一、dockerfile概念

• dockerfile是自定义镜像的一套规则

• dockerfile由多条指令构成，Dockerfile中的每一条指令都会对应于Docker镜像中的每一层

1、docker镜像的分层

• Dockerfile 中的每个指令都会创建一个新的镜像层（是一个临时的容器，执行完后将不再存在，再往后进行重新的创建与操作）
• 镜像层将被缓存和复用（后续的镜像层将基于前面的一层,每一层都会有下几层的缓存）
• 当 Dockerfile 的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建镜像时指定的变量不同了（后续操作必然更改前面的镜像层），那么对应的镜像层缓存就会失效（就会自动销毁）
• 某一层的镜像缓存失效之后，它之后的镜像层缓存就都会失效（第一层不成功，那么第二层也就不再成功，相当于地基）
• 容器的修改并不会影响镜像，如果在某一层中添加一个文件，在下一层中删除它，镜像中依然会包含该文件
  

2、docker 三要素

镜像：容器的一种静态模板（一组资源的集合，分层的方式一层层累加，组成了完整的镜像

容器：是一种应用/环境的运行时状态/运行时环境

仓库：存放镜像

二、Docker镜像的创建

1、 Docker镜像

应用发布的标准格式
支撑一个Docker容器的运行

2、Docker镜像的创建方式

基于已有镜像创建（docker tag）
基于本地模板创建 （docker load<）
基于Dockerfile创建（docker build）
基于已有容器创建 （docker commit）

3、基于已有镜像创建

将容器里面运行的程序及运行环境打包生成新的镜像

docker commit [选项] 容器id/容器名 仓库名:标签

-m：说明信息
-a	：作者信息
-p	：生成过程中停止容器的运行
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4、基于本地模板创建

通过导入操作系统模板文件生成新的镜像

使用wget命令导入为本地镜像
wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz
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导入镜像
cat debian-7.0-x86-minimal.tar.gz | docker import - debian:new

导入成功后可查看本地镜像信息
docker images
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5、基于dockerfile创建（重点）

dockerfile是由一组指令组成的文件

dockerfile每行支持一条指令，每条指令可携带多个参数，一条指令可以用&&方式，去写多条指令。

dockerfile支持以“#”为开头的注释

5.1、dockerfile 结构(四部分)

基础镜像信息（Linux发行版：centos ubantu suse debian alpine redhat)
维护者信息(docker search可查看)
镜像操作指令（tar yum make)
容器启动时执行指令 (**cmd[“/root/run.sh”] 、entrypoi

5.2、dockerfile操作指令

指令	含义
FROM [镜像]	                                ：指定新镜像所基于的镜像，第一条指令必须为FROM指令，每创建一个镜像就需要一条FROM指令，例如centos:7。from有两层含义：①开启一个新的镜像②必须写的一行指令
MAINTAINER [名字]	                        ：说明新镜像的维护人信息（可写可不写）
RUN命令	                                    ：每一条RUN后面跟一条命令，在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中，RUN必须大写
CMD [“要运行的程序”，“参数1”、“参数2”]	        ：指定启动容器时需要运行的命令或者脚本，Dockerfile只能有一条CMD命令，如果指定多条则只能执行最后一条，“bin/bash”也是一条CMD,并且会覆盖image镜像里面的cmd。
EXPOSE [端口号]	                            ：指定新镜像加载到Docker时要开启的端口**(暴露端口)**，就是这个容器暴露出去的端口号。
ENV [环境变量] [变量值]	                    ：设置一个**环境变量**的值，会被后面的RUN使用。容器可以根据自己的需求创建时传入环境变量，镜像不可以。
ADD [源文件/目录] [目标文件/目录]	            ：①将源文件复制到目标文件，源文件要与Dockerfile位于相同目录中，②或者是一个URL，③**若源文件是压缩包则会将其解压缩**
COPY [源文件/目录] [目标文件/目录]      	    ：将本地主机上的文件/目录复制到目标地点，源文件/目录要与Dockerfile在相同的目录中，copy只能用于复制，add复制的同时，如果复制的对象是压缩包，ADD还可以解压，copy比add节省资源
VOLUME [“目录”]	                            ：在容器中创建一个挂载点，简单来说就是-v，指定镜像的目录挂载到宿主机上。
USER [用户名/UID]	                        ：指定运行容器时的用户
WORKDIR [路径]	                            ：为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT指定工作目录，相当于是一个临时的"CD"，否则需要使用绝对路径，例如workdir /opt。移动到opt目录，并在这下面的指令都是在opt下执行。
ONBUILD [命令]	                            ：指定所生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令**（是一种优化）**
HEALTHCHECK	                                ：健康检查
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三、镜像分层的原理

1、docker镜像分层（基于AUFS构建）

docker镜像位于bootfs之上

每一层镜像的下一层成为父镜像

第一层镜像成为base image（操作系统环境镜像）

容器层（可读可写，为了给用户操作），在最顶层（writable)

容器层以下都是readonly

LXC是一种内核中的容器技术，早期docker在没有将资源容器化的功能时，就是靠内核中LXC来完成容器虚拟化的。现在docker 拥有了自己的docker libcontainer库文件,这种库文件可以做到将资源容器化的操作，所以对LXC的依赖性大大降低。

2、涉及技术

2.1、bootfs (boot file system) 内核空间

主要包含bootloader和kernel
bootloader主要是引导加载kernel, Linux刚启 动时会加载bootfs文件系统，在Docker 镜像的最底层是bootfs
这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了，此时内存的使用权已由bootfs转交给内核，此时系统也会把临时创建的bootfs这个文件系统删掉
在linux操作系统中(不同版本的linux发行版本)，linux加载bootfs时会将rootfs设置为read-only,系统自检后会将只读改为读写，让我们可以在操作系统中进行操作

2.2 、rootfs (root file system) 内核空间

在bootfs之上(base images， 例如centos、ubuntu)
包含的就是典型Linux 系统中的/dev, /proc, /bin, /etc 等标准目录和文件
rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如Ubuntu，Centos等等

2.3、为什么docker的centos镜像只有200M多一点

因为docker镜像只有rootts和其他镜像层，共用宿主机的linux内核(bootfs)，因此很小

bootfs + rootfs :作用是加载、引导内核程序＋挂载使用linux操作系统（centos ubantu)等等一些关键的目录文件。

就是说 bootfs用内核的，rootfs用自己的

对于一个精简的os，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了，因为底层直接用Rost的kernel，自己只需要提供rootfs就行了。所以对于不同的linux发行版,bootfs基本是一致的，rootfs会有差别，所以不同的发行版可以公用bootfs

2.4、AUFS 与overlay/ overlay2 (docker高版本)

AUFS是一种联合文件系统。它使用同一个Linux

host上的多个目录，逐个堆叠起来，对外呈现出一个统一的文件系统。AUFS使用该特性，实现了Docker镜像的分层

而docker使用了overlay/overlay2存储驱动来支持分层结构

overlays将单个Linux主机上的两个目录合并成一个目录。这些目录被称为层，统一过程被称为联合挂载

overlay 结构:

overlayfs在linux主机上只有两层，一个目录在下层，用来保存镜像(docker)，另外一个目录在上层，用来存储容器信息

rootfs 基础镜像
lower 下层信息、(为境像层,可读)
upper 上层目录（容器信息，可读可写)
work 运行的工作目录（copy-on-write写时复制—》准备容器环境)
merged "视图层”（容器视图)

3、联合挂载

①按下图示创建目录和文件

②挂载

mount -t overlay overlay -o lowerdir=lower,upperdir=upper,workdir=work mergod

③查看

4、ADD和copy区别

copy = cp复制，将宿主机指定的文件复制到image层中

ADD

①可以复制，同时兼有了解压的功能
add nginx-1.12.tar.gz /root/nginx
在复制进去的同时会对压缩包进行解压到容器内部就是 nginx-1.12/
②add复制的对象可以是URL，跨节点的数据(URL)

5、CMD和entrypoint的区别

都是容器启动时要加载的命令
① cmd 是容器环境启动时默认加载的命令
② entrypoint 是容器环境启动时第一个加载的命令程序/脚本程序init

如果 ENTRYPOINT使用了shell模式，CMD指令会被忽略。
entrypoint ["sh","-c", "echo $HOME"]
cmd [ "restart" ] #CND会被忽略
如果 ENTRYPOINT使用了exec模式，CMD指定的内容被追加为ENTRYPOINT 指定命令的参数。
entrypoint ["/etc/init.d/nginx"]
cmd [ "restart"]  #CMD作为entrypoint的参数
如果 ENTRYPOINT使用了exec模式，CMD也应该使用exec模式。
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例如：

同一个dockerfile中有多个cmd指令的话，哪个生效？
答：最后一个生效

如果dockerfile中有多个cmd命令同时，docker build -t nginx:new /bin/bash 哪个生效?
答:docker build指定的生效

如果dockerfile中 cmd和entrypoint 同时存在哪个生效呢
答：看情况，如果都是默认加载的类型：
cmd :默认加载的命令/执行程序
entrypoint:第一个加载的环境

exec方式启动的话，那么entrypoint会覆盖，或将cmd做为entrypoint传入参数
shell 方式启动的话,直接就是entrypoint生效

exec模式与shell模式：
exec:容器加载时使用的启动的第一个任务进程
shell:容器加载时使用的第一个bash

示例一：cmd :默认加载的命令/执行程序

vim Dockerfile  #编辑文件，添加下面的内容
FROM centos:7
CMD ["top"]
 
docker build -t centos:test001 .  ###执行镜像文件
 
docker run -itd --name test centos:test001 /bin/bash 启动容器
 
docker ps -a
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示例二：而使用exec模式是无法输出环境变量的

[root@node1 test01]# cat Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["echo","$HOME"]
[root@node1 test01]# docker run --rm centos:v1   ##--rm 一次性运行（删除）
$HOME
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示例三：shell 模式

cat  dockerfile
FROM centos:7
CMD  ["sh","-c","$HOME"]
 
docker run  --rm centos:test03
 
注：/bin/sh  -c  nginx   shell 模式
    nginx                exec  模式
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四、编写dockerfile,构建镜像

Dockerfile是由一组指令组成的文件，Dockerfile结构四部分：

①基础镜像信息(指定操作系统镜像是什么镜像、什么版本)
②维护者信息
③镜像操作指令
④容器启动时执行指令(启动容器的时候，执行的脚本/命令参数等等)

Dockerfile每行支持一条指令，每条指令可携带多个参数，支持使用以"#"号开头的注释

1、构建镜像命令

1.1、使用Dockerfile步骤

1、编写Dockerfile文件，用于描述镜像生成的步骤
2、使用docker build -t name:tag 命令构建镜像

docker build 参数 镜像名 .

-t：tag  打标签
-f：指定dockerfile  目录
. ：指构建镜像时使用的环境（当前目录），构建镜像时使用的上下文环境
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注：也可在构建镜像时指定资源限制

1.2、语法规则

#号代表注解。
Dockerfile每一行都是以某个指令（约定大写字母）开始，后面可加参数构成完整指令，用于描述镜像构建步骤。
指令从上倒下依次执行
Dockerfile的第一个指令一定是FROM指令，用于指定基础镜像
Dockerfile还可以使用.dockerignore文件来忽略在制作镜像时候需要忽略的文件或者目录,列如使用COPY指令时候忽略某些文件或者目录。
所有指令参数为数组时，最好使用双引号

2、构建nginx镜像

①创建目录和Dockerfile文件

mkdir nginx
vim nginx/Dockerfile 
#基础镜像（centos需小写）
FROM centos:7
#用户信息
MAINTAINER THIS IS NGINX IMAGE
添加环境包
RUN yum  -y update
RUN yum install -y pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
RUN useradd -M -s /sbin/nologin nginx
#解压nginx软件包
ADD nginx-1.21.6.tar.gz /usr/local/src
#指定工作目录（相当于cd）
WORKDIR /usr/local/src
WORkDIR nginx-1.21.6
RUN ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-http_stub_status_module && make && make install
ENV PATH /usr/local/nginx/sbin:$PATH
#指定httpd端口
EXPOSE 80
RUN echo "daemon off;" >> /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
CMD nginx
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②上传nginx-1.21.6.tar.gz至/root/nginx/目录下

③基于Dockerfile文件构建镜像命令

docker build -f Dockerfile -t nginx:new .
docker build :基于dockerfile 构建镜像
-f :指定dockerfile 文件（默认不写的话指的是当前目录)
-t : (tag)打标签——》nginx:new
. :指的是构建镜像时的上下文环境，简单理解:指的当前目录环境中的文件

④运行容器

docker run -d -P nginx:new
-d：守护进程的方式运行
-P： 开放随机端口（49153–65535）
##注意后面不要加/bin/bash 因为Dockerfile文件里已经有CMD指令，
添加/bin/bash会和CMD冲突，会报错

⑤验证: 浏览器访问