和Dockerfile必须在同一个路径下。
ENV：设置环境变量。
WORKDIR：相当于cd。
VOLUME：目录挂载。
EXPOSE：映射端口。
ENTRYPOINT
CMD

1. RUN指令

RUN指令会在前一条命令创建的镜像的基础上启动一个容器，并在容器中运行指令的命令。在该命令结束后，会提交容器为新的镜像。新镜像会被dockerfile中的下一条指令所使用。

默认情况下，RUN指令会以shell的形式去执行命令。当然我们也可以使用exec格式的RUN指令。在exec方式中，我们使用一个数组来指定要运行的命令和传递给该命令的参数。

exec中的参数会当成什么数组被docker解析，因此必须使用双引号，而不能使用单引号。

shell形式：

RUN yum install -y nginx

exec形式：

RUN ["yum", "install", "-y", "nginx"]

2. EXPOSE指令

告诉docker该容器内的应用程序将会指定端口，但是这并不意味着我们可以自动访问该容器内服务的端口。出于安全的原因，docker并不会自动打开该端口。而是需要我们在使用docker run的时候通过-p参数指定需要打开哪些端口。我们可以使用多个EXPOSE指令向外部暴露多个端口。注意不可以在dockerfile中指定端口映射关系。比如EXPOSE 80，这条指令是对的，而EXPOSE 8080:80这条指令就是错的。

【注意】:这会影响docker的可移植性。我们应该在docker run命令中使用-p参数实现端口映射。

3. CMD指令

CMD 指令允许用户指定容器启动的默认执行的命令。此命令会在容器启动且 docker run 没有指定其他命令时运行。

如果 docker run 指定了其他命令，CMD 指定的默认命令将被忽略。
如果 Dockerfile 中有多个 CMD 指令，只有最后一个 CMD 有效。

CMD 有三种格式：

Exec 格式：CMD ["executable","param1","param2"] 这是 CMD 的推荐格式。
CMD ["param1","param2"] 为 ENTRYPOINT 提供额外的参数，此时 ENTRYPOINT 必须使用 Exec 格式。
Shell 格式：CMD command param1 param2

第一种格式：运行一个可执行的文件并提供参数。

第二种格式 CMD ["param1","param2"] 要与 Exec 格式的 ENTRYPOINT 指令配合使用，其用途是为 ENTRYPOINT 设置默认的参数。

第三种格式：是以”/bin/sh -c”的方法执行的命令。

下面看看 CMD 是如何工作的。Dockerfile 片段如下：

CMD echo "Hello world"

运行容器 docker run -it [image] 将输出：

Hello world

但当后面加上一个命令，比如 docker run -it [image] /bin/bash，CMD 会被忽略掉，命令 bash 将被执行：

[root@76a5fd777648 /]#

【注意】:使用CMD指令时，最好使用数组语法。

4. ENTRYPOIN指令

ENTRYPOINT 看上去与 CMD 很像，它们都可以指定要执行的命令及其参数。不同的地方在于 ENTRYPOINT 不会被忽略，一定会被执行，即使运行 docker run 时指定了其他命令。

实际上docker run命令行中指定的任何参数都会被当作参数再次传递给ENTRYPOINT指令中指定的命令。

ENTRYPOINT 有两种格式：

Exec 格式：ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] 这是 ENTRYPOINT 的推荐格式。
Shell 格式：ENTRYPOINT command param1 param2

在为 ENTRYPOINT 选择格式时必须小心，因为这两种格式的效果差别很大。

ENTRYPOINT ["/usr/sbin/nginx", "-g", "daemon off;"]

（1）Exec 格式

ENTRYPOINT 的 Exec 格式用于设置要执行的命令及其参数，同时可通过 CMD 提供额外的参数。

ENTRYPOINT 中的参数始终会被使用，而 CMD 的额外参数可以在容器启动时动态替换掉。

比如下面的 Dockerfile 片段：

ENTRYPOINT ["/bin/echo", "Hello"]  
CMD ["world"]

当容器通过 docker run -it [image] 启动时，输出为：

Hello world

而如果通过 docker run -it [image] CloudMan 启动，则输出为：

Hello CloudMan

（2）Shell 格式

ENTRYPOINT 的 Shell 格式会忽略任何 CMD 或 docker run 提供的参数。

【注意】:使用CMD和ENTRYPOINT时，请务必使用数组语法。

【总结】：

使用 RUN 指令安装应用和软件包，构建镜像。
如果想为容器设置默认的启动命令，可使用 CMD 指令。用户可在 docker run 命令行中替换此默认命令。
如果 Docker 镜像的用途是运行应用程序或服务，比如运行一个 MySQL，应该优先使用 Exec 格式的 ENTRYPOINT 指令。CMD 可为 ENTRYPOINT 提供额外的默认参数，同时可利用 docker run 命令行替换默认参数。

三、示例1：构建Nginx镜像

创建一个目录单独存放各种Dockerfile：

[root@node1 ~]# mkdir /opt/docker-file

创建Nginx目录存放Nginx Dockerfile和相关文件：

[root@node1 ~]# mkdir nginx
[root@node1 ~]# cd nginx

上传openresty-1.9.7.3.tar.gz到Nginx目录下，编写Dockerfile文件：

[root@node1 nginx]# vim Dockerfile

该Dockerfile内容如下：

# This dockerfile is for openresty
# Version 1.0

# Base images. 
FROM centos:centos7

# Author.
MAINTAINER jkzhao <01115004@wisedu.com>

# Add openresty software.
ADD openresty-1.9.7.3.tar.gz /usr/local

# Define working directory.
WORKDIR /usr/local/openresty-1.9.7.3

# Install epel repo
RUN rpm -ivh http://mirrors.aliyun.com/epel/epel-release-latest-7.noarch.rpm

# Install openresty.
RUN yum install -y readline-devel pcre-devel openssl-devel gcc perl make 
RUN ./configure && gmake && gmake install
RUN sed -i '1 idaemon off;' /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf
RUN sed -i 's@#error_log  logs/error.log;@error_log logs/error.log debug;@' /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf

# Define environment variables.
ENV PATH /usr/local/openresty/nginx/sbin:$PATH

# Define default command. 
CMD ["nginx"]

# Expose ports.
EXPOSE 80

Nginx dockerfile

利用该Dockerfile构建镜像：

[root@node1 nginx]# docker build -t jkzhao/mynginx:v2 /opt/docker-file/nginx/

查看构建的镜像：

[root@node1 nginx]# docker images
REPOSITORY                              TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
jkzhao/mynginx                          v2                  f61afc8ce858        17 minutes ago      581.6 MB

基于镜像启动容器：

[root@node1 nginx]# docker run -d -p 84:80 jkzhao/mynginx:v2

访问Nginx服务：

如果dockerfile中某条指令执行失败了，没有正常结束，那么我们也将得到一个可以使用的镜像。这对调试非常有帮助，我们可以基于该镜像，运行一个具有交互功能的容器，使用最后创建的镜像对为什么我们的指令会失败进行调试。

四、示例2：构建一个Ruby运行环境

创建Ruby目录存放Ruby Dockerfile和相关文件：

[root@node1 ~]# mkdir ruby
[root@node1 ~]# cd ruby

该Dockerfile内容如下：

FROM centos:7  

MAINTAINER jkzhao <01115004@wisedu.com>

# 为镜像添加备注信息
LABEL version="2.2.2" lang="ruby"

ENV RUBY_MAJOR 2.2
ENV RUBY_VERSION 2.2.2

RUN yum install -y wget tar gcc g++ make automake autoconf curl-devel openssl-devel zlib-devel httpd-devel apr-devel apr-util-devel sqlite-devel

RUN cd /tmp 
    && wget http://cache.ruby-lang.org/pub/ruby/2.2/ruby-2.2.2.tar.gz 
    && tar zxvf ruby-2.2.2.tar.gz 
    && cd ruby-2.2.2 
    && autoconf 
    && ./configure --disable-install-doc 
    && make 
    && make install 
    && rm -rf /tmp/ruby-2.2.2*

# skip installing gem documentation
RUN echo -e 'install: --no-document
update: --no-document' >> "$HOME/.gemrc"

ENV GEM_HOME /usr/local/bundle
ENV PATH $GEM_HOME/bin:$PATH

ENV BUNDLER_VERSION 1.10.6

RUN gem install bundler --version "$BUNDLER_VERSION" 
    && bundle config --global path "$GEM_HOME" 
    && bundle config --global bin "$GEM_HOME/bin"

# don't create ".bundle" in all our apps
ENV BUNDLE_APP_CONFIG $GEM_HOME

CMD [ "irb" ]

Ruby dockerfile

五、构建缓存

dockerfile构建镜像过程非常聪明，它会将每一步的构建结果提交为一个镜像，我们可以将之前指令创建的镜像层看做缓存，比如第5条指令由于命令书写错误而导致构建失败，当我们修改它之后，前面的4条指令不会再执行，而是直接使用之前构建过程中保存的缓存。这样速度会提高很多，大大减少了构建的时间。

然而有时候我们要确保构建过程中不会使用缓存，比如对yum update等操作，要想跳过缓存，

docker build no-cache

缓存还有个好处，就是调试方便。比如第5条指令失败了，那么我们可以基于第4条指令创建的镜像启动一个新的容器。在容器里手工执行第5条指令所要的操作，调查指令失败的原因。