Docker镜像构建文件Dockerfile及相关命令介绍

南易_站长

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Docker镜像构建文件Dockerfile及相关命令介绍

>使用docker build命令或使用Docker Hub的自动构建功能构建Docker镜像时，都需要一个Dockerfile文件。Dockerfile文件是一个由一系列构建指令组成的文本文件，docker build命令会根据这些构建指令完成Docker镜像的构建。本文将会介绍Dockerfile文件，及其中使用的构建指令。

- Dockerfile文件使用
- Dockerfile文件格式
- Dockerfile中使用指令
  - 3.1 FROM
  - 3.2 RUN
  - 3.3 CMD
  - 3.4 ENTRYPOINT
  - 3.5 LABEL
  - 3.6 EXPOSE
  - 3.7 ENV
  - 3.8 ADD
  - 3.9 COPY
  - 3.10 VOLUME
  - 3.11 USER
  - 3.12 WORKDIR
  - 3.13 ARG
  - 3.14 ONBUILD
  - 3.15 STOPSIGNAL
  - 3.16 SHELL
## 1. Dockerfile文件使用
docker build命令会根据Dockerfile文件及上下文构建新Docker镜像。构建上下文是指Dockerfile所在的本地路径或一个URL（Git仓库地址）。构建上下文环境会被递归处理，所以，构建所指定的路径还包括了子目录，而URL还包括了其中指定的子模块。

#### 构建镜像

将当前目录做为构建上下文时，可以像下面这样使用docker build命令构建镜像：
```
$ docker build .
Sending build context to Docker daemon  6.51 MB
...
```
>说明：构建会在Docker后台守护进程（daemon）中执行，而不是CLI中。构建前，构建进程会将全部内容（递归）发送到守护进程。大多情况下，应该将一个空目录作为构建上下文环境，并将Dockerfile文件放在该目录下。

在构建上下文中使用的Dockerfile文件，是一个构建指令文件。为了提高构建性能，可以通过.dockerignore文件排除上下文目录下，不需要的文件和目录。

Dockerfile一般位于构建上下文的根目录下，也可以通过-f指定该文件的位置：
```
$ docker build -f /path/to/a/Dockerfile .
```
构建时，还可以通过-t参数指定构建成后，镜像的仓库、标签等：

镜像标签
```
$ docker build -t shykes/myapp .
```
如果存在多个仓库下，或使用多个镜像标签，就可以使用多个-t参数：
```
$ docker build -t shykes/myapp:1.0.2 -t shykes/myapp:latest .
```
在Docker守护进程执行Dockerfile中的指令前，首先会对Dockerfile进行语法检查，有语法错误时会返回：
```
$ docker build -t test/myapp .
Sending build context to Docker daemon 2.048 kB
Error response from daemon: Unknown instruction: RUNCMD
```
缓存

Docker 守护进程会一条一条的执行Dockerfile中的指令，而且会在每一步提交并生成一个新镜像，最后会输出最终镜像的ID。生成完成后，Docker 守护进程会自动清理你发送的上下文。

Dockerfile文件中的每条指令会被独立执行，并会创建一个新镜像，RUN cd /tmp等命令不会对下条指令产生影响。

Docker 会重用已生成的中间镜像，以加速docker build的构建速度。以下是一个使用了缓存镜像的执行过程：
```
$ 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
 ---> 21ed6e773
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
```
构建缓存仅会使用本地父生成链上的镜像。如果不想使用本地缓存的镜像，也可以通过--cache-from指定缓存。指定后将再不使用本地生成的镜像链，而是从镜像仓库中下载。

2. Dockerfile文件格式
Dockerfile文件格式如下：

# Comment
INSTRUCTION arguments
# 注释
指令 参数
Dockerfile文件中指令不区分大小写，但为了更易区分，约定使用大写形式。

Docker 会依次执行Dockerfile中的指令，文件中的第一条指令必须是FROM，FROM指令用于指定一个基础镜像。

以#开头的行，Docker会认为是注释。但#出现在指令参数中时，则不是注释。如：

# Comment
RUN echo 'we are running some # of cool things'

3. Dockerfile中使用指令
3.1 FROM
FROM指令用于指定其后构建新镜像所使用的基础镜像。FROM指令必是Dockerfile文件中的首条命令，启动构建流程后，Docker将会基于该镜像构建新镜像，FROM后的命令也会基于这个基础镜像。

FROM语法格式为：

FROM <image>
或

FROM <image>:<tag>
或

FROM <image>:<digest>
通过FROM指定的镜像，可以是任何有效的基础镜像。FROM有以下限制：

FROM必须是Dockerfile中第一条非注释命令
在一个Dockerfile文件中创建多个镜像时，FROM可以多次出现。只需在每个新命令FROM之前，记录提交上次的镜像ID。
tag或digest是可选的，如果不使用这两个值时，会使用latest版本的基础镜像

3.2 RUN
RUN用于在镜像容器中执行命令，其有以下两种命令执行方式：

shell执行

在这种方式会在shell中执行命令，Linux下默认使用/bin/sh -c，Windows下使用cmd /S /C。

注意：通过SHELL命令修改RUN所使用的默认shell

RUN <command>
exec执行
```
RUN ["executable", "param1", "param2"]
```
RUN可以执行任何命令，然后在当前镜像上创建一个新层并提交。提交后的结果镜像将会用在Dockerfile文件的下一步。

通过RUN执行多条命令时，可以通过\换行执行：
```
RUN /bin/bash -c 'source $HOME/.bashrc; \
echo $HOME'
```
也可以在同一行中，通过分号分隔命令：
```
RUN /bin/bash -c 'source $HOME/.bashrc; echo $HOME'
```
RUN指令创建的中间镜像会被缓存，并会在下次构建中使用。如果不想使用这些缓存镜像，可以在构建时指定--no-cache参数，如：docker build --no-cache。

3.3 CMD
CMD用于指定在容器启动时所要执行的命令。CMD有以下三种格式：
```
CMD ["executable","param1","param2"]
CMD ["param1","param2"]
CMD command param1 param2
```
CMD不同于RUN，CMD用于指定在容器启动时所要执行的命令，而RUN用于指定镜像构建时所要执行的命令。

CMD与RUN在功能实现上也有相似之处。如：
```
docker run -t -i itbilu/static_web_server /bin/true
```
等价于：
```
cmd ["/bin/true"]
```
CMD在Dockerfile文件中仅可指定一次，指定多次时，会覆盖前的指令。

另外，docker run命令也会覆盖Dockerfile中CMD命令。如果docker run运行容器时，使用了Dockerfile中CMD相同的命令，就会覆盖Dockerfile中的CMD命令。

如，我们在构建镜像的Dockerfile文件中使用了如下指令：
```
CMD ["/bin/bash"]
```
使用docker build构建一个新镜像，镜像名为itbilu/test。构建完成后，使用这个镜像运行一个新容器，运行效果如下：
```
$ sudo docker run -i -t itbilu/test
root@e3597c81aef4:/# 
```
在使用docker run运行容器时，我们并没有在命令结尾指定会在容器中执行的命令，这时Docker就会执行在Dockerfile的CMD中指定的命令。

如果不想使用CMD中指定的命令，就可以在docker run命令的结尾指定所要运行的命令：
```
$ sudo docker run -i -t itbilu/test /bin/ps
  PID TTY          TIME CMD
    1 ?        00:00:00 ps
```
这时，docker run结尾指定的/bin/ps命令覆盖了Dockerfile的CMD中指定的命令。

3.4 ENTRYPOINT
ENTRYPOINT用于给容器配置一个可执行程序。也就是说，每次使用镜像创建容器时，通过ENTRYPOINT指定的程序都会被设置为默认程序。ENTRYPOINT有以下两种形式：
```
ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
ENTRYPOINT command param1 param2
```
ENTRYPOINT与CMD非常类似，不同的是通过docker run执行的命令不会覆盖ENTRYPOINT，而docker run命令中指定的任何参数，都会被当做参数再次传递给ENTRYPOINT。Dockerfile中只允许有一个ENTRYPOINT命令，多指定时会覆盖前面的设置，而只执行最后的ENTRYPOINT指令。

docker run运行容器时指定的参数都会被传递给ENTRYPOINT，且会覆盖CMD命令指定的参数。如，执行docker run <image> -d时，-d参数将被传递给入口点。

也可以通过docker run --entrypoint重写ENTRYPOINT入口点。

如：可以像下面这样指定一个容器执行程序：
```
ENTRYPOINT ["/usr/bin/nginx"]
```
完整构建代码：
```
# Version: 0.0.3
FROM ubuntu:16.04
MAINTAINER 何民三 "cn.liuht@gmail.com"
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y nginx
RUN echo 'Hello World, 我是个容器' \ 
   > /var/w**/html/index.html
ENTRYPOINT ["/usr/sbin/nginx"]
EXPOSE 80
```
使用docker build构建镜像，并将镜像指定为itbilu/test：
```
$ sudo docker build -t="itbilu/test" .
```
构建完成后，使用itbilu/test启动一个容器：
```
$ sudo docker run -i -t  itbilu/test -g "daemon off;"
```
在运行容器时，我们使用了-g "daemon off;"，这个参数将会被传递给ENTRYPOINT，最终在容器中执行的命令为/usr/sbin/nginx -g "daemon off;"。

3.5 LABEL
LABEL用于为镜像添加元数据，元数以键值对的形式指定：
```
LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> ...
```
使用LABEL指定元数据时，一条LABEL指定可以指定一或多条元数据，指定多条元数据时不同元数据之间通过空格分隔。推荐将所有的元数据通过一条LABEL指令指定，以免生成过多的中间镜像。

如，通过LABEL指定一些元数据：

LABEL version="1.0" description="这是一个Web服务器" by="IT笔录"
指定后可以通过docker inspect查看：
```
$sudo docker inspect itbilu/test
"Labels": {
    "version": "1.0",
    "description": "这是一个Web服务器",
    "by": "IT笔录"
},
```
注意；Dockerfile中还有个MAINTAINER命令，该命令用于指定镜像作者。但MAINTAINER并不推荐使用，更推荐使用LABEL来指定镜像作者。如：
```
LABEL maintainer="itbilu.com"
```

3.6 EXPOSE
EXPOSE用于指定容器在运行时监听的端口：
```
EXPOSE <port> [<port>...]
```
EXPOSE并不会让容器的端口访问到主机。要使其可访问，需要在docker run运行容器时通过-p来发布这些端口，或通过-P参数来发布EXPOSE导出的所有端口。

3.7 ENV
ENV用于设置环境变量，其有以下两种设置形式：
```
ENV <key> <value>
ENV <key>=<value> ...
```
如，通过ENV设置一个环境变量：
```
ENV ITBILU_PATH /home/itbilu/
```
设置后，这个环境变量在ENV命令后都可以使用。如：

WORKERDIR $ITBILU_PATH
这些环境变量不仅可以构建镜像过程使用，使用该镜像创建的容器中也可以使用。如：
```
$ docker run -i -t  itbilu/test 
root@196ca123c0c3:/# cd $ITBILU_PATH
root@196ca123c0c3:/home/itbilu# 
```

3.8 ADD
ADD用于复制构建环境中的文件或目录到镜像中。其有以下两种使用方式：
```
ADD <src>... <dest>
ADD ["<src>",... "<dest>"]
```
通过ADD复制文件时，需要通过<src>指定源文件位置，并通过<dest>来指定目标位置。<src>可以是一个构建上下文中的文件或目录，也可以是一个URL，但不能访问构建上下文之外的文件或目录。

如，通过ADD复制一个网络文件：
```
ADD http://wordpress.org/latest.zip $ITBILU_PATH
```
在上例中，$ITBILU_PATH是我们使用ENV指定的一个环境变量。

另外，如果使用的是本地归档文件（gzip、bzip2、xz）时，Docker会自动进行解包操作，类似使用tar -x。

3.9 COPY
COPY同样用于复制构建环境中的文件或目录到镜像中。其有以下两种使用方式：
```
COPY <src>... <dest>
COPY ["<src>",... "<dest>"]
```
COPY指令非常类似于ADD，不同点在于COPY只会复制构建目录下的文件，不能使用URL也不会进行解压操作。

3.10 VOLUME
VOLUME用于创建挂载点，即向基于所构建镜像创始的容器添加卷：

VOLUME ["/data"]
一个卷可以存在于一个或多个容器的指定目录，该目录可以绕过联合文件系统，并具有以下功能：

- 卷可以容器间共享和重用
- 容器并不一定要和其它容器共享卷
- 修改卷后会立即生效
- 对卷的修改不会对镜像产生影响
- 卷会一直存在，直到没有任何容器在使用它
VOLUME让我们可以将源代码、数据或其它内容添加到镜像中，而又不并提交到镜像中，并使我们可以多个容器间共享这些内容。

如，通过VOLUME创建一个挂载点：

ENV ITBILU_PATH /home/itbilu/
VOLUME [$ITBILU_PATH]
构建的镜像，并指定镜像名为itbilu/test。构建镜像后，使用新构建的运行一个容器。运行容器时，需-v参将能本地目录绑定到容器的卷（挂载点）上，以使容器可以访问宿主机的数据。
```
$ sudo docker run -i -t -v ~/code/itbilu:/home/itbilu/  itbilu/test 
root@31b0fac536c4:/# cd /home/itbilu/
root@31b0fac536c4:/home/itbilu# ls
README.md  app.js  bin  config.js  controller  db  demo  document  lib  minify.js  node_modules  package.json  public  routes  test  views
```
如上所示，我们已经可以容器的/home/itbilu/目录下访问到宿主机~/code/itbilu目录下的数据了。

3.11 USER
USER用于指定运行镜像所使用的用户：

USER daemon
使用USER指定用户时，可以使用用户名、UID或GID，或是两者的组合。以下都是合法的指定试：
```
USER user
USER user:group
USER uid
USER uid:gid
USER user:gid
USER uid:group
```
使用USER指定用户后，Dockerfile中其后的命令RUN、CMD、ENTRYPOINT都将使用该用户。镜像构建完成后，通过docker run运行容器时，可以通过-u参数来覆盖所指定的用户。

3.12 WORKDIR
WORKDIR用于在容器内设置一个工作目录：

WORKDIR /path/to/workdir
通过WORKDIR设置工作目录后，Dockerfile中其后的命令RUN、CMD、ENTRYPOINT、ADD、COPY等命令都会在该目录下执行。

如，使用WORKDIR设置工作目录：
```
WORKDIR /a
WORKDIR b
WORKDIR c
RUN pwd
```
在以上示例中，pwd最终将会在/a/b/c目录中执行。

在使用docker run运行容器时，可以通过-w参数覆盖构建时所设置的工作目录。

3.13 ARG
ARG用于指定传递给构建运行时的变量：
```
ARG <name>[=<default value>]
```
如，通过ARG指定两个变量：
```
ARG site
ARG build_user=IT笔录
```
以上我们指定了site和build_user两个变量，其中build_user指定了默认值。在使用docker build构建镜像时，可以通过--build-arg <varname>=<value>参数来指定或重设置这些变量的值。
```
$ sudo docker build --build-arg site=itiblu.com -t itbilu/test .
```
这样我们构建了itbilu/test镜像，其中site会被设置为itbilu.com，由于没有指定build_user，其值将是默认值IT笔录。

3.14 ONBUILD
ONBUILD用于设置镜像触发器：

ONBUILD [INSTRUCTION]
当所构建的镜像被用做其它镜像的基础镜像，该镜像中的触发器将会被钥触发。

如，当镜像被使用时，可能需要做一些处理：
```
[...]
ONBUILD ADD . /app/src
ONBUILD RUN /usr/local/bin/python-build --dir /app/src
[...]
```

3.15 STOPSIGNAL
STOPSIGNAL用于设置停止容器所要发送的系统调用信号：

STOPSIGNAL signal
所使用的信号必须是内核系统调用表中的合法的值，如：9、SIGKILL。

3.16 SHELL
SHELL用于设置执行命令（shell式）所使用的的默认shell类型：

SHELL ["executable", "parameters"]
SHELL在Windows环境下比较有用，Windows下通常会有cmd和powershell两种shell，可能还会有sh。这时就可以通过SHELL来指定所使用的shell类型：
```
FROM microsoft/windowsservercore

# Executed as cmd /S /C echo default
RUN echo default

# Executed as cmd /S /C powershell -command Write-Host default
RUN powershell -command Write-Host default

# Executed as powershell -command Write-Host hello
SHELL ["powershell", "-command"]
RUN Write-Host hello

# Executed as cmd /S /C echo hello
SHELL ["cmd", "/S"", "/C"]
RUN echo hello

```

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