docker镜像相关原理，镜像构建，Dockerfile常用命令

Posted 2021-05-08 Leo Han

我们知道，传统的开发部署流程是，开发将程序开发完成之后，编写相关的部署文档，然后将程序部署包和部署文档交给运维，运维根据部署文档在生产环境部署程序，但是经常会出现的问题是，程序在开发的环境能够正常运行但是在生产的环境却运行不了，给运维带来了极大的难度。这个问题主要的原因是在于二者的运行环境导致。
而docker的出现带来了便利，docker中的交付不在是一个部署程序，而是部署程序和其对应的环境，交付的是一个镜像。

docker镜像实际上一层一层的文件系统组成，称为unionFS（联合文件系统）。
一般我们常见的linux系统中有如下两个文件系统很重要：bootfs 和 rootfs。
bootfs主要包含bootloader和kernel，bootloader加载kernel，Linux系统启动的时候会加载bootfs文件系统，docker镜像的最底层就是bootfs。这一层与我们典型的Linux系统是一样的，包含boot加载器和内核，当boot加载完之后，整个内核都在内存中了，此时内存的使用权由bootfs转交给内核，系统也会在此时卸载bootfs。
rootfs，在bootfs之上，包含典型的linux系统中的/dev,/proc,/bin,/etc等标准目录和文件，rootfs就是各种不同发型版本的linux，如unbantu，centos
一个精简的系统，rootfs可以很小，只需要最基本的命令、工具和程序库即可，底层可以直接用宿主机的kernel,只需要提供rootfs，因此，不同的linux发行版本，boofs基本一致的，rootfs会有差别，不同发行版本可以公用bootfs

docker底层使用的是宿主机的bootfs，因此加载速度会特别快，秒级
docker在bootfs上使用自己的rootfs，称为base image，即所谓的基础镜像，然后在上面可以叠加其他镜像。
我们一般安装centos系统都需要几个G大小，但是docker下载的centos镜像却只需要几百兆，这就是这个原因，docker的centos镜像只需要rootfs，不需要bootfs。

docker中采用分层镜像，能够最大程度的共享资源。如果有多个镜像都从相同的基础镜像构建而来，那么在宿主机上只需要保留一份基础镜像，同时内存中也只需要加载一份基础镜像，就可以为所有的容器服务，而且镜像的每一层都可以被共享。
docker中镜像都是可读的，当docker容器启动的时候，一个新的可写层被加载到镜像的顶部，这层通常称为容器层，容器层之下的都称为镜像层
一般我们构建docker镜像大部分使用Dockerfile构建，构建流程大致如下：
docker执行Dockerfile的大致流程：

1. docker从基础镜像上运行一个容器
2. 执行一条指令并对容器做出修改
3. 执行类似docker commit的操作命令提交一个镜像
4. docker在基于上述提交的镜像运行一个新的容器
5. 执行Dockerfile中的下一条指令重复上述过程知道所有的命令都执行完成

Dockerfile构建过程中常用命令如下：

• FROM 指定基础镜像，如：

FROM ubuntu:18.04

• MAINTAINER 镜像维护者信息

FROM alpine:3.8
MAINTAINER LeoHan

• RUN 构建时运行的命令

FROM alpine:3.8
MAINTAINER LeoHan
RUN echo "start build"
RUN mkdir /usr/local/jdk8

• ENV 在镜像构建过程中设置环境变量

FROM alpine:3.8
MAINTAINER LeoHan
RUN echo "start build"
RUN mkdir /usr/local/jdk8
ENV JDK_VERSION 1.8
ENV JDK_LOCAL /root/1.8 
ENV JDK_HOME /usr/local/jdk8

• ADD、COPY 拷贝宿主机上的文件到镜像中，但是ADD会自动处理URL和解压tar包

FROM alpine:3.8
MAINTAINER LeoHan
RUN echo "start build"
RUN mkdir /usr/local/jdk8
ENV JDK_VERSION 1.8
ENV JDK_LOCAL /root/1.8 
ENV JDK_HOME /usr/local/jdk8
COPY $JDK_LOCAL/* $JDK_HOME/

• EXPOSE 当前容器对外暴露的端口，这里只是对docker服务提供这个端口信息，并不会改变任何网络信息，如果需要通过该端口访问，需要在启动容器的时候通过-P参数将端口发布出来

FROM alpine:3.8
MAINTAINER LeoHan
RUN echo "start build"
RUN mkdir /usr/local/jdk8
ENV JDK_VERSION 1.8
ENV JDK_LOCAL /root/1.8 
ENV JDK_HOME /usr/local/jdk8
COPY $JDK_LOCAL/* $JDK_HOME/
EXPOSE 8080

• WORKDIR 对后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT、ADD、COPY指令设置工作目录，可以多次使用，支持相对路径，按上次定义的WORKDIR解析

FROM alpine:3.8
MAINTAINER LeoHan
RUN echo "start build"
RUN mkdir /usr/local/jdk8
ENV JDK_VERSION 1.8
ENV JDK_LOCAL /root/1.8 
ENV JDK_HOME /usr/local/jdk8
COPY $JDK_LOCAL/* $JDK_HOME/
EXPOSE 8080
WORKDIR /data1
WORKDIR /data2

• VOLUME 向基于该镜像的容器添加数据卷

FROM alpine:3.8
MAINTAINER LeoHan
RUN echo "start build"
RUN mkdir /usr/local/jdk8
ENV JDK_VERSION 1.8
ENV JDK_LOCAL /root/1.8 
ENV JDK_HOME /usr/local/jdk8
COPY $JDK_LOCAL/* $JDK_HOME/
EXPOSE 8080
VOLME ["/data1","/data2"]

• CMD 指定一个容器要启动的时候运行的命令，类似RUN，但是RUN是在镜像构建的时候运行，而CMD则是容器在启动的时候运行，类似于docker run，多个CMD命令只会使用最后一个

CMD ["/bin/sh"]
#传递参数
CMD [“/usr/local/jdk/bin/java","-version"]

• ENTRYPOINT 与CMD非常类似，但是CMD命令会被docker run命令行中的命令覆盖，而ENTRYPOINT则不会。另外docker run命令行中指定的任何参数都会被当做参数再次传递给ENTRYPOINT指令中指定的命令

ENTRYPOINT ["/usr/sbin/nginx","-g","daemon off;"]

如果将上述命令调整如下：

ENTRYPOINT ["/usr/sbin/nginx"]

然后在docker run中传递参数：

docker run -i -t xxxx -g "daemon off;"

如果同时定义了CMD和ENTRYPOINT，则CMD会被当成ENTRYPOINT参数：

ENTRYPOINT ["/usr/local/jdk/bin/java"]
CMD ["-version"]

• ONBUILD 当一个镜像被用作其他镜像的基础镜像的时候会触发执行
• LABEL 为镜像添加元数据，键值对形式， key=value

LABEL version="1.0.1" name="test"

而后通过docker inspect 能够查看到元数据信息

• ARG 定义可以在docker build命令时传递给构建运行时的变量，通过 --build-arg标志即可，用户只能在构建时指定在Dockerfile中定义过的参数

ARG version
#设置默认值
ARG name=test

然后可以如下传递：

docker build --build-arg version=1.0.1

Dockerfile常用命令总结：

命令名称	作用	说明
FROM	指定基础镜像	如：FROM alpine:3.8
MAINTAINER	开发维护者相关信息	MAINTAINER LeoHan
RUN	构建时运行的命令	RUN echo “hello world”
ENV	在镜像构建过程中设置环境变量	ENV version 1.0.1
EXPOSE	当前容器对外暴露的端口，这里只是对docker服务提供这个端口信息，并不会改变任何网络信息，如果需要通过该端口访问，需要在启动容器的时候通过-P参数将端口发布出来	EXPOSE 8080
ADD、COPY	拷贝宿主机上的文件到镜像中，但是ADD会自动处理URL和解压tar包
WORKDIR	对后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT、ADD、COPY指令设置工作目录，可以多次使用，支持相对路径，按上次定义的WORKDIR解析,可以理解为相当于切换了工作目录，CMD、ENTRYPOINT都在改目录下工作
VOLUME	向基于该镜像的容器添加数据卷	VOLUME ["/data1","/data2"]
CMD	指定一个容器要启动的时候运行的命令，类似RUN，但是RUN是在镜像构建的时候运行，而CMD则是容器在启动的时候运行，类似于docker run，多个CMD命令只会使用最后一个
ENTRYPOINT	与CMD非常类似，但是CMD命令会被docker run命令行中的命令覆盖，而ENTRYPOINT则不会。另外docker run命令行中指定的任何参数都会被当做参数再次传递给ENTRYPOINT指令中指定的命令
ONBUILD	当一个镜像被用作其他镜像的基础镜像的时候会触发执行
LABEL	为镜像添加元数据，键值对形式， key=value
ARG	定义可以在docker build命令时传递给构建运行时的变量，通过 --build-arg标志即可，用户只能在构建时指定在Dockerfile中定义过的参数