Docker-第3部分：十二个Dockerfile指令

原文作者：Jeff Hale
原文地址：https://towardsdatascience.co...
翻译：付新圆

本篇文章是关于Dockerfiles的，这是Docker系列文章的第三部分。如果您还没有读过 第1部分，请先阅读它，您可以从全新的角度了解Docker容器概念。 第2部分是Docker生态系统的简要介绍。在以后的文章中，我将研究精简Docker映像、Docker CLI命令以及使用Docker的数据。      现在，让我们跳进这十几个Dockerfile说明中去吧！

图：跳进来

Docker映像

Docker容器是栩栩如生的Docker映像，它是一个独立的、最小的操作系统，带有应用程序代码。

Docker映像在构建时创建的，而Docker容器是在运行时创建。

Dockerfile是Docker的核心，Dockerfile告诉Docker如何构建用于制作容器的映像。

每个Docker映像都包含一个名为Dockerfile的文件，没有扩展名。调用Dockerfile docker build 创建映像时，假定该Dockerfile位于当前工作目录中，可以使用文件标志（ -f ）指定其他位置。

容器是由一系列层构建而成的，除位于最后一层之上的最终容器层外，每一层都是只读的。Dockerfile告诉Docker添加哪些层以及添加顺序。

每一层实际上只是一个文件，其中包含自上一层以来的更改。在Unix中，几乎所有内容都是文件。

基础图像提供了初始层，基本图像也称为父图像。

当图像从远程存储库拉到本地计算机时，只下载本地计算机上尚未存在的层。Docker就是通过重用现有层来节省空间和时间。

图：基本（跳跃）图像

Dockerfile指令是一行开头的大写单词，后跟其参数。Dockerfile中的每一行都可以包含一条指令。构建图像时，说明从上到下进行处理。说明如下：

FROM ubuntu:18.04 
COPY . /app 

只有指令FROM，RUN，COPY和ADD才能在最终图像中创建图层，其他的指令可配置事物，添加元数据或告诉Docker在运行时执行某些操作，例如公开端口或运行命令。
在本文中，我假设您正在使用基于Unix的Docker映像。您也可以使用基于Windows的映像，但这是一个较慢，较不愉快，较不常见的过程。因此，如果可以，请使用Unix。

让我们快速浏览一下我们将探索的十二个Dockerfile指令吧。

Dockerfile指令

FROM —指定基本（父）图像。

LABEL —提供元数据，包括维护者信息。

ENV —设置持久性环境变量。

RUN —运行命令并创建图像层，用于将软件包安装到容器中。

COPY -将文件和目录复制到容器。

ADD -将文件和目录复制到容器，可以支持本地.tar文件。

CMD —为执行中的容器提供命令和参数，可以覆盖参数，只能有一个CMD。

WORKDIR —为以下说明设置工作目录。

ARG —定义在构建时传递给Docker的变量。

ENTRYPOINT —为执行中的容器提供命令和参数。争论依然存在。

EXPOSE —暴露端口。

VOLUME —创建目录安装点以访问和存储持久数据。

让我们开始吧！

说明和示例

Dockerfile可以像下面这样简单：

FROM ubuntu:18.04 

FROM

Dockerfile必须以FROM指令或ARG指令开头，后跟FROM指令。

FROM 关键字告诉Docker使用与提供的存储库和标签匹配的基础映像，基本图像也称为父图像。

在此示例中，ubuntu是映像存储库。Ubuntu是 官方Docker存储库的名称，该存储库提供了流行的Linux操作系统的Ubuntu版本的基本版本。

图：Linux吉祥物Tux

请注意，此Dockerfile包含基础映像的标记：18.04，这个标签告诉Docker在ubuntu仓库中镜像的哪个版本。如果不包含标签，则默认情况下，Docker将采用最新标签。为了使您的意图清晰明了，最好指定一个基本图像标签。

当上述Dockerfile首次用于在本地构建映像时，Docker下载ubuntu映像中指定的层。可以将这些层视为彼此堆叠。每一层都是一个文件，具有与前一层不同的一组文件。

创建容器时，可以在只读层的顶部添加可写层。

图：从 Docker文档

为了提高效率，Docker使用了一种写时拷贝策略。如果一个层存在于图像的前一层，而另一层需要对其进行读访问，Docker将使用现有文件。不需要下载任何内容。

当一个图像正在运行时，如果一个层需要被容器修改，那么该文件将被复制到顶部的可写层中。

更具实质性的Dockerfile

虽然我们的单线图很简洁，但它也很慢，提供的信息很少，并且在容器运行时什么也不做。让我们看一个较长的Dockerfile，它构建一个小得多的图像，并在容器运行时执行脚本。

FROM python:3.7.2-alpine3.8 
LABEL maintainer="[e-mail]" 
ENV ADMIN="jeff" 
RUN apk update && apk upgrade && apk add bash 
COPY . ./app 
ADD https://raw.githubusercontent.com/discdiver/pachy-vid/master/sample_vids/vid1.mp4 \ 
/my_app_directory 
RUN ["mkdir", "/a_directory"] 
CMD ["python", "./my_script.py"] 

这是怎么回事能？让我们逐步了解并揭开神秘面纱。
基本映像是带有标签3.7.2-alpine3.8的正式Python映像。从 源代码中可以看到，该映像包含Linux、Python和其他一些内容。高山图像之所以受欢迎，是因为它们体积小，速度快且安全。但是，Alpine映像并没有很多操作系统优点。如果需要，您必须自己安装这样的软件包。

LABEL

下一条指令是LABEL。LABEL将元数据添加到图像中。在本例中，它提供图像维护者的联系信息。 Labels不会减慢构建速度或占用空间，它们提供了有关Docker映像的有用信息，因此一定要使用它们。有关LABEL元数据的更多信息，请参见 此处。

ENV

ENV设置在容器运行时可用的持久环境变量。在上面的例子中，您可以在创建Docker容器时使用ADMIN变量。

ENV非常适合设置常量，如果您在Dockerfile中的多个位置使用常量，并且想在以后更改其值，则可以在一个位置进行更改。

图：环境

对于Dockerfiles，通常可以通过多种方式完成同一件事。针对您的案例，最好的方法是平衡Docker约定、透明性和速度。例如，RUN、CMD和ENTRYPOINT具有不同的用途，并且均可用于执行命令。

RUN

RUN在构建时创建一个层。每次运行后，Docker都会提交映像的状态。

RUN通常用于将软件包安装到映像中 。 在上面的示例中， RUN apk update && apk upgrade 告诉Docker从基础映像更新软件包 。 && apk add bash 告诉Docker将bash安装到映像中。

apk代表Alpine Linux软件包管理器。如果您使用的是Alpine以外的其他版本的Linux基础映像，则应使用RUN apt-get而不是apk安装软件包。apt代表高级包工具。在后面的示例中，我将讨论安装包的其他方法。

图：跑

RUN及其同级命令CMD和ENTRYPOINT可以在exec表单或shell表单中使用。Exec form使用的JSON数组语法如下：

例如： RUN ["my_executable", "my_first_param1", "my_second_param2"] 。

在上面的示例中，我们使用格式为的shell形式 RUN apk update && apk upgrade && apk add bash 。

稍后在Dockerfile中，我们使用首选的exec形式 RUN ["mkdir", "/a_directory"] 创建目录。别忘了对exec form使用JSON语法的字符串使用双引号！

COPY

该 COPY . ./app 指令告诉Docker在本地构建上下文中获取文件和文件夹，并将它们添加到Docker映像的当前工作目录中。如果不存在，复制将创建目标目录。

图：复制

ADD

ADD与COPY执行相同的操作，但有两个以上的用例。ADD可用于将文件从远程URL移动到容器，ADD可以提取本地TAR文件。

我在上面的示例中使用ADD将文件从远程URL复制到容器的 my_app_directory中 。Docker文档不建议以这种方式使用远程URL，因为您无法删除这些文件。额外的文件会增加最终图像的大小。

Docker文档还建议尽可能使用COPY而不是ADD来提高清晰度。Docker没有将ADD和COPY合并到一个命令中，以减少Dockerfile指令的数量来保持直线，这太糟糕了。

注意，ADD指令包含 \ 换行符，使用它可以通过将一条长指令拆分成几行来提高可读性。

CMD

CMD向Docker提供了一个在容器启动时运行的命令。它不会在构建时将命令的结果提交给映像。在上面的示例中，CMD将使Docker容器在运行时运行my_ script.py 文件。

图：那是CMD！

有关CMD的其他几件事：

• 每个Dockerfile仅一个CMD指令。否则，除最后一个以外的所有内容都将被忽略。
• CMD可以包含一个可执行文件。如果存在没有可执行文件的CMD，则必须存在ENTRYPOINT指令。在这种情况下，CMD和ENTRYPOINT指令都应为JSON格式。
• 命令行参数将 docker run 覆盖Dockerfile中提供给CMD的参数。

准备好了吗？

让我们在另一个Dockerfile示例中介绍更多说明。

FROM python:3.7.2-alpine3.8 
LABEL maintainer="[e-mail]" 
# Install dependencies 
RUN apk add --update git 
# Set current working directory 
WORKDIR /usr/src/my_app_directory 
# Copy code from your local context to the image working directory 
COPY . . 
# Set default value for a variable 
ARG my_var=my_default_value 
# Set code to run at container run time 
ENTRYPOINT ["python", "./app/my_script.py", "my_var"] 
# Expose our port to the world 
EXPOSE 8000 
# Create a volume for data storage 
VOLUME /my_volume 

请注意，您可以在Dockerfiles中使用注释。注释以 # 开头。
软件包安装是Dockerfiles的主要工作。如前所述，有几种方法可以使用RUN安装软件包。

您可以使用apk在Alpine Docker映像中安装软件包，apk就像常规Linux构建中的apt-get。例如，带有基本Ubuntu映像的Dockerfile中的软件包可以像这样更新和安装： RUN apt-get update && apt-get install my_package 。

除了apk和apt-get 之外 ，还可以通过pip，wheel和conda安装Python软件包。其他语言可以使用各种安装程序。

基础层需要向安装层提供相关的软件包管理器。如果您在安装软件包时遇到问题，请在安装软件包管理器之前尝试使用它们。

您可以将RUN与pip一起使用，并在Dockerfile中直接列出要安装的软件包。如果这样做，则将您的软件包安装到一条指令中，并用换行符（）将其分开。与多个RUN指令相比，此方法提供了清晰度和更少的层数。

或者，您可以在文件中列出软件包要求，然后在该文件上运行软件包管理器。人们通常将文件命名为 requirements.txt 。我将在下一篇文章中分享一个推荐的模式，以利用build.ca缓存与 requirements.txt 一起使用。

WORKDIR

WORKDIR会更改容器中的工作目录，以供后面的COPY、ADD、RUN、CMD和ENTRYPOINT指令使用。几点注意事项：

• 最好使用WORKDIR设置绝对路径，而不是使用Dockerfile中的 cd 命令在文件系统中导航。
• 如果该目录不存在，则WORKDIR会自动创建该目录。
• 您可以使用多个WORKDIR指令。如果提供了相对路径，则每个WORKDIR指令都会更改当前工作目录。

图：某种工作目录

ARG

ARG定义了一个在构建时从命令行传递到映像的变量。可以在Dockerfile中为ARG提供默认值，如示例所示： ARG my_var=my_default_value 。

与ENV变量不同，ARG变量不适用于运行中的容器。但是，在生成映像时，可以使用ARG值在命令行中为ENV变量设置默认值。然后，ENV变量在容器运行期间一直存在。

ENTRYPOINT

ENTRYPOINT指令还允许您在容器启动时提供默认命令和参数。它看起来与CMD相似，但是如果使用命令行参数运行容器，则ENTRYPOINT参数不会被覆盖。

而是将传递给的命令行参数 docker run my_image_name 附加到ENTRYPOINT指令的参数中。例如， docker run my_image bash 将参数 bash 添加到ENTRYPOINT指令的现有参数的末尾。

图：进入某处

Dockerfile应该至少具有一个CMD或ENTRYPOINT指令。

Docker文档中有一些关于在CMD和ENTRYPOINT之间选择初始容器命令的建议：

• 当您 需要每次运行 相 同 的 命令时，请 选择 ENTRYPOINT。
• 当 容器 将 用作可执行程序时， 首选入口点 。
• 当您 需要提供 额外的默认参数， 可以从命令行 重写 时， 使用 CMD。

在上面的示例中， ENTRYPOINT ["python", "my_script.py", "my_var"] 让容器在容器开始运行时运行带有参数 my_var 的python脚本 my_script.py 。 然后， my_script可以 通过argparse使用 my_var 。请注意， my_var 具有ARG先前在Dockerfile中提供的默认值。因此，如果未从命令行传递参数，则将使用默认参数。

Docker建议您通常使用ENTRYPOINT：的exec形式 ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] 。这种形式是使用JSON数组语法的形式。

EXPOSE

EXPOSE指令显示要发布哪个端口以提供对正在运行的容器的访问。EXPOSE实际上不会发布端口。相反，它充当构建映像的人员与运行容器的人员之间的文档。

图：暴露

docker run 与 -p 标志一起使用，以在运行时发布和映射一个或多个端口。大写 -P 标志将发布所有公开的端口。

VOLUME

VOLUME指定您的容器将在哪里存储和/或访问持久数据。

图：卷

总结

Dockerfile也许是Docker掌握的关键组件。我希望本文能帮助到你们。