基于Dockerfile创建镜像
写在前面
在前面我们对Dockerfile文件进行了较为详细的学习，介绍了其中的配置指令和操作指令，那么在编写完Dockerfile文件后，开发者如何基于它来创建镜像呢？本篇就来学习相关内容。
创建镜像
在编写完Dockerfile文件后，开发者可以使用docker build [image]命令来创建镜像。其基本的命令格式如下所示：
1 | dokcer build [OPTIONS] PATH | URL | - |
该命令用于读取指定路径下（包括子目录）的Dockerfile，并将该路径下所有数据作为上下文(Context)发送给Docker服务端。Docker服务端在校验Docker格式并通过后，将逐条执行其中定义的指令，注意在遇到ADD、COPY和RUN指令时，会生成一层新的镜像。最终镜像如果创建成功，那么会返回最终镜像的ID。
上下文不能太大，过大会导致发送大量数据给服务端，延缓创建过程，因此除非是生成该镜像所必须的文件，否则请不要放到上下文路径中。前面也说了，默认是使用上下文路径中的Dockerfile，而如果使用的不是上下文中路径中的Dockerfile，那么就可以通过-f参数来指定其路径。
要指定生成镜像的标签信息，可以通过-t参数，该参数可以重复使用多次为镜像一次添加多个名称。
举个例子，假设当前的上下文路径为/tmp/helloworld，且希望生成的镜像标签为envy/first_image:1.0.0，那么可以使用如下的命令：
1 | docker build -t envy/first_image:1.0.0 /tmp/ helloworld |
命令选项
在介绍docker build命令的时候，就提到它可以支持一些选项参数，可以动态的通过覆盖Dockerfile文件中配置的方式来调整创建镜像过程中的行为，常用的选项参数如下所示：
| 选项参数(后接类型) | 说明 |
|---|---|
| –add-host (list) | 添加自定义的主机到IP的映射 |
| –build-arg (list) | 添加创建时的变量 |
| –cache-from (strings) | 使用指定镜像作为缓存源 |
| –cgroup-parent (string) | 继承的上层cgroup |
| –compress | 使用gzip来压缩创建上下文数据 |
| –cpu-period (int) | 分配的CFS调度器时长 |
| –cpu-quota(int) | CFS调度器总份额 |
| -c,–cpu-shares (int) | CPU权重 |
| –cpuset-cpus string | 多CPU允许使用的CPU |
| –cpuset-mems string | 多CPU允许使用的内存 |
| –disable-content-trust | 不进行镜像校验，默认为真 |
| -f,–file (string) | Dockerfile存在的路径，及Dockerfile文件 |
| –iidfile (string) | 将镜像ID写入到文件 |
| –isolation (string) | 容器的隔离机制 |
| –label (list) | 配置镜像的元数据 |
| -m,–memory (bytes) | 限制使用内存量 |
| –memory-swap (bytes) | 限制内存和缓存的总量 |
| –network (string) | 指定RUN命令时的网络模式 |
| –no-cache | 创建镜像时不使用缓存 |
| –platform (string) | 指定平台类型 |
| –pull | 总是尝试获取镜像的最新版本 |
| -q,–quiet | 不打印创建过程中的日志信息 |
| –rm | 创建成功后自动删除中间过程容器，默认为真 |
| –security-opt (strings) | 指定安全相关的选项 |
| –shm-size (bytes) | /dev/shm的大小 |
| –squash | 将新创建的多层挤压放入到一层中 |
| –stream | 持续获取创建的上下文 |
| -t,–tag (list) | 指定镜像的标签列表 |
| –platform (string) | 指定平台类型 |
| –target (string) | 指定创建的目标阶段 |
| –ulimit (ulimit) | 指定ulimit的配置 |
选择父镜像
大部分情况下，生成新的镜像都需要通过FROM指令来指定父镜像，也就是说父镜像是生成镜像的基础，它直接会影响到所生成镜像的大小和功能。
用户可以选择基础镜像和普通镜像来作为父镜像。
基础镜像比较特殊，其Dockerfile中往往不存在FROM指令，或者是基于scratch镜像（FROM scratch），这也就意味着它在整个镜像树中是处于根的位置。举个例子，下面的Dockerfile中定义了一个简单的基础镜像，将用户提前编译好的二进制可执行文件binary复制到镜像中，运行容器时将执行binary命令，如下所示：
1 | FROM scratch |
普通镜像往往是由第三方基于基础镜像创建而来的，像常见的busybox、debian、ubuntu等。
下图展示了Docker不同类型镜像之间的继承关系，如下所示：
使用.dockerignore文件
关于这一点，其实我们在前面已经介绍过，但是作为系统学习Dockerfile的一部分，这里再学习一次。开发者可以通过来.dockerignore文件中每行添加一条匹配模式的方式来让Docker忽略匹配路径或者文件，这样在创建镜像的时候就不会将无关的数据发送到服务端了。
举个例子，下面的.dockerignore文件一共有6行代码，其中第一行是注释，其余五行都是匹配模式：
1 | # .dockerignore configuration file |
.dockerignore文件支持Golang风格的正则表达式，其中*表示任意多个字符；？表示单个字符；！表示不匹配，即不忽略指定的路径或者文件。
多步骤创建
注意自Docker17.05版本开始，就支持多步骤创建（Multi-stage build）镜像这一特性，它可以精简最终生成的镜像的大小。
对于一些需要编译的应用，如C、Go、Java等，通常情况下至少需要准备两个环境的Docker镜像，一个是编译环境镜像，另一个是运行环境镜像。
编译环境镜像，包括完整的编译引擎、依赖库等，因此体积往往较为庞大，其作用使用编译应用为二进制文件；运行环境镜像，主要是利用编译好的二进制文件，运行应用，由于不需要编译环境，因此体积较小。
使用多步骤创建，可以在保证最终生成的运行环境镜像保持精简的情况下，使用单一的Dockerfile，以降低维护的复杂度。
接下来以Go语言为例介绍如何多步骤创建镜像并运行容器。
第一步，在当前目录下（/root目录），创建一个名为main.go的文件，其中的代码为：
1 | //main.go file will output "hello,envythink" |
第二步，创建Dockerfile，使用golang:1.15镜像编译应用二进制文件为app，同时使用精简的镜像alpine:latest作为运行环境，其中Dockerfile中完整的内容如下：
1 | # define stage name as builder |
之后执行下面的命令来创建镜像：
1 | [root@envythink ~]# docker build -t envythink/multi-stage:v0.1 . |
可以看到这个这就是一步一步的按照Dockerfile文件中的指令来执行。之后开发者可以使用如下命令来运行应用，可以看到输出了hello,envythink，说明多步骤构建镜像并运行容器成功：
1 | [root@envythink ~]# docker run --rm envythink/multi-stage:v0.1 |
同时可以看到新创建的envythink/multi-stage:v0.1镜像非常小，只有8.12MB：
1 | [root@envythink ~]# docker images|grep envythink |
最佳实践
其实这里应当不能说是最佳实践，而是经验总结，从需求出发，来定制合适自己、高效方便的镜像。
首先需要理解和熟悉每个配置指令和操作指令的含义和执行效果，多编写一些简单的例子进行测试，弄清楚之后再撰写正式的Dockerfile。此外Docker Hub中提供了大量的优秀镜像和对应的Dockerfile，可以通过阅读它们来提升自己编写简介、高效的Dockerfile的能力。
下面一些是笔者从网络上，并结合自身经历的一些总结，在生成镜像过程中，尝试从下面的角度进行思考，并完善所生成的镜像。
（1）精简镜像用途。分工明确，尽量让每个镜像的用途都比较集中，避免构造大而复杂、功能较多的镜像。
（2）选用合适的基础镜像。容器的核心是应用。选择较大的父镜像，如Ubuntu系统镜像会使最终生成的应用镜像十分臃肿，推荐使用瘦身过的应用镜像（如node:slim）或者较为小巧的系统镜像（如alpine、busybox、debian）。
（3）提供注释和维护者信息。Dockerfile也是一种代码，需要后续扩展和维护。
（4）正确使用版本号。推荐使用较为明确的版本号，如v1.0、v1.2等，而不是采用默认的latest。版本号可以解决一些环境冲突问题。
（5）减少镜像层数。如果开发者希望所生成的镜像的层数尽量少，那么就要尽量合并RUN、ADD和COPY指令。通常情况下，多个RUN指令可以合并为一条RUN指令。
（6）合适使用多步骤创建。当开发者使用Docker版本高于17.05时，通过多步骤创建，可以将编译和运行等过程分开，保证最终生成的镜像只包括运行应用所需要的最小环境。当然用户也可以通过分别构造编译镜像和运行镜像来达到上述效果，但是这样需要维护多个Dockerfile。
（7）使用.dockerignore文件。使用它可以标记在执行docker build命令时忽略的路径和文件，避免发送不必要的数据内容，从而加快整个镜像的创建过程。
（8）及时删除临时文件和缓存文件。尤其是当你的Dockerfile文件中设计到apt-get指令后，那么/var/cache/apt下面就会缓存一些安装包。
（9）提高生成速度。合理使用cache缓存，减少上下文环境中的文件，或者使用.dockerignore文件指定等。
（10）调整合理的指令顺序。在开启cache缓存的情况下，内容不变的指令尽量放在前面，这样可以尽量复用。
（11）减少外部源的干扰。如果确实需要从外部引入数据，需要指定持久的地址，并附带版本信息，这样可以让他人复用的时候不易发生错误。
小结
本篇主要学习了如何基于Dockerfile来创建镜像及运行容器，还有一些合理构建镜像的最佳实践。当然想编写一个高质量的Dockerfile并不是一件非常容易的事，需要阅读一些比较优秀的Dockerfile文件，并且要多练习和多思考。
这样关于Docker的基础学习就到此结束了，后续是一些实战的例子，当然还有一些高级的用法，这些是后续的学习内容。
