好技能 | 如何编写高效的Dockerfile

镜像就是一个打包文件，里面包含了应用程序还有它运行所依赖的环境，例如文件系统、环境变量、配置参数等等。

环境变量、配置参数这些东西还是比较简单的，随便用一个 manifest 清单就可以管理，真正麻烦的是文件系统。为了保证容器运行环境的一致性，镜像必须把应用程序所在操作系统的根目录，也就是 rootfs，都包含进来。

容器镜像内部并不是一个平坦的结构，而是由许多的镜像层组成的，每层都是只读不可修改的一组文件，相同的层可以在镜像之间共享，然后多个层像搭积木一样堆叠起来，再使用一种叫“Union FS 联合文件系统”的技术把它们合并在一起，就形成了容器最终看到的文件系统。

docker inspect 来查看镜像的分层信息，比如 nginx:alpine 镜像。

通过这张截图就可以看到，nginx:alpine 镜像里一共有 6 个 Layer。

比起容器、镜像来说，Dockerfile 非常普通，它就是一个纯文本，里面记录了一系列的构建指令，比如选择基础镜像、拷贝文件、运行脚本等等，每个指令都会生成一个 Layer，而 Docker 顺序执行这个文件里的所有步骤，最后就会创建出一个新的镜像出来。

首先因为构建镜像的第一条指令必须是 FROM，所以基础镜像的选择非常关键。如果关注的是镜像的安全和大小，那么一般会选择 Alpine；如果关注的是应用的运行稳定性，那么可能会选择 Ubuntu、Debian、CentOS。

FROM alpine:3.15                # 选择Alpine镜像
FROM ubuntu:bionic              # 选择Ubuntu镜像

RUN 通常会是 Dockerfile 里最复杂的指令，会包含很多的 Shell 命令，但 Dockerfile 里一条指令只能是一行，所以有的 RUN 指令会在每行的末尾使用续行符 \，命令之间也会用 && 来连接，这样保证在逻辑上是一行，就像下面这样：

RUN apt-get update \
    && apt-get install -y \
        build-essential \
        curl \
        make \
        unzip \
    && cd /tmp \
    && curl -fSL xxx.tar.gz -o xxx.tar.gz\
    && tar xzf xxx.tar.gz \
    && cd xxx \
    && ./config \
    && make \
    && make clean

把这些 Shell 命令集中到一个脚本文件里，用 COPY 命令拷贝进去再用 RUN 来执行：

COPY setup.sh  /tmp/                # 拷贝脚本到/tmp目录
RUN cd /tmp && chmod +x setup.sh \  # 添加执行权限
    && ./setup.sh && rm setup.sh    # 运行脚本然后再删除

Dockerfile 里也可以做到，需要使用两个指令 ARG 和 ENV。它们区别在于 ARG 创建的变量只在镜像构建过程中可见，容器运行时不可见，而 ENV 创建的变量不仅能够在构建镜像的过程中使用，在容器运行时也能够以环境变量的形式被应用程序使用。

因为命令行“docker”是一个简单的客户端，真正的镜像构建工作是由服务器端的“Docker daemon”来完成的，所以“docker”客户端就只能把“构建上下文”目录打包上传（显示信息 Sending build context to Docker daemon ），这样服务器才能够获取本地的这些文件。

如何编写 Dockerfile 内容？

1. 创建镜像需要编写 Dockerfile，写清楚创建镜像的步骤，每个指令都会生成一个 Layer。
2. Dockerfile 里，第一个指令必须是 FROM，用来选择基础镜像，常用的有 Alpine、Ubuntu 等。其他常用的指令有：COPY、RUN、EXPOSE，分别是拷贝文件，运行 Shell 命令，声明服务端口号。
3. docker build 需要用 -f 来指定 Dockerfile，如果不指定就使用当前目录下名字是“Dockerfile”的文件。
4. docker build 需要指定“构建上下文”，其中的文件会打包上传到 Docker daemon，所以尽量不要在“构建上下文”中存放多余的文件。
5. 创建镜像的时候应当尽量使用 -t 参数，为镜像起一个有意义的名字，方便管理。