Dockerfile

2020-08-13 06:09:32

2020-04-06

第一個 Dockerfile

cd
mkdir static_web
cd static_web
touch Dockerfile

我們建立了一個名爲 static_web 的目錄用來儲存 Dockerfile ,這個目錄就是我們的構建環境(build environment),Docker 則稱此環境爲上下午(context)或者構建上下文(build context)。Docker 會在構建映象時將構建上下文和該上下文中的檔案和目錄上傳到 Docker 守護行程。這樣 Docker 守護行程就能直接存取使用者想在映象中儲存的任何程式碼、檔案或者其他數據。

慎用 docker commit

使用 docker commit 命令雖然可以比較直觀的幫助理解映象分層儲存的概念,但是實際環境中並不會這樣使用。

首先,如果仔細觀察之前的 docker diff webserver 的結果,你會發現除了真正想要修改的/usr/share/nginx/html/index.html 檔案外,由於命令的執行,還有很多檔案被改動或新增了。這還僅僅是最簡單的操作,如果是安裝軟體包、編譯構建,那會有大量的無關內容被新增進來,如果不小心清理,將會導致映象極爲臃腫。

此外,使用 docker commit 意味着所有對映象的操作都是黑箱操作,生成的映象也被稱爲黑箱映象,換句話說,就是除了製作映象的人知道執行過什麼命令、怎麼生成的映象,別人根本無從得知。而且,即使是這個製作映象的人,過一段時間後也無法記清具體在操作的。雖然 docker diff 或許可以告訴得到一些線索,但是遠遠不到可以確保生成一致映象的地步。這種黑箱映象的維護工作是非常痛苦的。

而且,回顧之前提及的映象所使用的分層儲存的概念,除當前層外,之前的每一層都是不會發生改變的,換句話說,任何修改的結果僅僅是在當前層進行標記、新增、修改,而不會改動上一層。如果使用 docker commit 製作映象,以及後期修改的話,每一次修改都會讓映象更加臃腫一次,所刪除的上一層的東西並不會丟失,會一直如影隨形的跟着這個映象,即使根本無法存取到。這會讓映象更加臃腫。

使用 Dockerfile 定製映象

映象的定製實際上就是定製每一層所新增的設定、檔案。如果我們可以把每一層修改、安裝、構建、操作的命令都寫入一個指令碼,用這個指令碼來構建、定製映象,那麼之前提及的無法重複的問題、映象構建透明性的問題、體積的問題就都會解決。這個指令碼就是 Dockerfile

Dockerfile 是一個文字檔案,其內包含了一條條的指令(Instruction),每一條指令構建一層,因此每一條指令的內容,就是描述該層應當如何構建。

FROM-指定基礎映象

所謂定製映象,那一定是以一個映象爲基礎,在其上進行定製。基礎映象是必須指定的。

  1. FROM 是一個構建指令,用於指定基礎 image
  2. FROM 指令必須指定且需要在 Dockerfile 其它指令的前面
  3. 後續的指令都依賴於該指令指定的 image
  4. FROM 指令指定的基礎 image 可以是官方遠端倉庫中的,也可以位於本地倉庫
FROM <image> # 指定基礎 image 爲該 image 的最後修改的版本
FROM <image>:<tag> # 指定基礎 image 爲該 image 的一個 tag 版本

# 例如
FROM python:3.6.5

除了選擇現有映象爲基礎映象外,Docker 還存在一個特殊的映象,名爲 scratch 。這個映象是虛擬的概念,並不實際存在,它表示一個空白的映象。如果你以 scratch 爲基礎映象的話,意味着你不以任何映象爲基礎,接下來所寫的指令將作爲映象第一層開始存在。

MAINTAINER

  1. MAINTAINER 是一個構建指令,用來指定建立者資訊
  2. MAINTAINER 會將 image 的製作者相關的資訊寫入到 image 中
  3. 當對該 image 執行 docker inspect 命令時,輸出中有相應的欄位記錄該資訊
MAINTAINER <name>  

# 例如
FROM python:3.6.5
MAINTAINER ycbbs  

RUN-執行命令

  1. RUN 指令是構建指令,是用來執行命令列命令的。
  2. RUN 可以執行任何被基礎 image 支援的命令
  1. 如果基礎 image 選擇了 ubuntu,那麼軟體管理部分只能使用 ubuntu 的命令
  2. 如果基礎 image 選擇了 centos,那麼軟體管理部分職能使用 centos 的命令
# 兩種方式
# 1. shell格式: 就像直接在命令列中輸入的命令一樣。
RUN <command>
# 2. exec 格式:更像是函數呼叫中的格式。
RUN ["executable", "param1", "param2" ... ]  

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

FROM debian:jessie
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y gcc libc6-dev make
RUN wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-3.2.5.tar.gz"
RUN mkdir -p /usr/src/redis
RUN tar -xzf redis.tar.gz -C /usr/src/redis --strip-components=1
RUN make -C /usr/src/redis
RUN make -C /usr/src/redis install

Dockerfile 中每一個指令都會建立一層, RUN 也不例外。每一個 RUN 的行爲,就和我們手工建立映象(commit)的過程一樣:新建立一層,在其上執行這些命令,執行結束後, commit 這一層的修改,構成新的映象。

而上面的這種寫法,建立了 7 層映象。這是完全沒有意義的,而且很多執行時不需要的東西,都被裝進了映象裡,比如編譯環境、更新的軟體包等等。結果就是產生非常臃腫、非常多層的映象,不僅僅增加了構建部署的時間,也很容易出錯。

Union FS 是有最大層數限制的,比如 AUFS,曾經是最大不得超過 42 層,現在是不得超過127 層。

上面的 Dockerfile 正確的寫法應該是這樣:

FROM debian:jessie
RUN buildDeps='gcc libc6-dev make' \
&& apt-get update \
&& apt-get install -y $buildDeps \
&& wget -O redis.tar.gz "http://download.redis.io/releases/redis-3.2.5.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

首先,之前所有的命令只有一個目的,就是編譯、安裝 redis 可執行檔案。因此沒有必要建立很多層,這只是一層的事情。因此,這裏沒有使用很多個 RUN 對一一對應不同的命令,而是僅僅使用一個 RUN 指令,並使用 && 將各個所需命令串聯起來。將之前的 7 層,簡化爲了1 層。在撰寫 Dockerfile 的時候,要經常提醒自己,這並不是在寫 Shell 指令碼,而是在定義每一層該如何構建。並且,這裏爲了格式化還進行了換行。

Dockerfile 支援 Shell 類的行尾新增 \ 的命令換行方式,以及行首 # 進行註釋的格式。良好的格式,比如換行、縮排、註釋等,會讓維護、排障更爲容易,這是一個比較好的習慣。

此外,還可以看到這一組命令的最後新增了清理工作的命令,刪除了爲了編譯構建所需要的軟體,清理了所有下載、展開的檔案,並且還清理了 apt 快取檔案。這是很重要的一步,我們之前說過,映象是多層儲存,每一層的東西並不會在下一層被刪除,會一直跟隨着映象。因此映象構建時,一定要確保每一層只新增真正需要新增的東西,任何無關的東西都應該清理掉。

CMD-容器啓動命令

Docker 不是虛擬機器,容器就是進程。既然是進程,那麼在啓動容器的時候,需要指定所執行的程式及參數。 CMD 指令就是用於指定預設的容器主進程的啓動命令的。

在執行時可以指定新的命令來替代映象設定中的這個預設命令,比如, ubuntu 映象預設的CMD/bin/bash ,如果我們直接 docker run -it ubuntu 的話,會直接進入 bash 。我們也可以在執行時指定執行別的命令,如 docker run -it ubuntu cat /etc/os-release 。這就是用 cat /etc/os-release 命令替換了預設的 /bin/bash 命令了,輸出了系統版本資訊。

在指令格式上,一般推薦使用 exec 格式,這類格式在解析時會被解析爲 JSON 陣列,因此一定要使用雙引號 " ,而不要使用單引號。

如果使用 shell 格式的話,實際的命令會被包裝爲 sh -c 的參數的形式進行執行。比如:

CMD echo $HOME

在實際執行中,會將其變更爲:

CMD [ "sh", "-c", "echo $HOME" ]

這就是爲什麼我們可以使用環境變數的原因,因爲這些環境變數會被 shell 進行解析處理。

Docker 不是虛擬機器,容器中的應用都應該以前臺執行,而不是像虛擬機器、物理機裏面那樣,用 upstart/systemd 去啓動後臺服務,容器內沒有後台服務的概念。

一些初學者將 CMD 寫爲:

CMD service nginx start

然後發現容器執行後就立即退出了。甚至在容器內去使用 systemctl 命令結果卻發現根本執行不了。這就是因爲沒有搞明白前臺、後臺的概念,沒有區分容器和虛擬機器的差異,依舊在以傳統虛擬機器的角度去理解容器。

對於容器而言,其啓動程式就是容器應用進程,容器就是爲了主進程而存在的,主進程退出,容器就失去了存在的意義,從而退出,其它輔助進程不是它需要關心的東西。

而使用 service nginx start 命令,則是希望 upstart 來以後台守護行程形式啓動 nginx 服務。而剛纔說了 CMD service nginx start 會被理解爲 CMD [ "sh", "-c", "service nginx start"] ,因此主進程實際上是 sh 。那麼當 service nginx start 命令結束後, sh 也就結束了, sh 作爲主進程退出了,自然就會令容器退出。

正確的做法是直接執行 nginx 可執行檔案,並且要求以前臺形式執行。比如:

CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]
  1. CMD 指令是設定指令,用於設定容器 ( container ) 啓動時執行的操作
  2. CMD 指令用於 container 啓動時指定的操作。該操作可以是執行自定義指令碼,也可以是執行系統命令
  3. 該指令只能在檔案中存在一次,如果有多個,則只執行最後一條
  4. 如果使用者啓動容器時(docker run command)指定了執行的命令,則會覆蓋掉 CMD 指定的命令
# 三種方式
# exec 格式
CMD ["executable","param1","param2"]
# shell 格式
CMD command param1 param2
CMD ["param1","param2"]

# 例如
FROM python:3.6.5
MAINTAINER ycbbs
RUN pip install flask
CMD ["python","/www/app/app.py"]

Dockerfile 指定了 ENTRYPOINT ,那麼只能使用第三種格式

ENTRYPOINT 指定的是一個可執行的指令碼或者程式的路徑,該指定的指令碼或者程式將會以 param1param2 作爲參數執行

所以如果 CMD 指令使用第三種格式,那麼 Dockerfile 中必須要有配套的 ENTRYPOINT

ENTRYPOINT-入口點

ENTRYPOINT 的格式和 RUN 指令格式一樣,分爲 exec 格式和 shell 格式。

# 兩種方式
ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
ENTRYPOINT command param1 param2

ENTRYPOINT 的目的和 CMD 一樣,都是在指定容器啓動程式及參數。 ENTRYPOINT 在執行時也可以替代,不過比 CMD 要略顯繁瑣,需要通過 docker run 的參數 --entrypoint 來指定。

當指定了 ENTRYPOINT 後, CMD 的含義就發生了改變,不再是直接的執行其命令,而是將CMD 的內容作爲參數傳給 ENTRYPOINT 指令,換句話說實際執行時,將變爲:

<ENTRYPOINT> "<CMD>"

那麼有了 CMD 後,爲什麼還要有 ENTRYPOINT 呢?這種<ENTRYPOINT> "<CMD>" 有什麼好處麼?讓我們來看幾個場景。

場景一:讓映象變成像命令一樣使用

假設我們需要一個得知自己當前公網 IP 的映象,那麼可以先用 CMD 來實現:

FROM ubuntu:16.04
RUN apt-get update \
    && apt-get install -y curl \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
CMD [ "curl", "-s", "http://ip.cn" ]

假如我們使用 docker build -t myip . 來構建映象的話,如果我們需要查詢當前公網 IP,只需要執行:

$ docker run myip
當前 IP:61.148.226.66 來自:北京市 聯通

嗯,這麼看起來好像可以直接把映象當做命令使用了,不過命令總有參數,如果我們希望加參數呢?比如從上面的 CMD 中可以看到實質的命令是 curl ,那麼如果我們希望顯示 HTTP 頭資訊,就需要加上 -i 參數。那麼我們可以直接加 -i 參數給 docker run myip 麼?

$ docker run myip -i
docker: Error response from daemon: invalid header field value "oci runtime error: con
tainer_linux.go:247: starting container process caused \"exec: \\\"-i\\\": executable
file not found in $PATH\"\n".

我們可以看到可執行檔案找不到的報錯, executable file not found 。之前我們說過,跟在映象名後面的是 command ,執行時會替換 CMD 的預設值。因此這裏的 -i 替換了原來的 CMD ,而不是新增在原來的 curl -s http://ip.cn 後面。而 -i 根本不是命令,所以自然找不到。

那麼如果我們希望加入 -i 這參數,我們就必須重新完整的輸入這個命令:

docker run myip curl -s http://ip.cn -i

這顯然不是很好的解決方案,而使用 ENTRYPOINT 就可以解決這個問題。現在我們重新用 ENTRYPOINT 來實現這個映象:

FROM ubuntu:16.04
RUN apt-get update \
  && apt-get install -y curl \
  && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
ENTRYPOINT [ "curl", "-s", "http://ip.cn" ]

這次我們再來嘗試直接使用 docker run myip -i

$ docker run myip
當前 IP:61.148.226.66 來自:北京市 聯通
$ docker run myip -i
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.8.0
Date: Tue, 22 Nov 2016 05:12:40 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Vary: Accept-Encoding
X-Powered-By: PHP/5.6.24-1~dotdeb+7.1
X-Cache: MISS from cache-2
X-Cache-Lookup: MISS from cache-2:80
X-Cache: MISS from proxy-2_6
Transfer-Encoding: chunked
Via: 1.1 cache-2:80, 1.1 proxy-2_6:8006
Connection: keep-alive
當前 IP:61.148.226.66 來自:北京市 聯通

可以看到,這次成功了。這是因爲當存在 ENTRYPOINT 後, CMD 的內容將會作爲參數傳給 ENTRYPOINT ,而這裏 -i 就是新的 CMD ,因此會作爲參數傳給 curl ,從而達到了我們預期的效果。

場景二:應用執行前的準備工作

啓動容器就是啓動主進程,但有些時候,啓動主進程前,需要一些準備工作。

比如 mysql 類的數據庫,可能需要一些數據庫設定、初始化的工作,這些工作要在最終的 mysql 伺服器執行之前解決。

此外,可能希望避免使用 root 使用者去啓動服務,從而提高安全性,而在啓動服務前還需要以 root 身份執行一些必要的準備工作,最後切換到服務使用者身份啓動服務。或者除了服務外,其它命令依舊可以使用 root 身份執行,方便偵錯等。

這些準備工作是和容器 CMD 無關的,無論 CMD 是什麼,都需要事先進行一個預處理的工作。這種情況下,可以寫一個指令碼,然後放入ENTRYPOINT 中去執行,而這個指令碼會將接到的參數(也就是 <CMD>)作爲命令,在指令碼最後執行。比如官方映象 redis 中就是這麼做的:

FROM alpine:3.4
...
RUN addgroup -S redis && adduser -S -G redis redis
...
ENTRYPOINT ["docker-entrypoint.sh"]
EXPOSE 6379
CMD [ "redis-server" ]

可以看到其中爲了 redis 服務建立了 redis 使用者,並在最後指定了 ENTRYPOINTdocker-entrypoint.sh 指令碼。

#!/bin/sh
...
# allow the container to be started with `--user`
if [ "$1" = 'redis-server' -a "$(id -u)" = '0' ]; then
chown -R redis .
exec su-exec redis "$0" "$@"
fi
exec "$@"

該指令碼的內容就是根據 CMD 的內容來判斷,如果是 redis-server 的話,則切換到 redis 使用者身份啓動伺服器,否則依舊使用 root 身份執行。比如:

$ docker run -it redis id
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root)

USER-指定當前使用者

USER 是設定指令,用於設定執行容器 ( container ) 的使用者,預設是 root

格式: USER <使用者名稱>

USER 指令和 WORKDIR 相似,都是改變環境狀態並影響以後的層。 WORKDIR 是改變工作目錄, USER 則是改變之後層的執行, RUNCMD 以及 ENTRYPOINT 這類命令的身份。

當然,和 WORKDIR 一樣, USER 只是幫助你切換到指定使用者而已,這個使用者必須是事先建立好的,否則無法切換。

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

如果以 root 執行的指令碼,在執行期間希望改變身份,比如希望以某個已經建立好的使用者來執行某個服務進程,不要使用 su 或者 sudo ,這些都需要比較麻煩的設定,而且在 TTY 缺失的環境下經常出錯。建議使用 gosu

# 建立 redis 使用者,並使用 gosu 換另一個使用者執行命令
RUN groupadd -r redis && useradd -r -g redis redis
# 下載 gosu
RUN wget -O /usr/local/bin/gosu "https://github.com/tianon/gosu/releases/download/1.7/
gosu-amd64" \
&& chmod +x /usr/local/bin/gosu \
&& gosu nobody true
# 設定 CMD,並以另外的使用者執行
CMD [ "exec", "gosu", "redis", "redis-server" ]

EXPOSE-宣告埠

格式爲 EXPOSE <埠1> [<埠2>...]

EXPOSE 指令是宣告執行時容器提供伺服器端口,這只是一個宣告,在執行時並不會因爲這個宣告應用就會開啓這個埠的服務。在 Dockerfile 中寫入這樣的宣告有兩個好處,一個是幫助映象使用者理解這個映象服務的守護埠,以方便設定對映;另一個用處則是在執行時使用隨機埠對映時,也就是 docker run -P 時,會自動隨機對映 EXPOSE 的埠。

此外,在早期 Docker 版本中還有一個特殊的用處。以前所有容器都執行於預設橋接網路中,因此所有容器互相之間都可以直接存取,這樣存在一定的安全性問題。於是有了一個 Docker 引擎參數 --icc=false ,當指定該參數後,容器間將預設無法互訪,除非互相間使用了 --links 參數的容器纔可以互通,並且只有映象中 EXPOSE 所宣告的埠纔可以被存取。這個 --icc=false 的用法,在引入了 docker network 後已經基本不用了,通過自定義網路可以很輕鬆的實現容器間的互聯與隔離。

要將 EXPOSE 和在執行時使用 -p <宿主埠>:<容器埠> 區分開來。 -p ,是對映宿主埠和容器埠,換句話說,就是將容器的對應埠服務公開給外界存取,而 EXPOSE 僅僅是宣告容器打算使用什麼埠而已,並不會自動在宿主進行埠對映。

ENV-設定環境變數

# 格式有兩種:
ENV <key> <value>  
ENV <key1>=<value1> <key2>=<value2>...

這個指令很簡單,就是設定環境變數而已,無論是後面的其它指令,如 RUN ,還是執行時的應用,都可以直接使用這裏定義的環境變數。

容器啓動後,可以通過 docker inspect 檢視這個環境變數

也可以通過在 docker run --env key=value 時設定或修改環境變數

假如我們安裝了 JAVA 程式,需要設定 JAVA_HOME 那麼可以在 Dockerfile 中這樣寫

ENV JAVA_HOME /path/to/java/dirent

ARG-構建參數

格式: ARG <參數名>[=<預設值>]

構建參數和 ENV 的效果一樣,都是設定環境變數。所不同的是, ARG 所設定的構建環境的環境變數,在將來容器執行時是不會存在這些環境變數的。但是不要因此就使用 ARG 儲存密碼之類的資訊,因爲 docker history 還是可以看到所有值的。

Dockerfile 中的 ARG 指令是定義參數名稱,以及定義其預設值。該預設值可以在構建命令 docker build 中用 --build-arg <參數名>=<值> 來覆蓋。

COPY-複製檔案

COPY <源路徑>... <目標路徑>
COPY ["<源路徑1>",... "<目標路徑>"]

COPY 指令將從構建上下文目錄中 <源路徑> 的檔案或目錄複製到新的一層的映象內的 <目標路徑> 位置。<源路徑> 可以是多個,甚至可以是萬用字元。<目標路徑> 可以是容器內的絕對路徑,也可以是相對於工作目錄的相對路徑(工作目錄可以用 WORKDIR 指令來指定)。目標路徑不需要事先建立,如果目錄不存在會在複製檔案前先行建立缺失目錄。

此外,還需要注意一點,使用 COPY 指令,原始檔的各種元數據都會保留。比如讀、寫、執行許可權、檔案變更時間等。這個特性對於映象定製很有用。特別是構建相關檔案都在使用 Git 進行管理的時候。

ADD-更高階的複製檔案

ADD 指令和 COPY 的格式和性質基本一致。但是在 COPY 基礎上增加了一些功能。

比如 <源路徑> 可以是一個 URL ,這種情況下,Docker 引擎會試圖去下載這個鏈接的檔案放到 <目標路徑> 去。下載後的檔案許可權自動設定爲 600 ,如果這並不是想要的許可權,那麼還需要增加額外的一層 RUN 進行許可權調整,另外,如果下載的是個壓縮包,需要解壓縮,也一樣還需要額外的一層 RUN 指令進行解壓縮。所以不如直接使用 RUN 指令,然後使用 wget 或者 curl 工具下載,處理許可權、解壓縮、然後清理無用檔案更合理。因此,這個功能其實並不實用,而且不推薦使用。

如果 <源路徑> 爲一個 tar 壓縮檔案的話,壓縮格式爲 gzip , bzip2 以及 xz 的情況下, ADD 指令將會自動解壓縮這個壓縮檔案到 <目標路徑> 去。

在某些情況下,這個自動解壓縮的功能非常有用,但在某些情況下,如果我們真的是希望複製個壓縮檔案進去,而不解壓縮,這時就不可以使用 ADD 命令了。

在 Docker 官方的 Dockerfile 最佳實踐文件 中要求,儘可能的使用 COPY ,因爲 COPY 的語意很明確,就是複製檔案而已,而 ADD 則包含了更復雜的功能,其行爲也不一定很清晰。最適合使用 ADD 的場合,就是所提及的需要自動解壓縮的場合。另外需要注意的是, ADD 指令會令映象構建快取失效,從而可能會令映象構建變得比較緩慢。

因此在 COPYADD 指令中選擇的時候,可以遵循這樣的原則,所有的檔案複製均使用 COPY 指令,僅在需要自動解壓縮的場合使用 ADD

所有拷貝到 container 中的檔案和資料夾許可權爲 0755,uid 和 gid 爲 0

ADD <src> <dest>  

1、 如果 src 是一個目錄,那麼會將該目錄下的所有檔案新增到 container 中,不包括目錄
2、 如果檔案是可識別的壓縮格式,則 docker 會幫忙解壓縮 ( 注意壓縮格式 )
3、 如果 src 是檔案且 dest 中不使用斜槓結束,則會將 dest 視爲檔案,src 的內容會寫入 dest
4、 如果 src 是檔案且 dest 中使用斜槓結束,則會 src 檔案拷貝到 dest 目錄下

VOLUME-定義匿名卷

之前我們說過,容器執行時應該儘量保持容器儲存層不發生寫操作,對於數據庫類需要儲存動態數據的應用,其數據庫檔案應該儲存於卷(volume)中。爲了防止執行時使用者忘記將動態檔案所儲存目錄掛載爲卷,在 Dockerfile 中,我們可以事先指定某些目錄掛載爲匿名卷,這樣在執行時如果使用者不指定掛載,其應用也可以正常執行,不會向容器儲存層寫入大量數據。

# 格式
VOLUME ["<路徑1>", "<路徑2>"...]
VOLUME <路徑>

# 例如
VOLUME /data

這裏的 /data 目錄就會在執行時自動掛載爲匿名卷,任何向 /data 中寫入的資訊都不會記錄進容器儲存層,從而保證了容器儲存層的無狀態化。當然,執行時可以覆蓋這個掛載設定。比如:

docker run -d -v mydata:/data xxxx

在這行命令中,就使用了 mydata 這個命名卷掛載到了 /data 這個位置,替代了 Dockerfile 中定義的匿名卷的掛載設定。

WORKDIR-指定工作目錄

WORKDIR 指令是設定指令,可用於多次切換 ( 相當於 cd 命令 )

格式爲 WORKDIR <工作目錄路徑>

使用 WORKDIR 指令可以來指定工作目錄(或者稱爲當前目錄),以後各層的當前目錄就被改爲指定的目錄,如該目錄不存在, WORKDIR 會幫你建立目錄。

之前提到一些初學者常犯的錯誤是把 Dockerfile 等同於 Shell 指令碼來書寫,這種錯誤的理解還可能會導致出現下面 下麪這樣的錯誤:

RUN cd /app
RUN echo "hello" > world.txt

如果將這個 Dockerfile 進行構建映象執行後,會發現找不到 /app/world.txt 檔案,或者其內容不是 hello 。原因其實很簡單,在 Shell 中,連續兩行是同一個進程執行環境,因此前一個命令修改的記憶體狀態,會直接影響後一個命令;而在 Dockerfile 中,這兩行 RUN 命令的執行環境根本不同,是兩個完全不同的容器。這就是對 Dockerfile 構建分層儲存的概念不瞭解所導致的錯誤。

之前說過每一個 RUN 都是啓動一個容器、執行命令、然後提交儲存層檔案變更。第一層 RUN cd /app 的執行僅僅是當前進程的工作目錄變更,一個記憶體上的變化而已,其結果不會造成任何檔案變更。而到第二層的時候,啓動的是一個全新的容器,跟第一層的容器更完全沒關係,自然不可能繼承前一層構建過程中的記憶體變化。

因此如果需要改變以後各層的工作目錄的位置,那麼應該使用 WORKDIR 指令。

HEALTHCHECK 健康檢查

格式:

  • HEALTHCHECK [選項] CMD <命令> :設定檢查容器健康狀況的命令
  • HEALTHCHECK NONE :如果基礎映象有健康檢查指令,使用這行可以遮蔽掉其健康檢查指令

HEALTHCHECK 指令是告訴 Docker 應該如何進行判斷容器的狀態是否正常,這是 Docker 1.12 引入的新指令。

在沒有 HEALTHCHECK 指令前,Docker 引擎只可以通過容器內主進程是否退出來判斷容器是否狀態異常。很多情況下這沒問題,但是如果程式進入死鎖狀態,或者死回圈狀態,應用進程並不退出,但是該容器已經無法提供服務了。在 1.12 以前,Docker 不會檢測到容器的這種狀態,從而不會重新排程,導致可能會有部分容器已經無法提供服務了卻還在接受使用者請求。

而自 1.12 之後,Docker 提供了 HEALTHCHECK 指令,通過該指令指定一行命令,用這行命令來判斷容器主進程的服務狀態是否還正常,從而比較真實的反應容器實際狀態。

當在一個映象指定了 HEALTHCHECK 指令後,用其啓動容器,初始狀態會爲 starting ,在 HEALTHCHECK 指令檢查成功後變爲 healthy ,如果連續一定次數失敗,則會變爲 unhealthy

HEALTHCHECK 支援下列選項:

  • --interval=<間隔> :兩次健康檢查的間隔,預設爲 30 秒;
  • --timeout=<時長> :健康檢查命令執行超時時間,如果超過這個時間,本次健康檢查就被視爲失敗,預設 30 秒;
  • --retries=<次數> :當連續失敗指定次數後,則將容器狀態視爲 unhealthy ,預設 3 次。

CMD , ENTRYPOINT 一樣, HEALTHCHECK 只可以出現一次,如果寫了多個,只有最後一個生效。

HEALTHCHECK [選項] CMD 後面的命令,格式和 ENTRYPOINT 一樣,分爲 shell 格式,和 exec 格式。命令的返回值決定了該次健康檢查的成功與否: 0 :成功; 1 :失敗; 2 :保留,不要使用這個值。

假設我們有個映象是個最簡單的 Web 服務,我們希望增加健康檢查來判斷其 Web 服務是否在正常工作,我們可以用 curl 來幫助判斷,其DockerfileHEALTHCHECK 可以這麼寫:

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

這裏我們設定了每 5 秒檢查一次(這裏爲了試驗所以間隔非常短,實際應該相對較長),如果健康檢查命令超過 3 秒沒響應就視爲失敗,並且使用 curl -fs http://localhost/ || exit 1作爲健康檢查命令。

使用 docker build 來構建這個映象:

$ docker build -t myweb:v1 .

構建好了後,我們啓動一個容器:

docker run -d --name web -p 80:80 myweb:v1

當執行該映象後,可以通過 docker ps 看到最初的狀態爲 (health: starting):

$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED S
TATUS PORTS NAMES
03e28eb00bd0 myweb:v1 "nginx -g 'daemon off" 3 seconds ago U
p 2 seconds (health: starting) 80/tcp, 443/tcp web

在等待幾秒鐘後,再次 docker ps ,就會看到健康狀態變化爲了 (healthy):

$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED S
TATUS PORTS NAMES
03e28eb00bd0 myweb:v1 "nginx -g 'daemon off" 18 seconds ago U
p 16 seconds (healthy) 80/tcp, 443/tcp web

如果健康檢查連續失敗超過了重試次數,狀態就會變爲 (unhealthy) 。

爲了幫助排障,健康檢查命令的輸出(包括 stdout 以及 stderr )都會被儲存於健康狀態裡,可以用 docker inspect 來檢視。

ONBUILD-爲他人做嫁衣裳

格式: ONBUILD <其它指令>

ONBUILD 是一個特殊的指令,它後面跟的是其它指令,比如 RUN , COPY 等,而這些指令,在當前映象構建時並不會被執行。只有當以當前映象爲基礎映象,去構建下一級映象的時候纔會被執行。

Dockerfile 中的其它指令都是爲了定製當前映象而準備的,唯有 ONBUILD 是爲了幫助別人定製自己而準備的。

假設我們要製作 Node.js 所寫的應用的映象。我們都知道 Node.js 使用 npm 進行包管理,所有依賴、設定、啓動資訊等會放到 package.json 檔案裡。在拿到程式程式碼後,需要先進行 npm install 纔可以獲得所有需要的依賴。然後就可以通過 npm start 來啓動應用。因此,一般來說會這樣寫 Dockerfile

FROM node:slim
RUN mkdir /app
WORKDIR /app
COPY ./package.json /app
RUN [ "npm", "install" ]
COPY . /app/
CMD [ "npm", "start" ]

把這個 Dockerfile 放到 Node.js 專案的根目錄,構建好映象後,就可以直接拿來啓動容器執行。但是如果我們還有第二個 Node.js 專案也差不多呢?好吧,那就再把這個 Dockerfile 複製到第二個專案裡。那如果有第三個專案呢?再複製麼?檔案的副本越多,版本控制就越困難,讓我們繼續看這樣的場景維護的問題。

如果第一個 Node.js 專案在開發過程中,發現這個 Dockerfile 裡存在問題,比如敲錯字了、或者需要安裝額外的包,然後開發人員修復了這個 Dockerfile ,再次構建,問題解決。第一個專案沒問題了,但是第二個專案呢?雖然最初 Dockerfile 是複製、貼上自第一個專案的,但是並不會因爲第一個專案修復了他們的 Dockerfile ,而第二個專案的 Dockerfile 就會被自動修復。

那麼我們可不可以做一個基礎映象,然後各個專案使用這個基礎映象呢?這樣基礎映象更新,各個專案不用同步 Dockerfile 的變化,重新構建後就繼承了基礎映象的更新?好吧,可以,讓我們看看這樣的結果。那麼上面的這個 Dockerfile 就會變爲:

FROM node:slim
RUN mkdir /app
WORKDIR /app
CMD [ "npm", "start" ]

這裏我們把專案相關的構建指令拿出來,放到子專案裡去。假設這個基礎映象的名字爲 my-node 的話,各個專案內的自己的 Dockerfile 就變爲:

FROM my-node
COPY ./package.json /app
RUN [ "npm", "install" ]
COPY . /app/

基礎映象變化後,各個專案都用這個 Dockerfile 重新構建映象,會繼承基礎映象的更新。

那麼,問題解決了麼?沒有。準確說,只解決了一半。如果這個 Dockerfile 裏面有些東西需要調整呢?比如 npm install 都需要加一些參數,那怎麼辦?這一行 RUN 是不可能放入基礎映象的,因爲涉及到了當前專案的 ./package.json ,難道又要一個個修改麼?所以說,這樣製作基礎映象,只解決了原來的 Dockerfile 的前4條指令的變化問題,而後面三條指令的變化則完全沒辦法處理。

ONBUILD 可以解決這個問題。讓我們用 ONBUILD 重新寫一下基礎映象的 Dockerfile :

FROM node:slim
RUN mkdir /app
WORKDIR /app
ONBUILD COPY ./package.json /app
ONBUILD RUN [ "npm", "install" ]
ONBUILD COPY . /app/
CMD [ "npm", "start" ]

這次我們回到原始的 Dockerfile ,但是這次將專案相關的指令加上 ONBUILD ,這樣在構建基礎映象的時候,這三行並不會被執行。然後各個專案的 Dockerfile 就變成了簡單地:

FROM my-node

是的,只有這麼一行。當在各個專案目錄中,用這個只有一行的Dockerfile 構建映象時,之前基礎映象的那三行 ONBUILD 就會開始執行,成功的將當前專案的程式碼複製進映象、並且針對本專案執行 npm install ,生成應用映象。

構建映象

通過 Dockerfile 構建映象

-t選項指定映象名稱和版本號

docker build [選項] <上下文路徑/URL/->

docker build -t nginx:v3 .

如果注意,會看到 docker build 命令最後有一個 .. 表示當前目錄,而 Dockerfile 就在當前目錄,因此不少初學者以爲這個路徑是在指定 Dockerfile 所在路徑,這麼理解其實是不準 不準確的。如果對應上面的命令格式,你可能會發現,這是在指定上下文路徑。那麼什麼是上下文呢?

首先我們要理解 docker build 的工作原理。Docker 在執行時分爲 Docker 引擎(也就是伺服器端守護行程)和用戶端工具。Docker 的引擎提供了一組 REST API,被稱爲 Docker Remote API,而如 docker 命令這樣的用戶端工具,則是通過這組 API 與 Docker 引擎互動,從而完成各種功能。因此,雖然表面上我們好像是在本機執行各種 docker 功能,但實際上,一切都是使用的遠端呼叫形式在伺服器端(Docker 引擎)完成。也因爲這種 C/S 設計,讓我們操作遠端伺服器的 Docker 引擎變得輕而易舉。

當我們進行映象構建的時候,並非所有定製都會通過 RUN 指令完成,經常會需要將一些本地檔案複製進映象,比如通過 COPY 指令、 ADD 指令等。而 docker build 命令構建映象,其實並非在本地構建,而是在伺服器端,也就是 Docker 引擎中構建的。那麼在這種用戶端/伺服器端的架構中,如何才能 纔能讓伺服器端獲得本地檔案呢?

這就引入了上下文的概念。當構建的時候,使用者會指定構建映象上下文的路徑, docker build 命令得知這個路徑後,會將路徑下的所有內容打包,然後上傳給 Docker 引擎。這樣 Docker 引擎收到這個上下文包後,展開就會獲得構建映象所需的一切檔案。

如果在 Dockerfile 中這麼寫:

COPY ./package.json /app/

這並不是要複製執行 docker build 命令所在的目錄下的 package.json ,也不是複製 Dockerfile 所在目錄下的 package.json ,而是複製 上下文(context) 目錄下的 package.json

因此, COPY 這類指令中的原始檔的路徑都是相對路徑。這也是初學者經常會問的爲什麼 COPY ../package.json /app 或者 COPY /opt/xxxx /app 無法運作的原因,因爲這些路徑已經超出了上下文的範圍,Docker 引擎無法獲得這些位置的檔案。如果真的需要那些檔案,應該將它們複製到上下文目錄中去。

現在就可以理解剛纔的命令 docker build -t nginx:v3 . 中的這個 . ,實際上是在指定上下文的目錄, docker build 命令會將該目錄下的內容打包交給 Docker 引擎以幫助構建映象。

如果觀察 docker build 輸出,我們其實已經看到了這個發送上下文的過程:

$ docker build -t nginx:v3 .
Sending build context to Docker daemon 2.048 kB
...

理解構建上下文對於映象構建是很重要的,避免犯一些不應該的錯誤。比如有些初學者在發現 COPY /opt/xxxx /app 不工作後,於是乾脆將 Dockerfile 放到了硬碟根目錄去構建,結果發現 docker build 執行後,在發送一個幾十 GB 的東西,極爲緩慢而且很容易構建失敗。那是因爲這種做法是在讓 docker build 打包整個硬碟,這顯然是使用錯誤。

一般來說,應該會將 Dockerfile 置於一個空目錄下,或者專案根目錄下。如果該目錄下沒有所需檔案,那麼應該把所需檔案複製一份過來。如果目錄下有些東西確實不希望構建時傳給 Docker 引擎,那麼可以用 .gitignore 一樣的語法寫一個 .dockerignore ,該檔案是用於剔除不需要作爲上下文傳遞給 Docker 引擎的。

那麼爲什麼會有人誤以爲 . 是指定 Dockerfile 所在目錄呢?這是因爲在預設情況下,如果不額外指定 Dockerfile 的話,會將上下文目錄下的名爲 Dockerfile 的檔案作爲Dockerfile

這只是預設行爲,實際上 Dockerfile 的檔名並不要求必須爲 Dockerfile,而且並不要求必須位於上下文目錄中,比如可以用 -f ../Dockerfile.php 參數指定某個檔案作爲 Dockerfile

當然,一般大家習慣性的會使用預設的檔名 Dockerfile ,以及會將其置於映象構建上下文目錄中。

映象上傳

docker login # 此時會讓輸入使用者名稱和密碼
docker logout # 退出登錄
docker push # 上傳到遠端倉庫