深入浅出Dockerfile编写指南

深入浅出Dockerfile编写指南

• 引言
• [什么是 Dockerfile](#什么是 Dockerfile)
• [Dockerfile 的基本语法](#Dockerfile 的基本语法)
• • FROM
  • RUN
  • [CMD 和 ENTRYPOINT](#CMD 和 ENTRYPOINT)
  • [COPY 和 ADD](#COPY 和 ADD)
  • WORKDIR
  • ENV
  • EXPOSE
• [Dockerfile 示例](#Dockerfile 示例)
• 多阶段构建优化镜像
• [常见的 Dockerfile 最佳实践](#常见的 Dockerfile 最佳实践)
• • [1. 减少镜像层数](#1. 减少镜像层数)
  • [2. 使用轻量基础镜像](#2. 使用轻量基础镜像)
  • [3. 使用 `.dockerignore`](#3. 使用 .dockerignore)
  • [4. 使用多阶段构建](#4. 使用多阶段构建)
  • [5. 最小化容器中的权限](#5. 最小化容器中的权限)
• 结论

引言

Docker 是一种非常流行的容器化技术，它使得应用的开发、测试和部署更加轻松。Dockerfile 是 Docker 项目中定义镜像的核心文件，通过它我们可以构建自定义的 Docker 镜像。本篇博文将带领你从基础开始，逐步深入理解和编写 Dockerfile。

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什么是 Dockerfile

Dockerfile 是一个包含指令的文本文件，这些指令会告诉 Docker 如何构建镜像。每个指令对应一个镜像的构建步骤，Docker 将按顺序执行这些步骤来构建最终的镜像。镜像是容器的静态快照，容器则是镜像的动态实例。

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Dockerfile 的基本语法

Dockerfile 中的指令是分层的，且每条指令都会生成一层新的镜像。在介绍 Dockerfile 的高级功能之前，先了解最基础的指令。

以下是 Dockerfile 基本语法的表格：

指令	用途	示例
FROM	指定基础镜像，Dockerfile 必须以此开始	FROM ubuntu:20.04
RUN	在构建镜像时运行指定命令，常用于安装依赖、配置系统	RUN apt-get update && apt-get install -y python3
CMD	指定容器启动时默认运行的命令，可被 docker run 命令覆盖	CMD ["python", "app.py"]
ENTRYPOINT	指定容器启动时固定执行的命令，通常与 CMD 结合使用	ENTRYPOINT ["python"]
COPY	从宿主机复制文件或目录到镜像	COPY . /app
ADD	类似于 COPY，但支持从远程 URL 下载文件	ADD http://example.com/file.tar.gz /app/
WORKDIR	设置工作目录，后续的命令将在该目录下执行	WORKDIR /usr/src/app
ENV	设置环境变量	ENV APP_ENV=production
EXPOSE	声明容器运行时暴露的端口，但不会自动开启端口，只是作为文档声明	EXPOSE 8080
USER	指定运行容器时使用的用户，避免以 root 身份运行以提高安全性	USER appuser
VOLUME	定义挂载点，方便数据持久化	VOLUME ["/data"]
ARG	定义构建时使用的变量，类似于 ENV，但仅在构建时有效	ARG VERSION=1.0
LABEL	为镜像添加元数据，例如作者信息或版本号	LABEL maintainer="you@example.com"
STOPSIGNAL	指定容器停止时发送的信号	STOPSIGNAL SIGTERM
HEALTHCHECK	定义容器的健康检查，确保其状态正常	HEALTHCHECK CMD curl --fail http://localhost:8080
SHELL	指定构建镜像时使用的 shell 命令，默认是 /bin/sh	SHELL ["/bin/bash", "-c"]

这个表格总结了常见的 Dockerfile 指令以及它们的用途和示例，可以帮助你快速查阅和理解各个命令的作用。

FROM

每个 Dockerfile 必须以 FROM 指令开头。它定义了基础镜像，也就是我们构建新镜像时所依赖的现有镜像。

FROM ubuntu:20.04

上面这条指令表示基于 Ubuntu 20.04 构建新的镜像。

RUN

RUN 指令用于在镜像构建期间执行命令。比如安装软件、设置环境等。

RUN apt-get update && apt-get install -y python3

上面这条命令会在基础镜像上安装 Python3。

CMD 和 ENTRYPOINT

CMD 和 ENTRYPOINT 都是用于指定容器启动时要执行的命令。它们的区别在于，CMD 可以被 docker run 命令覆盖，而 ENTRYPOINT 通常是不可替换的。

CMD ["python3", "-m", "http.server", "8000"]

这个 CMD 指令会在容器启动时运行一个 Python HTTP 服务器。

ENTRYPOINT ["python3", "-m", "http.server"]
CMD ["8000"]

这种组合方式意味着 ENTRYPOINT 确定了固定的执行程序，而 CMD 则允许我们在启动时修改默认的端口。

COPY 和 ADD

COPY 和 ADD 都是用于将文件从宿主机复制到镜像中。COPY 更简单直接，而 ADD 还支持从远程 URL 下载文件。

COPY ./app /usr/src/app

WORKDIR

WORKDIR 用于设置接下来运行指令的工作目录。

WORKDIR /usr/src/app

ENV

ENV 用来定义环境变量。

ENV APP_ENV=production

EXPOSE

EXPOSE 指令告诉 Docker 容器在运行时哪个端口会被监听。注意，它并不会自动开启端口，只是一个声明。

EXPOSE 8080

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Dockerfile 示例

下面是一个简单的 Python 应用 Dockerfile：

# 使用官方的 Python 镜像作为基础镜像
FROM python:3.8-slim-buster

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制当前目录内容到 /app
COPY . /app

# 安装依赖
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# 声明容器运行时使用的端口
EXPOSE 5000

# 启动应用
CMD ["python", "app.py"]

这个 Dockerfile 实现了以下功能：

1. 使用 Python 3.8 作为基础镜像
2. 设置 /app 作为工作目录
3. 复制项目文件到 /app
4. 安装 Python 依赖
5. 声明容器会使用 5000 端口
6. 运行应用程序

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多阶段构建优化镜像

多阶段构建允许我们使用多个 FROM 指令，将应用的构建和运行环境分离，从而减小镜像大小。

# 第一个阶段：构建
FROM golang:1.18-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN go build -o myapp

# 第二个阶段：运行
FROM alpine:latest
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /app/myapp .
CMD ["./myapp"]

在这个例子中，我们使用 golang 镜像来构建 Go 应用，而最终的镜像只保留了运行应用所需的 alpine 镜像，从而减少了镜像体积。

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常见的 Dockerfile 最佳实践

1. 减少镜像层数

尽量合并多个 RUN 指令来减少镜像层数。

RUN apt-get update && apt-get install -y \
    curl \
    git \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

2. 使用轻量基础镜像

选择轻量的基础镜像，如 alpine，可以大大减少镜像大小。

FROM node:14-alpine

3. 使用 .dockerignore

通过 .dockerignore 文件来忽略不需要的文件，避免它们被复制到镜像中，从而减小镜像大小。

node_modules
.git

4. 使用多阶段构建

正如上面所提到的，多阶段构建可以减少镜像大小，尤其在需要编译的应用中。

5. 最小化容器中的权限

为了安全性，尽量不要以 root 用户运行容器中的应用。

RUN addgroup -S appgroup && adduser -S appuser -G appgroup
USER appuser

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结论

通过本篇博文，你应该已经对 Dockerfile 的基础与进阶用法有了清晰的认识。从基础语法到多阶段构建，再到优化镜像的最佳实践，Dockerfile 可以帮助我们高效地构建和管理容器镜像。在实际项目中，建议根据需求不断优化 Dockerfile，以提升构建效率和运行安全性。

掌握 Dockerfile 编写不仅能帮助你更好地理解容器化的概念，还能显著提升开发和运维效率。希望这篇文章能为你提供帮助，在未来的 Docker 项目中写出更优雅的 Dockerfile。

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延伸阅读

• Docker 官方文档