Dockerfile指令详解

如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本,用这个脚本来构建、定制镜像,那么之前提及的无法重复的问题、镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是 Dockerfile。

Dockerfile 是一个文本文件,其内包含了一条条的 指令(Instruction),每一条指令构建一层,因此每一条指令的内容,就是描述该层应当如何构建。

以之前定制 nginx 镜像为例,这次我们使用 Dockerfile 来定制。

在一个空白目录中,建立一个文本文件,并命名为 Dockerfile其内容为:

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

FROM指定基础镜像

scratch 为基础镜像的话,意味着你不以任何镜像为基础,接下来所写的指令将作为镜像第一层开始存在。

定制镜像,那一定是以一个镜像为基础,在其上进行定制。就像我们之前运行了一个 nginx 镜像的容器,再进行修改一样,基础镜像是必须指定的。

RUN执行命令

shell 格式:RUN <命令>,就像直接在命令行中输入的命令一样。刚才写的 Dockerfile 中的 RUN 指令就是这种格式。

exec 格式:RUN ["可执行文件", "参数1", "参数2"],这更像是函数调用中的格式。

在撰写 Dockerfile 的时候,要经常提醒自己,这并不是在写 Shell 脚本,而是在定义每一层该如何构建。

Dockerfile 正确的写法应该是这样:

FROM debian:stretchRUN set -x; buildDeps='gcc libc6-dev make wget' \&& apt-get update \&& apt-get install -y $buildDeps \&& wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-5.0.3.tar.gz" \&& mkdir -p /usr/src/redis \&& tar -xzf redis.tar.gz -C /usr/src/redis --strip-components=1 \&& make -C /usr/src/redis \&& make -C /usr/src/redis install \&& rm -rf /var/lib/apt/lists/* \&& rm redis.tar.gz \&& rm -r /usr/src/redis \&& apt-get purge -y --auto-remove $buildDeps

这一组命令的最后添加了清理工作的命令,删除了为了编译构建所需要的软件,清理了所有下载、展开的文件,并且还清理了 apt 缓存文件。这是很重要的一步,我们之前说过,镜像是多层存储,每一层的东西并不会在下一层被删除,会一直跟随着镜像。因此镜像构建时,一定要确保每一层只添加真正需要添加的东西,任何无关的东西都应该清理掉。

构建镜像

Dockerfile 文件所在目录执行:

$ docker build -t nginx:v3 .
Sending build context to Docker daemon 2.048 kB
Step 1 : FROM nginx---> e43d811ce2f4
Step 2 : RUN echo '<h1>Hello, Docker!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html---> Running in 9cdc27646c7b---> 44aa4490ce2c
Removing intermediate container 9cdc27646c7b
Successfully built 44aa4490ce2c

镜像构建上下文

当构建的时候,用户会指定构建镜像上下文的路径,docker build 命令得知这个路径后,会将路径下的所有内容打包,然后上传给 Docker 引擎。这样 Docker 引擎收到这个上下文包后,展开就会获得构建镜像所需的一切文件。

在默认情况下,如果不额外指定 Dockerfile 的话,会将上下文目录下的名为 Dockerfile 的文件作为 Dockerfile。

COPY复制文件

COPY [--chown=<user>:<group>] <源路径>... <目标路径>

COPY [--chown=<user>:<group>] ["<源路径1>",... "<目标路径>"]

COPY 指令将从构建上下文目录中 <源路径> 的文件/目录复制到新的一层的镜像内的 <目标路径> 位置。比如:

COPY package.json /usr/src/app/

<源路径> 可以是多个,甚至可以是通配符,其通配符规则要满足 Go 的 [filepath.Match](https://golang.org/pkg/path/filepath/#Match) 规则

<目标路径> 可以是容器内的绝对路径,也可以是相对于工作目录的相对路径(工作目录可以用 WORKDIR 指令来指定)

使用 COPY 指令,源文件的各种元数据都会保留。比如读、写、执行权限、文件变更时间等。这个特性对于镜像定制很有用。特别是构建相关文件都在使用 Git 进行管理的时候。

在使用该指令的时候还可以加上 --chown=<user>:<group> 选项来改变文件的所属用户及所属组。

COPY --chown=55:mygroup files* /mydir/
COPY --chown=bin files* /mydir/
COPY --chown=1 files* /mydir/
COPY --chown=10:11 files* /mydir/

ADD更高级的复制文件

<源路径> 可以是一个 URL

下载后的文件权限自动设置为 600

压缩格式为 gzip, bzip2 以及 xz 的情况下,ADD 指令将会自动解压缩这个压缩文件到 <目标路径> 去。

CMD容器启动命令

Docker 不是虚拟机,容器就是进程。既然是进程,那么在启动容器的时候,需要指定所运行的程序及参数。CMD 指令就是用于指定默认的容器主进程的启动命令的。

ubuntu 镜像默认的 CMD/bin/bash,如果我们直接 docker run -it ubuntu 的话,会直接进入 bash。我们也可以在运行时指定运行别的命令,如 docker run -it ubuntu cat /etc/os-release。这就是用 cat /etc/os-release 命令替换了默认的 /bin/bash 命令了,输出了系统版本信息。

ENTRYPOINT入口点

ENTRYPOINT 的目的和 CMD 一样,都是在指定容器启动程序及参数

需要通过 docker run 的参数 --entrypoint 来指定。

指定了 ENTRYPOINT 后,CMD 的含义就发生了改变,不再是直接的运行其命令,而是将 CMD 的内容作为参数传给 ENTRYPOINT 指令,换句话说实际执行时,将变为:

<ENTRYPOINT> "<CMD>"

ENV设置环境变量

格式有两种:

  • ENV <key> <value>

  • ENV <key1>=<value1> <key2>=<value2>...

这个指令很简单,就是设置环境变量而已,无论是后面的其它指令,如 RUN,还是运行时的应用,都可以直接使用这里定义的环境变量。

下列指令可以支持环境变量展开: ADDCOPYENVEXPOSEFROMLABELUSERWORKDIRVOLUMESTOPSIGNALONBUILDRUN

ARG构建参数

构建参数和 ENV 的效果一样,都是设置环境变量。所不同的是,ARG 所设置的构建环境的环境变量,在将来容器运行时是不会存在这些环境变量的。但是不要因此就使用 ARG 保存密码之类的信息,因为 docker history 还是可以看到所有值的。

Dockerfile 中的 ARG 指令是定义参数名称,以及定义其默认值。该默认值可以在构建命令 docker build 中用 --build-arg <参数名>=<值> 来覆盖。

灵活的使用 ARG 指令,能够在不修改 Dockerfile 的情况下,构建出不同的镜像。

ARG 指令有生效范围,如果在 FROM 指令之前指定,那么只能用于 FROM 指令中。

ARG DOCKER_USERNAME=libraryFROM ${DOCKER_USERNAME}/alpineRUN set -x ; echo ${DOCKER_USERNAME}

使用上述 Dockerfile 会发现无法输出 ${DOCKER_USERNAME} 变量的值,要想正常输出,你必须在 FROM 之后再次指定 ARG

# 只在 FROM 中生效
ARG DOCKER_USERNAME=libraryFROM ${DOCKER_USERNAME}/alpine# 要想在 FROM 之后使用,必须再次指定
ARG DOCKER_USERNAME=libraryRUN set -x ; echo ${DOCKER_USERNAME}

对于上述 Dockerfile 两个 FROM 指令都可以使用 ${DOCKER_USERNAME},对于在各个阶段中使用的变量都必须在每个阶段分别指定

VOLUME定义匿名卷

容器运行时应该尽量保持容器存储层不发生写操作,对于数据库类需要保存动态数据的应用,其数据库文件应该保存于卷(volume)中

为了防止运行时用户忘记将动态文件所保存目录挂载为卷,在 Dockerfile 中,我们可以事先指定某些目录挂载为匿名卷,这样在运行时如果用户不指定挂载,其应用也可以正常运行,不会向容器存储层写入大量数据。

VOLUME /data

这里的 /data 目录就会在容器运行时自动挂载为匿名卷,任何向 /data 中写入的信息都不会记录进容器存储层,从而保证了容器存储层的无状态化。当然,运行容器时可以覆盖这个挂载设置。比如:

$ docker run -d -v mydata:/data xxxx

EXPOSE暴露端口

EXPOSE 指令是声明容器运行时提供服务的端口,这只是一个声明,在容器运行时并不会因为这个声明应用就会开启这个端口的服务。在 Dockerfile 中写入这样的声明有两个好处,一个是帮助镜像使用者理解这个镜像服务的守护端口,以方便配置映射;另一个用处则是在运行时使用随机端口映射时,也就是 docker run -P 时,会自动随机映射 EXPOSE 的端口。

WORKDIR指定工作目录

使用 WORKDIR 指令可以来指定工作目录(或者称为当前目录),以后各层的当前目录就被改为指定的目录,如该目录不存在,WORKDIR 会帮你建立目录。

如果需要改变以后各层的工作目录的位置,那么应该使用 WORKDIR 指令。

WORKDIR /appRUN echo "hello" > world.txt

如果你的 WORKDIR 指令使用的相对路径,那么所切换的路径与之前的 WORKDIR 有关:

WORKDIR /a
WORKDIR b
WORKDIR cRUN pwd

RUN pwd 的工作目录为 /a/b/c

USER指定当前用户

USER 指令和 WORKDIR 相似,都是改变环境状态并影响以后的层。WORKDIR 是改变工作目录,USER 则是改变之后层的执行 RUN, CMD 以及 ENTRYPOINT 这类命令的身份。

USER 只是帮助你切换到指定用户而已,这个用户必须是事先建立好的,否则无法切换。

RUN groupadd -r redis && useradd -r -g redis redis
USER redis
RUN [ "redis-server" ]

HEALTHCHECK健康检查

HEALTHCHECK 指令是告诉 Docker 应该如何进行判断容器的状态是否正常,这是 Docker 1.12 引入的新指令。

假设我们有个镜像是个最简单的 Web 服务,我们希望增加健康检查来判断其 Web 服务是否在正常工作,我们可以用 curl 来帮助判断,其 DockerfileHEALTHCHECK 可以这么写:

FROM nginx
RUN apt-get update && apt-get install -y curl && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
HEALTHCHECK --interval=5s --timeout=3s \CMD curl -fs http://localhost/ || exit 1

这里我们设置了每 5 秒检查一次(这里为了试验所以间隔非常短,实际应该相对较长),如果健康检查命令超过 3 秒没响应就视为失败,并且使用 curl -fs http://localhost/ || exit 1 作为健康检查命令。

为了帮助排障,健康检查命令的输出(包括 stdout 以及 stderr)都会被存储于健康状态里,可以用 docker inspect 来查看。

$ docker inspect --format '{{json .State.Health}}' web | python -m json.tool
{"FailingStreak": 0,"Log": [{"End": "2016-11-25T14:35:37.940957051Z","ExitCode": 0,"Output": "<!DOCTYPE html>\n<html>\n<head>\n<title>Welcome to nginx!</title>\n<style>\n    body {\n        width: 35em;\n        margin: 0 auto;\n        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;\n    }\n</style>\n</head>\n<body>\n<h1>Welcome to nginx!</h1>\n<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and\nworking. Further configuration is required.</p>\n\n<p>For online documentation and support please refer to\n<a href=\"http://nginx.org/\">nginx.org</a>.<br/>\nCommercial support is available at\n<a href=\"http://nginx.com/\">nginx.com</a>.</p>\n\n<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>\n</body>\n</html>\n","Start": "2016-11-25T14:35:37.780192565Z"}],"Status": "healthy"
}

ONBUILD为他人做嫁衣裳

ONBUILD 是一个特殊的指令,它后面跟的是其它指令,比如 RUN, COPY 等,而这些指令,在当前镜像构建时并不会被执行。只有当以当前镜像为基础镜像,去构建下一级镜像的时候才会被执行。

LABEL为镜像添加元数据

LABEL 指令用来给镜像以键值对的形式添加一些元数据(metadata)。

SHELL指令

SHELL 指令可以指定 RUN ENTRYPOINT CMD 指令的 shell,Linux 中默认为 ["/bin/sh", "-c"]

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