[实习]docker概念以及DockerFile详解

Docker

首先docker有三个非常关键的概念需要理解：镜像、容器、仓库 （我以前就是一直听过镜像用过镜像但是解释不清楚镜像）镜像是 Docker 运行容器的前提，仓库是存放镜像的场所，可见镜像更是Docker的核心。

这三部分组成了Docker的整个生命周期，如下图所示，容器是由镜像实例化而来的，这和我们学习的面向对象的概念十分相似，我们可以把镜像想象成类,把容器想象成类经过实例化后的对象，这样就非常好理解镜像和容器的关系了。

接下来详细说说三个概念

1. Docker镜像

Docker镜像是一个只读模板，一个独立的文件系统，可以理解为静态文件其中包括运行容器所需的数据。主要作用是创建新的容器。
例如：一个镜像可以包含一个完整的 ubuntu 操作系统环境，里面仅安装了Mysql或用户需要的其它应用程序。

Docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统被称为UnionFS。镜像可以基于Dockerfile构建。Dockerfile是一个描述文件，里面包含若干条命令，每条命令都会对基础文件系统创建新的层次结构。可以参考下面的那张图，在Base Image之上，有多个Image，最后才是Container，构成层次结构（后面会解释一下DockerFile）上层的image依赖下层的image，因此 docker 中把下层的image称作父 image，没有父 image 的 image 称作 base image。当然也可以只有一层image就创建container。

Docker 提供了一个很简单的机制来创建镜像或者更新现有的镜像，用户甚至可以直接从其他人那里下载一个已经做好的镜像来直接使用。

因此想要从一个 image启动一个 container，docker 会先加载其父 image直到base image，用户的进程运行在 writeable 的 layer 中。

所有 parent image 中的数据信息以及 ID、网络和 lxc 管理的资源限制等具体 container 的配置，构成一个 docker 概念上的 container。

插一嘴Docker image 采用分层结构的好处

共享资源，节省存储空间：有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么宿主机只需在磁盘上保存一份 base 镜像，同时内存中也只需加载一份 base 镜像，就可以为所有容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享。

快速部署：如果要部署多个 container，base image 可以避免多次拷贝。

内存更省：因为多个 container 共享 base image，以及 OS 的 disk 缓存机制，多个 container 中的进程命中缓存内容的几率大大增加。

升级更方便：相比于 copy-on-write 类型的文件系统，base-image 也是可以挂载为可 writeable 的，可以通过更新 base image 而一次性更新其之上的 container。

允许在不更改 base-image 的同时修改其目录中的文件，所有写操作都发生在最上层的 writeable 层中。

2. Docker容器

Docker 利用容器来运行应用，也是writable layer，是层级结构的顶层。

Docker容器是由Docker镜像创建的运行实例。Docker容器类似虚拟机，可以支持的操作包括启动，停止，删除等。每个容器间是相互隔离的，容器中会运行特定的应用，包含特定应用的代码及所需的依赖文件。

可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）和运行在其中的应用程序。

3. Docker仓库

Docker 仓库是用来存储镜像的服务。Docker提供一个注册服务器（Register）来保存多个仓库，每个仓库存储多个镜像，不同的镜像用tag做区分（类似与ID）。Docker运行中使用的默认仓库是 Docker Hub 公共仓库。

仓库支持的操作类似git，当用户创建了自己的镜像之后就可以使用 push 命令将它上传到公有或者私有仓库，这样下次在另外一台机器上使用这个镜像时候，只需要从仓库上 pull 下来就可以了。

DockerFile

什么是dockerfile?

Dockerfile是一个包含用于组合image的命令的文本文档。可以使用在命令行中调用任何命令。 Docker通过读取Dockerfile中的指令自动生成image。

docker build命令用于从Dockerfile构建映像。可以在docker build命令中使用-f标志指向文件系统中任何位置的Dockerfile。

例：

docker build -f /path/to/a/Dockerfile

Dockerfile文件说明

Docker以从上到下的顺序运行Dockerfile的指令。为了指定基本映像，第一条指令必须是FROM。一个声明以＃字符开头则被视为注释。可以在Docker文件中使用RUN，CMD，FROM，EXPOSE，ENV等指令。

在这里列出了一些常用的指令。

FROM

指定基础镜像，必须为第一个命令
from还有许多特点，比如引入多个from只取最后一个，还有引入标识等，具体可以参考
https://www.liangzl.com/get-article-detail-16554.html

格式：
　　FROM 
　　FROM :
　　FROM @
示例：
　　FROM mysql:5.6
　　FROM xxx.net/xxx/xxx AS build
注：
　　tag或digest是可选的，如果不使用这两个值时，会使用latest版本的基础镜像

MAINTAINER:

维护者信息

格式：
    MAINTAINER 
示例：
    MAINTAINER Jasper Xu
    MAINTAINER Jasper Xu 

RUN

运行程序

RUN用于在镜像容器中执行命令，其有以下两种命令执行方式：

shell执行, 格式：
    RUN 
    
exec执行, 格式：
    RUN ["executable", "param1", "param2"]
    
示例：
    RUN apk update
    RUN ["/etc/execfile", "arg1", "arg1"]
注：
　　RUN指令创建的中间镜像会被缓存，并会在下次构建中使用。如果不想使用这些缓存镜像，
　　可以在构建时指定--no-cache参数，如：docker build --no-cache

注意：多行命令不要写多个RUN，原因是Dockerfile中每一个指令都会建立一层. 因为RUN指令会在前一条命令创建出的镜像的基础上创建一个容器，并在容器中运行命令，在命令结束运行后提交容器为新镜像，新镜像被Dockerfile中的下一条指令使用。

多少个RUN就构建了多少层镜像，会造成镜像的臃肿、多层，不仅仅增加了构件部署的时间，还容易出错。RUN书写时的换行符是\ 。

例：
RUN /bin/bash -c 'source $HOME/.bashrc; \
echo $HOME'

功能同下边
RUN /bin/bash -c 'source $HOME/.bashrc; echo $HOME'

ADD：

将本地文件添加到容器中，tar类型文件会自动解压(网络压缩资源不会被解压)，可以访问网络资源，类似wget

格式：
    ADD ... 
    ADD ["",... ""] 用于支持包含空格的路径
    
示例：
    ADD hom* /mydir/          # 添加所有以"hom"开头的文件
    ADD hom?.txt /mydir/      # ? 替代一个单字符,例如："home.txt"
    ADD test relativeDir/     # 添加 "test" 到 `WORKDIR`/relativeDir/
    ADD test /absoluteDir/    # 添加 "test" 到 /absoluteDir/

COPY：功能类似ADD，但是是不会自动解压文件，也不能访问网络资源

注意一下格式add

CMD：

构建容器后调用，也就是在容器启动时才进行调用。

格式：
    CMD ["executable","param1","param2"] (执行可执行文件，优先)
    CMD ["param1","param2"] (设置了ENTRYPOINT，则直接调用ENTRYPOINT添加参数)
    CMD command param1 param2 (执行shell内部命令)
    
示例：
    CMD echo "This is a test." | wc -
    CMD ["/usr/bin/wc","--help"] (指令等于shell的 /usr/bin/wc --help)

注：CMD不同于RUN，CMD用于指定在容器启动时所要执行的命令，而RUN用于指定镜像构建时所要执行的命令。

ENTRYPOINT：

配置容器，使其可执行化。配合CMD可省去"application"，只使用参数。
ENTRYPOINT 的目的和 CMD 一样，都是在指定容器启动程序及参数。ENTRYPOINT 在运行时也可以替代，不过比 CMD 要略显繁琐，需要通过docker run 的参数 --entrypoint 来指定。

格式：
    ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] (可执行文件, 优先)
    ENTRYPOINT command param1 param2 (shell内部命令)
    
示例：
    FROM ubuntu
    ENTRYPOINT ["top", "-b"]
    CMD ["-c"]
    
注：ENTRYPOINT与CMD非常类似，不同的是通过docker run执行的命令不会覆盖ENTRYPOINT，
	而docker run命令中指定的任何参数，都会被当做参数再次传递给ENTRYPOINT。
	Dockerfile中只允许有一个ENTRYPOINT命令，多指定时会覆盖前面的设置，而只执行最后的ENTRYPOINT指令。

当指定了 ENTRYPOINT 后， CMD 的含义就发生了改变，不再是直接的运行其命令，而是将 CMD 的内容作为参数传给 ENTRYPOINT 指令，换句话说实际执行时，将变为：

 ""

LABEL：

用于为镜像添加元数据

格式：
    LABEL = = = ...
    
示例：
　　LABEL version="1.0" description="这是一个Web服务器" by="IT笔录"
　　
注：使用LABEL指定元数据时，一条LABEL指定可以指定一或多条元数据，指定多条元数据时不同元数据之间通过空格分隔。推荐将所有的元数据通过一条LABEL指令指定，以免生成过多的中间镜像。

ENV：

设置环境变量

格式：
    ENV    #之后的所有内容均会被视为其的组成部分，因此，一次只能设置一个变量
    ENV = ...  #可以设置多个变量，每个变量为一个"="的键值对，
    如果中包含空格，可以使用\来进行转义，也可以通过""来进行标示；另外，反斜线也可以用于续行
    
示例：
    ENV myName John Doe
    ENV myDog Rex The Dog
    ENV myCat=fluffy

EXPOSE：

指定于外界交互的端口

格式：
    EXPOSE  [...]
    
示例：
    EXPOSE 80 443
    EXPOSE 8080
    EXPOSE 11211/tcp 11211/udp
    
注：EXPOSE并不会让容器的端口访问到主机。要使其可访问，需要在docker run运行容器时通过-p来发布这些端口，或通过-P参数来发布EXPOSE导出的所有端口
复制代码

VOLUME：用于指定持久化目录

格式：
    VOLUME ["/path/to/dir"]
    
示例：
    VOLUME ["/data"]
    VOLUME ["/var/www", "/var/log/apache2", "/etc/apache2"
    
注：一个卷可以存在于一个或多个容器的指定目录，该目录可以绕过联合文件系统，并具有以下功能：
	1 卷可以容器间共享和重用
	2 容器并不一定要和其它容器共享卷
	3 修改卷后会立即生效
	4 对卷的修改不会对镜像产生影响
	5 卷会一直存在，直到没有任何容器在使用它

WORKDIR：

工作目录，类似于cd命令

格式：
    WORKDIR /path/to/workdir
示例：
    WORKDIR /a  (这时工作目录为/a)
    WORKDIR b  (这时工作目录为/a/b)
    WORKDIR c  (这时工作目录为/a/b/c)
    
注：通过WORKDIR设置工作目录后，Dockerfile中其后的命令RUN、CMD、ENTRYPOINT、ADD、COPY等命令都会在该目录下执行。在使用docker run运行容器时，可以通过-w参数覆盖构建时所设置的工作目录。

USER:

指定运行容器时的用户名或 UID，后续的 RUN 也会使用指定用户。使用USER指定用户时，可以使用用户名、UID或GID，或是两者的组合。当服务不需要管理员权限时，可以通过该命令指定运行用户。并且可以在之前创建所需要的用户

 格式:
　　USER user
　　USER user:group
　　USER uid
　　USER uid:gid
　　USER user:gid
　　USER uid:group

 示例：
　　USER www

 注：使用USER指定用户后，Dockerfile中其后的命令RUN、CMD、ENTRYPOINT都将使用该用户。镜像构建完成后，通过docker run运行容器时，可以通过-u参数来覆盖所指定的用户。

ARG：

用于指定传递给构建运行时的变量

格式：
    ARG [=]
示例：
    ARG site
    ARG build_user=www

ONBUILD：

用于设置镜像触发器

格式：
　　ONBUILD [INSTRUCTION]
　　
示例：
　　ONBUILD ADD . /app/src
　　ONBUILD RUN /usr/local/bin/python-build --dir /app/src
　　
注：当所构建的镜像被用做其它镜像的基础镜像，该镜像中的触发器将会被钥触发

下面给两个例子：

# This my first nginx Dockerfile
# Version 1.0

# Base images 基础镜像
FROM centos

#MAINTAINER 维护者信息
MAINTAINER tianfeiyu 

#ENV 设置环境变量
ENV PATH /usr/local/nginx/sbin:$PATH

#ADD  文件放在当前目录下，拷过去会自动解压
ADD nginx-1.8.0.tar.gz /usr/local/  
ADD epel-release-latest-7.noarch.rpm /usr/local/  

#RUN 执行以下命令 
RUN rpm -ivh /usr/local/epel-release-latest-7.noarch.rpm
RUN yum install -y wget lftp gcc gcc-c++ make openssl-devel pcre-devel pcre && yum clean all
RUN useradd -s /sbin/nologin -M www

#WORKDIR 相当于cd
WORKDIR /usr/local/nginx-1.8.0 

RUN ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-pcre && make && make install

RUN echo "daemon off;" >> /etc/nginx.conf

#EXPOSE 映射端口
EXPOSE 80

#CMD 运行以下命令
CMD ["nginx"]

FROM xxx.xxx.xxx AS build

WORKDIR /skywalking

RUN set -eux; \
    rm -rf "xxx.xml"; \
    rm -rf "xxx"; 


COPY docker-entrypoint.sh .
RUN mkdir config; mkdir libs;

FROM xxx.xxx.xxx

ENV JAVA_OPTS=" 123 "

LABEL maintainer="zcj"

COPY --from=build /skywalking /skywalking

WORKDIR /skywalking

EXPOSE 1997 2 37

RUN docker build --no-cache tini
ENTRYPOINT ["tini", "--", "bash", "dockerpoint.sh"]