Docker 与 K8S学习笔记（四）—— Dockerfile的编写
在上一篇中我们简单介绍了Docker镜像的获取与使用，其中在镜像制作中提到在实际使用中一定要用Dockerfile方式去创建镜像而不要用docker commit方式，那么我们该如何编写Dockerfile呢，在写Dockerfile时又有那些注意点呢？今天我们就来一起学习Dockerfile的编写。
一、什么是Dockerfile？
Dockerfile 是一个用来构建镜像的文本文件，其内容包含了一条条构建镜像所需的指令和说明。
二、从一个简单的例子开始
1、制作一个JDK镜像
我们首先通过制作一个简单的JDK镜像来感受Dockerfile的魅力，既然要制作JDK镜像，我们首先需要准备好需要的安装的JDK安装包，这里我们使用jdk-8u231-linux-x64.tar.gz，接下来就是Dockerfile的编写了：
# 声明所使用的基础镜像
FROM ubuntu
# 指定构建镜像时的工作目录，后续命令都是基于此目录的，如果不存在则创建
WORKDIR /opt/soft/jdk
# 将jdk包复制并解压到/opt/soft/jdk目录下
ADD jdk-8u231-linux-x64.tar.gz /opt/soft/jdk/
# 设置环境变量
ENV JAVA_HOME=/opt/soft/jdk/jdk1.8.0_231
ENV CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
ENV PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
ok，这样我们Dockerfile就编写完毕了，其中涉及到的指令含义后续会专门讲解，大家暂时不需要纠结。我们通过docker build命令制作镜像。
$ sudo docker build -t ubuntu-jdk .
Sending build context to Docker daemon 194.2MB
Step 1/6 : FROM ubuntu
latest: Pulling from library/ubuntu
35807b77a593: Pull complete
Digest: sha256:9d6a8699fb5c9c39cf08a0871bd6219f0400981c570894cd8cbea30d3424a31f
Status: Downloaded newer image for ubuntu:latest
---> fb52e22af1b0
Step 2/6 : WORKDIR /opt/soft/jdk
---> Running in 1526a2a25872
Removing intermediate container 1526a2a25872
---> e5b5ee6e0f89
Step 3/6 : ADD jdk-8u231-linux-x64.tar.gz /opt/soft/jdk/
---> f22f968c43cd
Step 4/6 : ENV JAVA_HOME=/opt/soft/jdk/jdk1.8.0_231
---> Running in a71c57c44b12
Removing intermediate container a71c57c44b12
---> 876227810405
Step 5/6 : ENV CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
---> Running in 8ff7aefbc820
Removing intermediate container 8ff7aefbc820
---> f04605d6e9c2
Step 6/6 : ENV PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
---> Running in 88f21ce05cc4
Removing intermediate container 88f21ce05cc4
---> cb70bf70e1e9
Successfully built cb70bf70e1e9
Successfully tagged ubuntu-jdk:latest
我们先来学习下上面执行的docker build命令，其中 -t 将镜像重新命名为ubuntu-jdk，命令末尾的 “.”指明docker context是当前目录，Docker默认是从docker context中查找Dockerfile，所以一般情况下Dockerfile文件名我们是不需要修改的，如果我们修改了Dockerfile文件名，那一定记得使用 -f 参数去指定要使用的Dockerfile。
接下来我们分析下Docker镜像的创建过程：
1）Step 1：执行FROM，将ubuntu作为基础镜像，这里将tag为latest的ubuntu镜像拉取下来，镜像ID为fb52e22af1b0；
2）Step 2：执行WORKDIR，设置工作目录，这里其实是首先启动ID为fb52e22af1b0的临时容器，然后在其中创建/opt/soft/jdk目录，创建完毕后删除此临时容器，并将此容器保存为ID是e5b5ee6e0f89的镜像。
3）Step 3：执行ADD，将jdk-8u231-linux-x64.tar.gz拷贝并解压到/opt/soft/jdk目录下，并保存为ID是f22f968c43cd的镜像。
4）Step 4 ～ Step 6：执行ENV，先开启临时容器，然后设置环境变量，最后保存为镜像。
5）最终镜像构建成功，镜像ID为cb70bf70e1e9，tag为ubuntu-jdk:latest。
2、查看镜像分层结构
大家看到上面是不是很懵逼，我明明只要制作一个镜像，怎么在执行Dockerfile时还创建了那么多镜像呢？其实在Dockerfile中，它的每条指令都会创建一个镜像层，执行操作后再将此镜像层保存。我们通过docker history可以很清楚看到这一点：
$ sudo docker history ubuntu-jdk
IMAGE CREATED CREATED BY SIZE COMMENT
cb70bf70e1e9 22 minutes ago /bin/sh -c #(nop) ENV PATH=/opt/soft/jdk/jd… 0B
f04605d6e9c2 22 minutes ago /bin/sh -c #(nop) ENV CLASSPATH=.:/opt/soft… 0B
876227810405 22 minutes ago /bin/sh -c #(nop) ENV JAVA_HOME=/opt/soft/j… 0B
f22f968c43cd 22 minutes ago /bin/sh -c #(nop) ADD file:610ae1ffb70fff692… 403MB
e5b5ee6e0f89 22 minutes ago /bin/sh -c #(nop) WORKDIR /opt/soft/jdk 0B
fb52e22af1b0 12 days ago /bin/sh -c #(nop) CMD ["bash"] 0B
<missing> 12 days ago /bin/sh -c #(nop) ADD file:d2abf27fe2e8b0b5f… 72.8MB
$ sudo docker history ubuntu
IMAGE CREATED CREATED BY SIZE COMMENT
fb52e22af1b0 12 days ago /bin/sh -c #(nop) CMD ["bash"] 0B
<missing> 12 days ago /bin/sh -c #(nop) ADD file:d2abf27fe2e8b0b5f… 72.8MB
我们可以看到ubuntu-jdk相比于ubuntu镜像多了很多层，这些层就是我们在执行WORKDIR、ADD、ENV指令时产生的。细心的同学可能发现了：既然我们在构建jdk镜像时创建了那么多镜像，那为什么通过docker image ls 命令只能看到基础镜像和jdk镜像呢？
$ sudo docker image ls
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
ubuntu-jdk latest cb70bf70e1e9 39 minutes ago 476MB
ubuntu latest fb52e22af1b0 12 days ago 72.8MB
ubuntu 18.04 39a8cfeef173 6 weeks ago 63.1MB
nginx 1.21.1 08b152afcfae 7 weeks ago 133MB
这里需要大家注意我们构建jdk镜像时产生的那些镜像都是中间镜像，这类镜像会被别的镜像所依赖，如果想看到这些镜像，我们要使用docker image ls -a命令：
$ sudo docker image ls -a
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
<none> <none> f04605d6e9c2 42 minutes ago 476MB
ubuntu-jdk latest cb70bf70e1e9 42 minutes ago 476MB
<none> <none> 876227810405 42 minutes ago 476MB
<none> <none> f22f968c43cd 42 minutes ago 476MB
<none> <none> e5b5ee6e0f89 42 minutes ago 72.8MB
ubuntu latest fb52e22af1b0 12 days ago 72.8MB
ubuntu 18.04 39a8cfeef173 6 weeks ago 63.1MB
nginx 1.21.1 08b152afcfae 7 weeks ago 133MB
3、镜像缓存特性
我们在制作jdk镜像时docker创建了多个中间层镜像，这些镜像一般都是会被重复利用的，无需重新构建，这样便能提升镜像构建效率，为了验证这一点，我们简单修改下我们的Dockerfile，我们在最后加一句java文件生成的操作：
FROM ubuntu
WORKDIR /opt/soft/jdk
ADD jdk-8u231-linux-x64.tar.gz /opt/soft/jdk/
ENV JAVA_HOME=/opt/soft/jdk/jdk1.8.0_231
ENV CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
ENV PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
RUN touch test.java
接着我们构建镜像：
$ sudo docker build -t ubuntu-jdk-2 .
Sending build context to Docker daemon 194.2MB
Step 1/7 : FROM ubuntu
---> fb52e22af1b0
Step 2/7 : WORKDIR /opt/soft/jdk
---> Using cache
---> e5b5ee6e0f89
Step 3/7 : ADD jdk-8u231-linux-x64.tar.gz /opt/soft/jdk/
---> Using cache
---> f22f968c43cd
Step 4/7 : ENV JAVA_HOME=/opt/soft/jdk/jdk1.8.0_231
---> Using cache
---> 876227810405
Step 5/7 : ENV CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
---> Using cache
---> f04605d6e9c2
Step 6/7 : ENV PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
---> Using cache
---> cb70bf70e1e9
Step 7/7 : RUN touch test.java
---> Running in e5f462e9c451
Removing intermediate container e5f462e9c451
---> 7dc9fe245160
Successfully built 7dc9fe245160
Successfully tagged ubuntu-jdk-2:latest
大家可以很明显看出来，在构建过程中第1～6步都是用了镜像缓存，那我们能不能不使用缓存呢？当然可以我们只需要在构建时加入参数--no-cache即可：
$ sudo docker build --no-cache -t ubuntu-jdk-3 .
Sending build context to Docker daemon 194.2MB
Step 1/7 : FROM ubuntu
---> fb52e22af1b0
Step 2/7 : WORKDIR /opt/soft/jdk
---> Running in 8560b572d2ac
Removing intermediate container 8560b572d2ac
---> 7cecd9874b7c
Step 3/7 : ADD jdk-8u231-linux-x64.tar.gz /opt/soft/jdk/
---> 01d1539300e6
Step 4/7 : ENV JAVA_HOME=/opt/soft/jdk/jdk1.8.0_231
---> Running in daa99a7adfe0
Removing intermediate container daa99a7adfe0
---> 16e8e58ff40b
Step 5/7 : ENV CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/dt.jar:$JAVA_HOME/lib/tools.jar
---> Running in e9d598aa1cd3
Removing intermediate container e9d598aa1cd3
---> 868daae44996
Step 6/7 : ENV PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
---> Running in e13199a0ba85
Removing intermediate container e13199a0ba85
---> 0e9732a41c0e
Step 7/7 : RUN touch test.java
---> Running in 90d76edd935d
Removing intermediate container 90d76edd935d
---> 2c73ecf1af57
Successfully built 2c73ecf1af57
Successfully tagged ubuntu-jdk-3:latest
三、常用的Dockerfile指令：
Docker为了方便我们制作镜像，提供了多种Dockerfile指令，接下来我们一起看看这些指令都是什么含义：
FORM：指定基础镜像；
MAINTAINER：设置镜像作者；
WORKDIR：设置构建镜像的工作目录，如果目录不存在则自动创建；
COPY：将文件从docker context拷贝到镜像；
ADD：与COPY类似，都是将文件从docker context拷贝到镜像，不同的是当文件是归档类型（tar、tar.gz、zip等）时，会自动解压到目标路径；
ENV：设置环境变量，并可被后面的指令使用；
EXPOSE：指定容器中进程会监听的端口，docker可将该端口暴露出来；
VOLUME：将文件或目录设置为volume；
RUN：在容器中运行指定的指令；
CMD：设置容器启动时运行的指令，当设置多条CMD指令时，只有最后一条生效；
ENTRYPOINT：设置容器启动时运行的命令，当设置多条ENTRYPOINT时，只有最后一条生效。
PS：RUN、CMD和ENTRYPOINT的区别：
1、RUN
执行命令并创建新的镜像层，通常用于镜像构建中软件包安装等操作。
2、CMD
为容器指定默认的启动执行命令，此命令会在容器启动且docker run没有指定其他命令时运行，也就是说CMD中的命令是可以在docker run中被其他命令所覆盖的。
3、ENTRYPOINT
和CMD很像，不同的是ENTRYPOINT指定的命令一定会被执行，即使docker run中指定了其他命令，这也就意味着ENTRYPOINT可以用于让容器以应用程序或服务的形式运行。
好了，以上就是本文的内容，关于Dockerfile的其它指令后续会在各个实践案例中逐步使用。
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