Dockerfile详解

Dockerfile基础

Dockerfile是一个文本文件，包含了一系列指令，用于自动化构建Docker镜像。通过Dockerfile，我们可以定义镜像的构建过程，包括基础镜像、依赖安装、文件复制、环境配置等。

Dockerfile指令

基础指令

FROM

指定基础镜像，必须是Dockerfile的第一个指令。

dockerfile

# 使用官方镜像
FROM nginx:1.21

# 使用Alpine Linux（轻量级）
FROM alpine:3.14

# 使用多阶段构建
FROM node:16 AS builder
FROM nginx:alpine AS production

RUN

在镜像构建过程中执行命令。

dockerfile

# 执行单个命令
RUN apt-get update

# 执行多个命令（推荐）
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y curl && \
    apt-get clean && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# 使用shell形式
RUN /bin/bash -c 'source $HOME/.bashrc && echo $HOME'

# 使用exec形式（推荐）
RUN ["apt-get", "update"]

COPY

复制文件或目录到镜像中。

dockerfile

# 复制文件
COPY package.json /app/

# 复制目录
COPY src/ /app/src/

# 复制多个文件
COPY package*.json ./

# 使用通配符
COPY *.txt /app/

# 保持文件权限
COPY --chown=user:group file.txt /app/

ADD

类似COPY，但功能更强大，支持URL和自动解压。

dockerfile

# 复制文件（与COPY相同）
ADD package.json /app/

# 从URL下载文件
ADD https://example.com/file.tar.gz /app/

# 自动解压tar文件
ADD archive.tar.gz /app/

# 注意：优先使用COPY，除非需要ADD的特殊功能

WORKDIR

dockerfile

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 相对路径
WORKDIR src
WORKDIR ../dist

# 绝对路径
WORKDIR /usr/src/app

ENV

设置环境变量。

dockerfile

# 设置单个环境变量
ENV NODE_ENV=production

# 设置多个环境变量
ENV NODE_ENV=production \
    PORT=3000 \
    DATABASE_URL=postgresql://localhost:5432/mydb

# 使用变量
ENV PATH=/usr/local/bin:$PATH

ARG

定义构建时参数，只在构建过程中有效。

dockerfile

# 定义构建参数
ARG VERSION=latest
ARG BUILD_DATE

# 使用构建参数
FROM nginx:${VERSION}

# 构建时传递参数
# docker build --build-arg VERSION=1.21 .

运行时指令

CMD

指定容器启动时执行的默认命令。

dockerfile

# shell形式
CMD echo "Hello World"

# exec形式（推荐）
CMD ["echo", "Hello World"]

# 作为ENTRYPOINT的参数
CMD ["--help"]

ENTRYPOINT

指定容器启动时的入口点。

dockerfile

# shell形式
ENTRYPOINT echo "Hello"

# exec形式（推荐）
ENTRYPOINT ["echo", "Hello"]

# 与CMD结合使用
ENTRYPOINT ["docker-entrypoint.sh"]
CMD ["--help"]

EXPOSE

声明容器运行时监听的端口。

dockerfile

# 声明单个端口
EXPOSE 80

# 声明多个端口
EXPOSE 80 443

# 声明协议
EXPOSE 80/tcp
EXPOSE 53/udp

其他指令

USER

指定运行容器时的用户。

dockerfile

# 创建用户
RUN adduser -D -s /bin/sh appuser

# 切换到用户
USER appuser

# 使用UID
USER 1000

VOLUME

创建挂载点。

dockerfile

# 创建单个挂载点
VOLUME ["/data"]

# 创建多个挂载点
VOLUME ["/data", "/logs"]

LABEL

添加元数据标签。

dockerfile

# 添加标签
LABEL version="1.0"
LABEL description="My application"

# 添加多个标签
LABEL maintainer="developer@example.com" \
      version="1.0" \
      description="My application"

HEALTHCHECK

定义健康检查。

dockerfile

# 使用命令检查
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=5s --retries=3 \
  CMD curl -f http://localhost/ || exit 1

# 禁用健康检查
HEALTHCHECK NONE

最佳实践

1. 多阶段构建

dockerfile

# 构建阶段
FROM node:16 AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci --only=production

# 运行阶段
FROM node:16-alpine AS production
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/node_modules ./node_modules
COPY . .
EXPOSE 3000
CMD ["npm", "start"]

2. 层缓存优化

dockerfile

# 先复制依赖文件，利用缓存
COPY package*.json ./
RUN npm install

# 再复制源代码
COPY . .
RUN npm run build

3. 使用.dockerignore

创建.dockerignore文件：

node_modules
npm-debug.log
.git
.gitignore
README.md
.env
.nyc_output
coverage
.nyc_output
.coverage

4. 安全最佳实践

dockerfile

# 使用非root用户
RUN adduser -D -s /bin/sh appuser
USER appuser

# 使用具体版本标签
FROM nginx:1.21-alpine

# 定期更新基础镜像
# 扫描漏洞
# 最小化攻击面

实践练习

练习1：创建简单的Web应用镜像

创建Dockerfile：

dockerfile

FROM nginx:alpine

# 复制自定义配置
COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf

# 复制网站文件
COPY html/ /usr/share/nginx/html/

# 暴露端口
EXPOSE 80

# 启动命令
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

创建nginx.conf：

nginx

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        
        location / {
            root /usr/share/nginx/html;
            index index.html;
        }
    }
}

创建html/index.html：

html

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Docker练习</title>
</head>
<body>
    <h1>Hello Docker!</h1>
    <p>这是一个Docker练习项目</p>
</body>
</html>

构建和运行：

bash

# 构建镜像
docker build -t my-webapp:latest .

# 运行容器
docker run -d -p 8080:80 --name webapp my-webapp:latest

# 访问 http://localhost:8080

练习2：Node.js应用镜像

创建Dockerfile：

dockerfile

FROM node:16-alpine

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 复制package文件
COPY package*.json ./

# 安装依赖
RUN npm ci --only=production

# 复制源代码
COPY . .

# 创建非root用户
RUN adduser -D -s /bin/sh appuser && \
    chown -R appuser:appuser /app
USER appuser

# 暴露端口
EXPOSE 3000

# 健康检查
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=5s --retries=3 \
  CMD curl -f http://localhost:3000/health || exit 1

# 启动应用
CMD ["npm", "start"]

创建package.json：

json

{
  "name": "docker-practice-app",
  "version": "1.0.0",
  "description": "Docker练习应用",
  "main": "app.js",
  "scripts": {
    "start": "node app.js"
  },
  "dependencies": {
    "express": "^4.18.0"
  }
}

创建app.js：

javascript

const express = require('express');
const app = express();
const port = process.env.PORT || 3000;

app.get('/', (req, res) => {
  res.json({ message: 'Hello Docker!', timestamp: new Date().toISOString() });
});

app.get('/health', (req, res) => {
  res.status(200).json({ status: 'healthy' });
});

app.listen(port, '0.0.0.0', () => {
  console.log(`应用运行在端口 ${port}`);
});

练习3：多阶段构建

创建Dockerfile：

dockerfile

# 构建阶段
FROM node:16 AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci
COPY . .
RUN npm run build

# 生产阶段
FROM nginx:alpine AS production
COPY --from=builder /app/dist /usr/share/nginx/html
COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf
EXPOSE 80
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

高级技巧

1. 构建参数和条件构建

dockerfile

ARG NODE_ENV=production
ARG BUILD_DATE
ARG VCS_REF

FROM node:16-alpine

LABEL maintainer="developer@example.com" \
      build-date=$BUILD_DATE \
      vcs-ref=$VCS_REF

WORKDIR /app
COPY package*.json ./

# 根据环境安装依赖
RUN if [ "$NODE_ENV" = "development" ]; then \
        npm install; \
    else \
        npm ci --only=production; \
    fi

COPY . .

# 根据环境设置命令
CMD if [ "$NODE_ENV" = "development" ]; then \
        npm run dev; \
    else \
        npm start; \
    fi

2. 健康检查

dockerfile

FROM nginx:alpine

COPY . /usr/share/nginx/html/

HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s --start-period=5s --retries=3 \
  CMD wget --no-verbose --tries=1 --spider http://localhost/ || exit 1

EXPOSE 80
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

3. 多架构构建

dockerfile

FROM --platform=$BUILDPLATFORM node:16-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci
COPY . .
RUN npm run build

FROM nginx:alpine
COPY --from=builder /app/dist /usr/share/nginx/html
EXPOSE 80
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

调试技巧

1. 构建调试

bash

# 查看构建过程
docker build --no-cache -t myapp .

# 构建到特定阶段
docker build --target builder -t myapp:builder .

# 查看镜像层
docker history myapp:latest

2. 运行时调试

bash

# 以调试模式运行
docker run -it --entrypoint /bin/sh myapp:latest

# 挂载源代码进行调试
docker run -v $(pwd):/app -it myapp:latest /bin/sh

常见问题

1. 构建失败

bash

# 查看详细构建日志
docker build --no-cache --progress=plain -t myapp .

# 检查.dockerignore文件
cat .dockerignore

2. 镜像过大

bash

# 分析镜像大小
docker images --format "table {{.Repository}}\t{{.Tag}}\t{{.Size}}"

# 使用多阶段构建
# 使用Alpine基础镜像
# 清理不必要的文件

3. 构建缓慢

bash

# 使用构建缓存
# 优化Dockerfile层顺序
# 使用.dockerignore排除不必要文件

下一步

掌握Dockerfile后，您可以：

继续学习 Docker网络
学习Docker Compose进行多容器管理
探索CI/CD中的Docker使用

学习检查点

完成本章学习后，您应该能够：

[ ] 理解Dockerfile的基本语法和指令
[ ] 编写高效的Dockerfile
[ ] 掌握多阶段构建技巧
[ ] 了解Dockerfile最佳实践
[ ] 解决Dockerfile相关问题

基础篇（1-4章）

中级篇（5-8章）

高级篇（9-12章）

基础篇（1-4章）

中级篇（5-8章）

高级篇（9-12章）

Dockerfile详解 ​

Dockerfile基础 ​

Dockerfile指令 ​

基础指令 ​

FROM ​

RUN ​

COPY ​

ADD ​

WORKDIR ​

ENV ​

ARG ​

运行时指令 ​

CMD ​

ENTRYPOINT ​

EXPOSE ​

其他指令 ​

USER ​

VOLUME ​

LABEL ​

HEALTHCHECK ​

最佳实践 ​

1. 多阶段构建 ​

2. 层缓存优化 ​

3. 使用.dockerignore ​

4. 安全最佳实践 ​

实践练习 ​

练习1：创建简单的Web应用镜像 ​

练习2：Node.js应用镜像 ​

练习3：多阶段构建 ​

高级技巧 ​

1. 构建参数和条件构建 ​

2. 健康检查 ​

3. 多架构构建 ​

调试技巧 ​

1. 构建调试 ​

2. 运行时调试 ​

常见问题 ​

1. 构建失败 ​

2. 镜像过大 ​

3. 构建缓慢 ​

下一步 ​

学习检查点 ​

Dockerfile详解

Dockerfile基础

Dockerfile指令

基础指令

FROM

RUN

COPY

ADD

WORKDIR

ENV

ARG

运行时指令

CMD

ENTRYPOINT

EXPOSE

其他指令

USER

VOLUME

LABEL

HEALTHCHECK

最佳实践

1. 多阶段构建

2. 层缓存优化

3. 使用.dockerignore

4. 安全最佳实践

实践练习

练习1：创建简单的Web应用镜像

练习2：Node.js应用镜像

练习3：多阶段构建

高级技巧

1. 构建参数和条件构建

2. 健康检查

3. 多架构构建

调试技巧

1. 构建调试

2. 运行时调试

常见问题

1. 构建失败

2. 镜像过大

3. 构建缓慢

下一步

学习检查点