【Docker】Dockerfile使用技巧

开启Buildkit

BuildKit是Docker官方社区推出的下一代镜像构建神器，可以更加快速，有效，安全地构建docker镜像。

尽管目前BuildKit不是Docker的默认构建工具，但是完全可以考虑将其作为Docker（v18.09+）的首选构建工具。

官方文档：https://docs.docker.com/build/buildkit/

下面介绍一下怎么开启BuildKit。

在/etc/docker/daemon.json里添加（如果没有这个文件，则新建）, 然后重启docker

{ "features": { "buildkit": true } }
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或者在执行docker build命令时设置

$ DOCKER_BUILDKIT=1 docker build .
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镜像的选择

可以前往官网学习官方的镜像怎么制作的：https://github.com/docker-library/official-images

基础镜像的选择原则：

• 官方镜像优于非官方的镜像，如果没有官方镜像，则尽量选择Dockerfile开源的。
• 固定版本tag而不是每次都使用latest
• 尽量选择体积小的镜像

下面的镜像列表中，都是jre8的镜像，但是由于基础的镜像不同导致最终镜像大小不同。

$ docker image ls
REPOSITORY        TAG             IMAGE ID       CREATED         SIZE
eclipse-temurin   8-jre-jammy     ec4a8981544b   6 days ago      223MB
eclipse-temurin   8-jre-focal     e588bf105eb7   3 weeks ago     227MB
eclipse-temurin   8-jre-alpine    f7a454a165ae   3 weeks ago     135MB
eclipse-temurin   8-jre-centos7   e5b6f35176e9   23 months ago   350MB
openjdk           8-jre-alpine    f7a292bbb70c   4 years ago     84.9MB
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Jammy和Focal：这两个都是Ubuntu的版本代号。"Focal"对应的是Ubuntu 20.04 LTS（长期支持版），"Jammy"对应的则是更加新的Ubuntu版本。Ubuntu是一个非常受欢迎的Linux发行版，因为它既有强大的功能，又有着广大的用户和开发者社区。

Alpine：Alpine Linux是一个面向安全、简单和轻量级的Linux发行版，它的镜像大小通常远小于基于 Ubuntu或其他发行版的镜像。这使得它非常适合于Docker镜像，因为小的镜像可以更快地被拉取和部署。

AdoptOpenJDK停止发布OpenJDK二进制，而Eclipse Temurin是它的延伸，提供更好的稳定性。

减少镜像的分层

例如下面的镜像：

from centos:7

label author=morirs

env WORK_DIR /usr/local

arg version=6.2.5

workdir $WORK_DIR

ADD redis-${version}.tar.gz .

run yum -y update
run yum install -y wget gcc gcc-c++ automake autoconf libtool make
run make -C redis-${version}

expose 6379

env REDIS_HOME $WORK_DIR/redis-6.2.5

env PATH $PATH:$REDIS_HOME/src

entrypoint ["redis-server"]
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查询镜像的分层：

$ docker image history redis:6.2.5.1
IMAGE          CREATED             CREATED BY                                      SIZE      COMMENT
444f31557106   57 seconds ago      ENTRYPOINT ["redis-server"]                     0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      57 seconds ago      ENV PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr…   0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      57 seconds ago      ENV REDIS_HOME=/usr/local/redis-6.2.5           0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      57 seconds ago      EXPOSE map[6379/tcp:{}]                         0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      57 seconds ago      RUN |1 version=6.2.5 /bin/sh -c make -C redi…   122MB     buildkit.dockerfile.v0
<missing>      About an hour ago   RUN |1 version=6.2.5 /bin/sh -c yum install …   302MB     buildkit.dockerfile.v0
<missing>      About an hour ago   RUN |1 version=6.2.5 /bin/sh -c yum -y updat…   358MB     buildkit.dockerfile.v0
<missing>      About an hour ago   ADD redis-6.2.5.tar.gz . # buildkit             10.4MB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 hours ago         WORKDIR /usr/local                              0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 hours ago         ARG version=6.2.5                               0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 hours ago         ENV WORK_DIR=/usr/local                         0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 hours ago         LABEL author=morirs                             0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 years ago         /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/bash"]            0B
<missing>      2 years ago         /bin/sh -c #(nop)  LABEL org.label-schema.sc…   0B
<missing>      2 years ago         /bin/sh -c #(nop) ADD file:b3ebbe8bd304723d4…   204MB
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每一行的RUN命令都会产生一层image layer, 导致镜像的臃肿。

修改为如下：

from centos:7

label author=morirs

env WORK_DIR /usr/local

arg version=6.2.5

workdir $WORK_DIR

ADD redis-${version}.tar.gz .

run yum -y update \
        && yum install -y wget gcc gcc-c++ automake autoconf libtool make \
        && run make -C redis-${version}

expose 6379

env REDIS_HOME $WORK_DIR/redis-6.2.5

env PATH $PATH:$REDIS_HOME/src

entrypoint ["redis-server"]
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新的镜像分层如下：

$ docker history redis:6.2.5.2
IMAGE          CREATED          CREATED BY                                      SIZE      COMMENT
fa6f23e424bc   30 seconds ago   ENTRYPOINT ["redis-server"]                     0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      30 seconds ago   ENV PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr…   0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      30 seconds ago   ENV REDIS_HOME=/usr/local/redis-6.2.5           0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      30 seconds ago   EXPOSE map[6379/tcp:{}]                         0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      30 seconds ago   RUN |1 version=6.2.5 /bin/sh -c yum -y updat…   593MB     buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 hours ago      ADD redis-6.2.5.tar.gz . # buildkit             10.4MB    buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 hours ago      WORKDIR /usr/local                              0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 hours ago      ARG version=6.2.5                               0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 hours ago      ENV WORK_DIR=/usr/local                         0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 hours ago      LABEL author=morirs                             0B        buildkit.dockerfile.v0
<missing>      2 years ago      /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/bash"]            0B
<missing>      2 years ago      /bin/sh -c #(nop)  LABEL org.label-schema.sc…   0B
<missing>      2 years ago      /bin/sh -c #(nop) ADD file:b3ebbe8bd304723d4…   204MB
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镜像的大小变化如下：

$ docker image ls
REPOSITORY        TAG             IMAGE ID       CREATED              SIZE
redis             6.2.5.2         fa6f23e424bc   About a minute ago   807MB
redis             6.2.5.1         444f31557106   15 minutes ago       996MB
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合理使用缓存

在构建的时候尽量将不变的结构放在Dockerfile的前面，经常变化的结构放在Dockerfile的后面，这样构建的时候不变的部分层构建过了就无需再次构建，节约时间，可以在构建的日志中看到CACHED。

s$ docker image build -f redis.dockerfile2 -t redis:6.2.5.2 .
[+] Building 268.3s (9/9) FINISHED
 => [internal] load build definition from redis.dockerfile2                                                                                0.0s
 => => transferring dockerfile: 412B                                                                                                       0.0s
 => [internal] load .dockerignore                                                                                                          0.0s
 => => transferring context: 2B                                                                                                            0.0s
 => [internal] load metadata for docker.io/library/centos:7                                                                                0.0s
 => [1/4] FROM docker.io/library/centos:7                                                                                                  0.0s
 => [internal] load build context                                                                                                          0.0s
 => => transferring context: 42B                                                                                                           0.0s
 => CACHED [2/4] WORKDIR /usr/local                                                                                                        0.0s
 => CACHED [3/4] ADD redis-6.2.5.tar.gz .                                                                                                  0.0s
 => [4/4] RUN yum -y update  && yum install -y wget gcc gcc-c++ automake autoconf libtool make  && make -C redis-6.2.5                   265.0s
 => exporting to image                                                                                                                     3.2s
 => => exporting layers                                                                                                                    3.2s
 => => writing image sha256:fa6f23e424bc6088f6cc84d5ff67ae1376f18fbc906e14b670bc3e4c316046e6                                               0.0s
 => => naming to docker.io/library/redis:6.2.5.2                                                                                           0.0s
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合理使用.dockerignore

Docker是client-server架构，理论上Client和Server可以不在一台机器上。

在构建docker镜像的时候，需要把所需要的文件由CLI（client）发给Server，这些文件实际上就是build context。

举例：

$ cat redis6.2.6.dockerfile
from centos:7

label author=morirs

env WORK_DIR /usr/local

arg version=6.2.6

workdir $WORK_DIR

COPY . .

run tar -zxvf redis-${version}.tar.gz
run yum -y update
run yum install -y wget gcc gcc-c++ automake autoconf libtool make
run make -C redis-${version}

expose 6379

env REDIS_HOME $WORK_DIR/redis-6.2.5

env PATH $PATH:$REDIS_HOME/src

entrypoint ["redis-server"]
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构建目录下的文件：

total 4848
drwxrwxr-x 2 morris morris    4096 Sep 19 19:30 ./
drwxrwxr-x 4 morris morris    4096 Sep 18 10:00 ../
-rw-rw-r-- 1 morris morris 2465302 Jul 22  2021 redis-6.2.5.tar.gz
-rw-rw-r-- 1 morris morris 2476542 Oct  4  2021 redis-6.2.6.tar.gz
-rw-rw-r-- 1 morris morris     356 Sep 18 11:28 redis.dockerfile
-rw-rw-r-- 1 morris morris     360 Sep 18 11:39 redis.dockerfile2
-rw-rw-r-- 1 morris morris     373 Sep 19 19:30 redis6.2.6.dockerfile
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构建的时候，第一行输出就是发送build context大小为4.947MB，这里包含了不需要的文件redis-6.2.5.tar.gz：

$ docker image build -f redis6.2.6.dockerfile -t redis:6.2.6.1 .
Sending build context to Docker daemon  4.947MB
Step 1/14 : from centos:7
 ---> eeb6ee3f44bd
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编写.dockerignore文件，忽略掉不需要的文件，然后放到docker构建上下文的根路径下。

$ docker image build -f redis6.2.6.dockerfile -t redis:6.2.6.1 .
Sending build context to Docker daemon  2.482MB
Step 1/14 : from centos:7
 ---> eeb6ee3f44bd
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再次构建build context大小变为2.482MB。

镜像的多阶段构建

假如有一个C的程序，我们想用Docker去做编译，然后执行可执行文件。

#include 

void main(int argc, char *argv[])
{
    printf("hello %s\n", argv[argc - 1]);
}
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构建一个Docker镜像，因为要有C的环境，所以我们选择gcc这个image

FROM gcc:9.4

COPY hello.c /src/hello.c

WORKDIR /src

RUN gcc --static -o hello hello.c

ENTRYPOINT [ "/src/hello" ]

CMD []
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build和测试：

$ docker image build -f c.dockerfile -t hello:1.0 .
... ...

$ docker container run --rm -it hello:1.0 hello
hello hello

$ docker image ls
REPOSITORY        TAG             IMAGE ID       CREATED          SIZE
hello             1.0             93b8a1824b80   45 seconds ago   1.14GB
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可以看到镜像非常的大，1.14GB

实际上当我们把hello.c编译完以后，并不需要这样一个大的GCC环境，一个小的alpine镜像就可以了。

这时候我们就可以使用多阶段构建了。

FROM gcc:9.4 AS builder

COPY hello.c /src/hello.c

WORKDIR /src

RUN gcc --static -o hello hello.c


FROM alpine:3.13.5

COPY --from=builder /src/hello /src/hello

ENTRYPOINT [ "/src/hello" ]

CMD []
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构建和测试：

$ docker image build -f c2.dockerfile -t hello:2.0 .
... ...

$ docker container run --rm -it hello:2.0 hi
hello hi

$ docker image ls
REPOSITORY        TAG             IMAGE ID       CREATED          SIZE
hello             2.0             8127f3ac5ea6   4 seconds ago    6.55MB
hello             1.0             93b8a1824b80   45 seconds ago   1.14GB
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可以看到这个镜像非常小，只有6.55MB。

尽量使用非root用户

Root的危险性

docker的root权限一直是其遭受诟病的地方，docker的root权限有那么危险么？我们举个例子。

假如我们有一个用户，叫morris，它本身不具有sudo的权限，所以就有很多文件无法进行读写操作，比如/root目录它是无法查看的。

$ ls /root
ls: cannot open directory '/root': Permission denied
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但是这个用户有执行docker的权限，也就是它在docker这个group里。

$ groups
morris docker
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这时，我们就可以通过Docker做很多越权的事情了，比如，我们可以把这个无法查看的/root目录映射到docker container里，你就可以自由进行查看了。

$ docker container run -it --rm -v /root:/root/tmp centos:7 bash
[root@9cc0d1275a15 /]# ls /root/tmp
snap
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更甚至我们可以给我们自己加sudo权限：

$ docker container run -it --rm -v /etc/sudoers:/root/sudoers centos:7 bash
[root@744b21d23ba9 /]# echo "demo    ALL=(ALL)       ALL" >> /root/sudoers
[root@744b21d23ba9 /]# more /root/sudoers | grep demo
demo    ALL=(ALL)       ALL
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然后退出container，morris用户已经有sudo权限了。

$ ls /etc/sudoers
/etc/sudoers
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如何使用非root用户

通过groupadd和useradd创建一个nonroot的组和用户，通过USER指定后面的命令要以nonroot这个用户的身份运行

from centos:7

label author=morirs

env WORK_DIR /usr/local

arg version=6.2.5

workdir $WORK_DIR

ADD redis-${version}.tar.gz .

run yum -y update \
        && yum install -y wget gcc gcc-c++ automake autoconf libtool make \
        && make -C redis-${version} \
        && groupadd -r nonroot \
        && useradd -r -g nonroot nonroot \
        && chown -R nonroot:nonroot $WORK_DIR

USER nonroot

expose 6379

env REDIS_HOME $WORK_DIR/redis-6.2.5

env PATH $PATH:$REDIS_HOME/src

entrypoint ["redis-server"]
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