【云原生 | Docker篇】深入Dockerfile【与云原生的故事】

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Lansonli 发表于 2022/05/01 00:56:36 2022/05/01
【摘要】 Dockerfile由一行行命令语句组成，并且支持以#开头的注释行。 一般而言，Dockerfile可以分为四部分：基础镜像信息、维护者信息、镜像操作指令、启动时执行指令。

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深入Dockerfile

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前言

博主语录：一文精讲一个知识点，多了你记不住，一句废话都没有

经典语录：一厢情愿，就得愿赌服輸


一、命令说明

Dockerfile由一行行命令语句组成，并且支持以#开头的注释行。

一般而言，Dockerfile可以分为四部分

  • 基础镜像信息
  • 维护者信息
  • 镜像操作指令
  • 启动时执行指令 
指令 说明
FROM 指定基础镜像
MAINTAINER 指定维护者信息,已经过时,可以使用LABELmaintainer-xxx来替代
RUN 运行命令v
CMD 指定启动容器时默认的命令v
ENTRYPOINT 指定镜像的默认入口.运行命令v
EXPOSE 声明镜像内服务监听的端口v
ENV 指定环境变量,可以在docker run的时候使用-e改变v;会被固化到image的config里面
ADD 复制指定的src路径下的内容到容器中的dest路径下,src可以为url会自动下载,可以为tar文件,会自动解压
cOPY 复制本地主机的src路径下的内容到镜像中的dest路径下,但不会自动解压等
LABEL 指定生成镜像的元数据标签信息
VOLUME 创建数据卷挂载点
USER 指定运行容器时的用户名或UID
WORKDIR 配置工作目录,为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT指令配置工作目录
ARG 指定镜像内使用的参数(如版本号信息等),可以在build的时候,使用--build-args改变v
OBBUILD 配置当创建的镜像作为其他镜像的基础镜像是,所指定的创建操作指令
STOPSIGNAL 容器退出的信号值
HEALTHCHECK 健康检查
SHELL 指定使用shell时的默认shel类型


 二、FROM 

FROM 指定基础镜像，最好挑一些apline，slim之类的基础小镜像
scratch镜像是一个空镜像，常用于多阶段构建
如何确定我需要什么要的基础镜像？
  • Java应用当然是java基础镜像（SpringBoot应用）或者Tomcat基础镜像（War应用）
  • JS模块化应用一般用nodejs基础镜像
  • 其他各种语言用自己的服务器或者基础环境镜像，如python、golang、java、php等


三、LABEL

标注镜像的一些说明信息。 

LABEL multi.label1="value1" multi.label2="value2" other="value3"
LABEL multi.label1="value1" \
multi.label2="value2" \ 
other="value3"


四、RUN  

  • RUN指令在当前镜像层顶部的新层执行任何命令，并提交结果，生成新的镜像层。
  • 生成的提交映像将用于Dockerfile中的下一步。 分层运行RUN指令并生成提交符合Docker的核心概念，就像源代码控制一样。
  • exec形式可以避免破坏shell字符串，并使用不包含指定shell可执行文件的基本映像运行RUN命令。 可以使用SHELL命令更改shell形式的默认shell。 在shell形式中，您可以使用\（反斜杠）将一条RUN指令继续到下一行。


RUN <command> ( shell 形式, /bin/sh -c 的方式运行，避免破坏shell字符串)
RUN ["executable", "param1", "param2"] ( exec 形式)
RUN /bin/bash -c 'source $HOME/.bashrc; \
echo $HOME'
#上面等于下面这种写法
RUN /bin/bash -c 'source $HOME/.bashrc; echo $HOME'
RUN ["/bin/bash", "-c", "echo hello"]
# 测试案例
FROM alpine
LABEL maintainer=leifengyang xx=aa
ENV msg='hello atguigu itdachang'
RUN echo $msg
RUN ["echo","$msg"]
RUN /bin/sh -c 'echo $msg'
RUN ["/bin/sh","-c","echo $msg"]
CMD sleep 10000

#总结； 由于[]不是shell形式，所以不能输出变量信息，而是输出$msg。其他任何/bin/sh -c 的形式都可以输出变量信息


总结：什么是shell和exec形式



五、CMD和ENTRYPOINT

5.1、都可以作为容器启动入口


CMD 的三种写法：
  • CMD ["executable","param1","param2"] ( exec 方式, 首选方式)
  • CMD ["param1","param2"] (为ENTRYPOINT提供默认参数)
  • CMD command param1 param2 ( shell 形式)
ENTRYPOINT 的两种写法：
  • ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] ( exec 方式, 首选方式)
  • ENTRYPOINT command param1 param2 (shell 形式)


# 一个示例
FROM alpine
LABEL maintainer=leifengyang
CMD ["1111"]
CMD ["2222"]
ENTRYPOINT ["echo"]
#构建出如上镜像后测试
docker run xxxx：效果 echo 1111


5.2、只能有一个CMD

  • Dockerfile中只能有一条CMD指令。 如果您列出多个CMD，则只有最后一个CMD才会生效。
  • CMD的主要目的是为执行中的容器提供默认值。 这些默认值可以包含可执行文件，也可以省略可执行文件，在这种情况下，您还必须指定ENTRYPOINT指令。


5.3、CMD为ENTRYPOINT提供默认参数

  • 如果使用CMD为ENTRYPOINT指令提供默认参数，则CMD和ENTRYPOINT指令均应使用JSON数组格式指定。


5.4、组合最终效果

无ENTRYPOINT ENTRYPOINTexec_entryp1_entry ENTRYPOINT["exec_entry"pl_entry"]
无CMD 错误不允许的写法;容器没有启动命令 /bin/sh-cexec_entryp1_entry exec_entry pl_entry
CMD[exec_cmd","pl_cmd"] exec_cmd p1_cmd /bin/sh-cexec_entryp1l_entry exec_entry p1_entryexec_cmd p1_cmd
CMD["p1_cmd","p2_cmd"] p1_cmd p2_cmd /bin/sh-cexec_entrypl_entry exec_entryp1_entry p1_cmdp2_cmd
CMDexec_cmdp1_cmd /bin/sh-c exec_cmdp1_cmd /bin/sh-cexec_entrypl_entry exec_entry p1_entry/bin/sh-c exec_cmdp1_cmd
这条竖线,总是以ENTRYPOINT的为准 这条竖线,ENTRYPOINT和CMD共同作用


5.5、docker run启动参数会覆盖CMD内容 


# 一个示例
FROM alpine
LABEL maintainer=leifengyang
CMD ["1111"]
ENTRYPOINT ["echo"]
#构建出如上镜像后测试
docker run xxxx：什么都不传则 echo 1111
docker run xxx arg1：传入arg1 则echo arg1


六、ARG和ENV

6.1、ARG

  • ARG指令定义了一个变量，用户可以在构建时使用--build-arg = 传递，docker build命令会将其传递给构建器。
  • --build-arg 指定参数会覆盖Dockerfile 中指定的同名参数
  • 如果用户指定了 未在Dockerfile中定义的构建参数 ，则构建会输出 警告 。
  • ARG只在构建期有效，运行期无效
  • 不建议使用构建时变量来传递诸如github密钥，用户凭据等机密。因为构建时变量值使用docker history是可见的。
  • ARG变量定义从Dockerfile中定义的行开始生效。
  • 使用ENV指令定义的环境变量始终会覆盖同名的ARG指令。


6.2、ENV

  • 在构建阶段中所有后续指令的环境中使用，并且在许多情况下也可以内联替换。
  • 引号和反斜杠可用于在值中包含空格。
  • ENV 可以使用key value的写法，但是这种不建议使用了，后续版本可能会删除


ENV MY_MSG hello
ENV MY_NAME="John Doe"
ENV MY_DOG=Rex\ The\ Dog
ENV MY_CAT=fluffy
#多行写法如下
ENV MY_NAME="John Doe" MY_DOG=Rex\ The\ Dog \
MY_CAT=fluffy
  • docker run --env 可以修改这些值
  • 容器运行时ENV值可以生效
  • ENV在image阶段就会被解析并持久化（docker inspect image查看），参照下面示例。

 FROM alpine

ENV arg=1111111
ENV runcmd=$arg
RUN echo $runcmd
CMD echo $runcmd
#ENV的固化问题： 改变arg，会不会改变 echo的值，会改变哪些值，如何修改这些值?


6.3、综合测试示例 


FROM alpine
ARG arg1=22222
ENV arg2=1111111
ENV runcmd=$arg1
RUN echo $arg1 $arg2 $runcmd
CMD echo $arg1 $arg2 $runcmd


七、ADD和COPY

7.1、COPY

COPY的两种写法
COPY [--chown=<user>:<group>] <src>... <dest>
COPY [--chown=<user>:<group>] ["<src>",... "<dest>"]
  • --chown功能仅在用于构建Linux容器的Dockerfiles上受支持，而在Windows容器上不起作用
  • COPY指令从 src 复制新文件或目录，并将它们添加到容器的文件系统中，路径为 dest 。
  • 可以指定多个 src 资源，但是文件和目录的路径将被解释为相对于构建上下文的源。
  • 每个 src 都可以包含通配符，并且匹配将使用Go的filepath.Match规则进行。
COPY hom* /mydir/ #当前上下文，以home开始的所有资源
COPY hom?.txt /mydir/ # ?匹配单个字符
COPY test.txt relativeDir/ # 目标路径如果设置为相对路径，则相对与 WORKDIR 开始

# 把 “test.txt” 添加到 <WORKDIR>/relativeDir/
COPY test.txt /absoluteDir/ #也可以使用绝对路径，复制到容器指定位置

#所有复制的新文件都是uid(0)/gid(0)的用户，可以使用--chown改变
COPY --chown=55:mygroup files* /somedir/
COPY --chown=bin files* /somedir/
COPY --chown=1 files* /somedir/
COPY --chown=10:11 files* /somedir/


7.2、ADD

同COPY用法，不过 ADD拥有自动下载远程文件和解压的功能。
注意：
  • src 路径必须在构建的上下文中； 不能使用 ../something /something 这种方式，因为docker构建的第一步是将上下文目录（和子目录）发送到docker守护程序。
  • 如果 src 是URL，并且 dest 不以斜杠结尾，则从URL下载文件并将其复制到 dest 。
  1. 如果 dest 以斜杠结尾，将自动推断出url的名字（保留最后一部分），保存到 dest
  • 如果 src 是目录，则将复制目录的整个内容，包括文件系统元数据。


八、WORKDIR和VOLUME

8.1、WORKDIR

  • WORKDIR指令为Dockerfile中跟随它的所有 RUN，CMD，ENTRYPOINT，COPY，ADD 指令设置工作目录。 如果WORKDIR不存在，即使以后的Dockerfile指令中未使用它也将被创建。
  • WORKDIR指令可在Dockerfile中多次使用。 如果提供了相对路径，则它将相对于上一个WORKDIR指令的路径。 例如：


WORKDIR /a
WORKDIR b
WORKDIR c
RUN pwd
#结果 /a/b/c
  • 也可以用到环境变量


ENV DIRPATH=/path
WORKDIR $DIRPATH/$DIRNAME
RUN pwd
#结果 /path/$DIRNAME


8.2、VOLUME

作用：把容器的某些文件夹映射到主机外部

写法：

VOLUME ["/var/log/"] #可以是JSON数组
VOLUME /var/log #可以直接写
VOLUME /var/log /var/db #可以空格分割多个
注意：
用 VOLUME 声明了卷，那么以后对于卷内容的修改会被丢弃，所以， 一定在volume声明之前修改内容 ；


九、USER

写法：

USER <user>[:<group>]
USER <UID>[:<GID>]
USER指令设置运行映像时要使用的用户名（或UID）以及可选的用户组（或GID），以及Dockerfile中USER后面所有RUN，CMD和ENTRYPOINT指令。


十、EXPOSE

  • EXPOSE指令通知Docker容器在运行时在指定的网络端口上进行侦听。 可以指定端口是侦听TCP还是UDP，如果未指定协议，则默认值为TCP。
  • EXPOSE指令实际上不会发布端口。 它充当构建映像的人员和运行容器的人员之间的一种文档，即有关打算发布哪些端口的信息。 要在运行容器时实际发布端口，请在docker run上使用-p标志发布并映射一个或多个端口，或使用-P标志发布所有公开的端口并将其映射到高阶端口。


EXPOSE <port> [<port>/<protocol>...]
EXPOSE [80,443]
EXPOSE 80/tcp
EXPOSE 80/udp


十一、multi-stage builds

多阶段构建

11.1、使用

https://docs.docker.com/develop/develop-images/multistage-build/

解决：如何让一个镜像变得更小; 多阶段构建的典型示例

### 我们如何打包一个Java镜像
FROM maven
WORKDIR /app
COPY . .
RUN mvn clean package
COPY /app/target/*.jar /app/app.jar
ENTRYPOINT java -jar app.jar

## 这样的镜像有多大？
## 我们最小做到多大？


11.2、生产示例

# 以下所有前提 保证Dockerfile和项目在同一个文件夹
# 第一阶段：环境构建; 用这个也可以
FROM maven:3.5.0-jdk-8-alpine AS builder
WORKDIR /app
ADD ./ /app
RUN mvn clean package -Dmaven.test.skip=true

# 第二阶段，最小运行时环境，只需要jre；第二阶段并不会有第一阶段哪些没用的层
# 基础镜像没有 jmap； jdk springboot-actutor（jdk）
FROM openjdk:8-jre-alpine
LABEL maintainer="534096094@qq.com"

# 从上一个阶段复制内容
COPY --from=builder /app/target/*.jar /app.jar

# 修改时区
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && echo
'Asia/Shanghai' >/etc/timezone && touch /app.jar
ENV JAVA_OPTS=""
ENV PARAMS=""

# 运行jar包
ENTRYPOINT [ "sh", "-c", "java -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom
$JAVA_OPTS -jar /app.jar $PARAMS" ]


<!--为了加速下载需要在pom文件中复制如下 -->
<repositories>
<repository>
<id>aliyun</id>
<name>Nexus Snapshot Repository</name>
<url>https://maven.aliyun.com/repository/public</url>
<layout>default</layout>
<releases>
<enabled>true</enabled>
</releases>
<!--snapshots默认是关闭的,需要开启 -->
<snapshots>
<enabled>true</enabled>
</snapshots>
</repository>
</repositories>
<pluginRepositories>
<pluginRepository>
<id>aliyun</id>
<name>Nexus Snapshot Repository</name>
<url>https://maven.aliyun.com/repository/public</url>
<layout>default</layout>
<releases>
<enabled>true</enabled>
</releases>
<snapshots>
<enabled>true</enabled>
</snapshots>
</pluginRepository>
</pluginRepositories>
######小细节
RUN /bin/cp /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && echo
'Asia/Shanghai' >/etc/timezone
或者
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && echo
'Asia/Shanghai' >/etc/timezone
可以让镜像时间同步。

## 容器同步系统时间 CST（China Shanghai Timezone）
-v /etc/localtime:/etc/localtime:ro

#已经不同步的如何同步？
docker cp /etc/localtime 容器id:/etc/


docker build --build-arg url="git address" -t demo:test . ：自动拉代码并构建镜像


FROM maven:3.6.1-jdk-8-alpine AS buildapp
#第二阶段，把克隆到的项目源码拿过来
# COPY --from=gitclone * /app/
WORKDIR /app
COPY pom.xml .
COPY src .
RUN mvn clean package -Dmaven.test.skip=true
# /app 下面有 target
RUN pwd && ls -l
RUN cp /app/target/*.jar /app.jar
RUN ls -l
### 以上第一阶段结束，我们得到了一个 app.jar
## 只要一个JRE
# FROM openjdk:8-jre-alpine
FROM openjdk:8u282-slim
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && echo
'Asia/Shanghai' >/etc/timezone
LABEL maintainer="534096094@qq.com"
# 把上一个阶段的东西复制过来
COPY --from=buildapp /app.jar /app.jar
# docker run -e JAVA_OPTS="-Xmx512m -Xms33 -" -e PARAMS="--spring.profiles=dev --server.port=8080" -jar /app/app.jar
# 启动java的命令
ENV JAVA_OPTS=""
ENV PARAMS=""
ENTRYPOINT [ "sh", "-c", "java -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom
$JAVA_OPTS -jar /app.jar $PARAMS" ]
自己 写一个多阶段构建
  • 1、自动从git下载指定的项目
  • 2、把项目自动打包生成镜像
  • 3、我们只需要运行镜像即可


十二、Images瘦身实践 

  • 选择最小的基础镜像
  • 合并RUN环节的所有指令，少生成一些层
  • RUN期间可能安装其他程序会生成临时缓存，要自行删除。如：


# 开发期间，逐层验证正确的
RUN xxx
RUN xxx
RUN aaa \
aaa \
vvv \

# 生产环境
RUN apt-get update && apt-get install -y \
bzr \
cvs \
git \
mercurial \
subversion \
&& rm -rf /var/lib/apt/lists/*
  • 使用 .dockerignore 文件，排除上下文中无需参与构建的资源
  • 使用多阶段构建
  • 合理使用构建缓存加速构建。[--no-cache]
学习更多Dockerfile的写法：https://github.com/docker-library/


十三、springboot java 最终写法


FROM openjdk:8-jre-alpine
LABEL maintainer="534096094@qq.com"
COPY target/*.jar /app.jar
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && echo
'Asia/Shanghai' >/etc/timezone && touch /app.jar
ENV JAVA_OPTS=""
ENV PARAMS=""
ENTRYPOINT [ "sh", "-c", "java -Djava.security.egd=file:/dev/./urandom
$JAVA_OPTS -jar /app.jar $PARAMS" ]
# 运行命令 docker run -e JAVA_OPTS="-Xmx512m -Xms33 -" -e PARAMS="--spring.profiles=dev --server.port=8080" -jar /app/app.jar


【与云原生的故事】有奖征文火热进行中：https://bbs.huaweicloud.com/blogs/345260

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