Dockerfile详解：构建简单高效的容器镜像

引言

  在容器化技术日益普及的今天，Dockerfile 成为了构建 Docker 镜像的核心工具。通过编写 Dockerfile，开发者可以将应用程序及其依赖打包成一个可移植、可复用的镜像，从而简化部署和运维工作。本文将详细介绍 Dockerfile 的基本概念、常用指令、制作镜像实例以及优化技巧，帮助读者掌握如何构建简单高效的容器镜像。

Dockerfile 简介

Dockerfile 是一个包含了一系列命令的文本文件，这些命令用于自动化地创建一个 Docker 镜像。通过编写 Dockerfile，开发者可以将环境配置、应用程序代码、依赖关系等打包成一个镜像，从而快速创建容器。用户可以将自己的应用打包成镜像，让应用在容器中运行，也可以对官方镜像进行扩展，打包成适合生产环境的应用镜像。

Dockerfile 常用指令

2.1 FROM：指定基础镜像

	# 格式
	FROM <image:[版本标签]>
	# 示例
	FROM centos
	FROM ubuntu:20.04

FROM 指令用于指定构建新镜像时使用的基础镜像，通常是 Dockerfile 的第一个有效指令。如果不指定版本标签，默认使用 latest。

2.2 LABEL：添加镜像的元数据

	# 格式
	LABEL <key>=<value> <key>=<value>....
	# 示例
	LABEL version="2.0" description="业务系统第二个版本"

LABEL 指令使用键值对方式为镜像添加元数据。一条 LABEL 可以指定多条元数据，尽量不要写多个 LABEL。

2.3 RUN：构建镜像时执行的命令

RUN 指令有两种执行方式：shell 执行和 exec 执行。

	# 格式
	RUN <command>
	# 示例
	RUN yum update -y

RUN 指令创建的中间镜像会被缓存，并在下次构建中使用。可以在构建时使用 --no-cache 取消缓存。

Exec 执行

	# 格式
	RUN ["executable", "参数1", "参数2"]
	# 示例
	RUN ["/bin/bash", "-c", "echo hello"]

2.4 ENV：在容器内部设置环境变量

	# 格式
	ENV <key> <value>
	# 示例
	ENV MYPATH /usr/local

ENV 指令用于在容器内部设置环境变量。

2.5 ADD：将本地文件添加到镜像中

	# 语法
	ADD <src> <dest>
	ADD ["src", "dest"]
	# 示例
	ADD nginx.tar /opt

ADD 指令类似于 scp，但不需要用户名和密码权限验证。tar 类型文件会自动解压，可以访问网络资源，类似 wget。建议使用绝对路径，尽量不要把 <src> 写成一个文件夹。

2.6 COPY：将文件或目录复制到镜像中

	# 语法
	COPY <src> <dest>
	COPY ["<src>", "<dest>"]
	# 示例
	COPY myapp.jar /app/

COPY 指令的功能类似 ADD，但不会自动解压文件，也不能访问网络资源。COPY 的只能是本地文件，其他用法一致。

2.7 VOLUME：指定持久化目录

	# 格式
	VOLUME ["/path/to/dir"]
	# 示例
	VOLUME ["/data"]
	VOLUME ["/data/log", "/data/config"]

VOLUME 指令用于指定持久化目录。卷可以在容器间共享和重用，修改卷后会立即生效，对卷的修改不会对镜像产生影响。

2.8 CMD：容器启动时运行的命令（不常用）码

	# 语法
	CMD ["executable", "param1", "param2"]
	CMD command param1 param2
	# 示例
	CMD echo $LANG

CMD 指令用于指定容器启动时运行的命令。如果写了多条 CMD 指令，只有最后一条生效。

2.9 ENTRYPOINT：容器启动时运行的命令（常用）

	# 语法
	ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]
	ENTRYPOINT command param1 param2
	# 示例
	ENTRYPOINT java -jar /data/config.jar

ENTRYPOINT 指令也用于指定容器启动时运行的命令。与 CMD 不同，ENTRYPOINT 不会被运行的 command 覆盖，而 CMD 则会被覆盖。如果同时写了 ENTRYPOINT 和 CMD，CMD 指定的内容将作为 ENTRYPOINT 的参数。

2.10 EXPOSE：暴露容器运行时的监听端口给外部

	# 格式
	EXPOSE <port> [<port>...]
	# 示例
	EXPOSE 8080
	EXPOSE 443/tcp 80/tcp

EXPOSE 指令用于暴露容器运行时的监听端口给外部。但需要注意的是，EXPOSE 并不会让容器的端口访问到主机。在运行时使用随机端口映射时，会自动随机映射 EXPOSE 的端口。

2.11 WORKDIR：工作目录

WORKDIR 指令用于设置工作目录，后续指令将在该目录中执行。

2.12 其他指令

• MAINTAINER：指定作者。
• USER：设置启动容器的用户。
• ONBUILD：用于设置镜像触发器。
• HEALTHCHECK：用于检查容器健康状况。

制作镜像实例（重点）

3.1 制作镜像语法

docker build -t 镜像名:标签名 Dockerfile路径

3.2 实例1：构建 Nginx 镜像

（1）编写 Dockerfile

	# 使用官方 Nginx 镜像
	FROM nginx:1.25
	# 复制自定义配置文件
	COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf
	# 复制网站文件
	COPY html /usr/share/nginx/html
	# 暴露 Nginx 端口
	EXPOSE 80

（2）编写配置文件和网站文件

将 nginx.conf 和 html 目录放在 Dockerfile 同级目录下。

（3）构建镜像

由于 Docker Hub 镜像拉取可能不稳定，可以使用公开的镜像加速服务，如 docker.m.daocloud.io。

	# 拉取 nginx 镜像（需要跟 Dockerfile 中同版本）
	docker pull docker.m.daocloud.io/nginx:1.25
	# 修改标签
	docker tag docker.m.daocloud.io/nginx:1.25 nginx:1.25
	# 构建镜像
	docker build -t mynginx .

（4）运行容器

docker run -d -p 80:80 --name mynginx mynginx

3.3 实例2：构建 Java 应用镜像

（1）准备工作

确保 Java 应用已经打包成 JAR 文件，并放在 Dockerfile 同级目录下。

（2）编写 Dockerfile

	# 使用官方 OpenJDK 镜像
	FROM openjdk:8
	# 指定作者
	MAINTAINER liyb <[e-mail]>
	# 设置时区并创建工作目录
	RUN cp -a -f /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime && \
	mkdir /work
	# 复制 JAR 文件到工作目录
	COPY *.jar /work/app.jar
	# 暴露应用端口
	EXPOSE 9999
	# 设置容器启动时运行的命令
	ENTRYPOINT java -jar /work/app.jar

（3）构建镜像

	# 构建镜像
	docker build -t myapp .

（4）运行容器

docker run -d -p 8080:9999 myapp

Dockerfile 优化技巧

在编写高效的 Dockerfile 时，可以遵循以下最佳实践，以便优化镜像的构建和运行性能：

4.1 使用轻量基础镜像

选择小巧的基础镜像，如 Alpine，以减少最终镜像的体积。

4.2 合并命令

每个指令（如 RUN、COPY 等）都会生成一个新的镜像层。使用 && 将多个 RUN 命令合并，减少镜像层数，从而提高构建速度和效率。

	RUN wget http://nginx.org/download/nginx-$NGINX_VERSION.tar.gz && \
	tar -zxvf nginx-$NGINX_VERSION.tar.gz && \
	cd nginx-$NGINX_VERSION && \
	./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module && \
	make && \
	make install

4.3 缓存优化

合理地安排指令顺序，将不常变化的指令放在 Dockerfile 前面，常变化的放在后面，以利用缓存，加快构建速度。

4.4 使用 .dockerignore

排除不必要的文件，减小上下文大小，提升构建速度。

4.5 多阶段构建

利用多阶段构建，仅将最终运行所需的文件复制到最终镜像，降低镜像大小。

4.6 优化入口

Dockerfile是一个文本文件，其中包含了用于创建Docker镜像的一系列指令和参数。这些指令定义了镜像的构建步骤，从基础镜像开始，逐层添加软件、配置文件、依赖项等，直到构建出最终的应用镜像。