Docker镜像

Docker 镜像是一个轻量级、可执行的独立软件包，它包含了运行某个软件所需的一切：代码、运行时环境、库、环境变量和配置文件。它是一切容器运行的基石。
1、核心概念

1.1 分层存储 (Union File System)

这是 Docker 镜像最核心的特性。
只读层 (Read-only Layers)： 一个镜像由多个只读层叠加而成。每一层代表 Dockerfile 中的一条指令。例如：

1. FROM ubuntu:22.04 # 会创建一层。
3. RUN apt-get update && apt-get install -y nginx # 会创建新的一层。
5. COPY index.html /var/www/html/ # 又会创建新的一层。

复制代码

容器层 (Container Layer, 即可写层)： 当你基于一个镜像启动容器时，Docker 会在所有只读层之上添加一个薄薄的可写层。所有对运行中容器的修改（如创建新文件、修改现有文件、安装新软件）都只发生在这个可写层中。
写时复制 (Copy-on-Write, CoW)： 这是实现分层存储的关键策略。如果一个文件存在于较低的只读层，而容器想要修改它，Docker 会先将这个文件复制到可写层，然后进行修改。容器看到的是可写层中的文件版本，而只读层中的原始文件保持不变。
1.2 镜像与容器的关系

• 镜像 (Image)： 是一个静态的模板，一个定义文件。类似于面向对象中的“类”。
  
• 容器 (Container)： 是镜像的一个运行实例。类似于“类”的“实例化对象”。
  

一个镜像可以启动任意多个容器。每个容器都有自己的可写层和唯一的容器 ID。
2、Dockerfile

镜像是通过 Dockerfile 构建的。Dockerfile 是一个文本文件，里面包含了一系列用于构建镜像的指令。
2.1 常用指令及其功能

指令功能说明示例FROM指定基础镜像, 必须是第一条指令。FROM python:3.9-slimLABEL为镜像添加元数据（如维护者信息），推荐替代已废弃的 MAINTAINER。LABEL maintainer="your-name@example.com"RUN在构建过程中执行命令，常用于安装软件包。RUN apt-get update && apt-get install -y nginxCOPY将本地文件或目录复制到镜像中（推荐用于本地文件）。COPY ./app /appADD与 COPY 类似，但支持从 URL 下载文件或自动解压压缩包到镜像。ADD app.tar.gz /app/WORKDIR设置工作目录，后续的 RUN,CMD,ENTRYPOINT,COPY,ADD 等指令都会在此目录下执行。WORKDIR /appEXPOSE声明容器运行时监听的网络端口，但实际映射需在 docker run 通过 -p 参数指定。EXPOSE 80ENV设置环境变量，该变量在构建阶段和容器运行时均可用。ENV APP_ENV productionCMD指定容器启动时默认命令，可以被 docker run 后面参数覆盖。CMD ["python", "app.py"]ENTRYPOINT配置容器启动时的入口命令，使其像一个可执行文件，CMD 的内容作为参数传递给它。ENTRYPOINT ["/nginx","-g","daemon off;"]USER指定运行后续指令以及容器运行时的用户名或 UID。USER appuserARG定义构建时的变量，其值仅在构建阶段可用，不会保留到镜像中。ARG VERSION=1.02.2 示例

构建一个简单的 Nginx 镜像
2.2.1 创建一个项目目录

1. mkdir my-nginx-app
2. cd my-nginx-app

复制代码

2.2.2 创建一个自定义的 index.html

1. echo "<h1>Hello, Docker Image Tutorial!</h1>" > index.html

复制代码

2.2.3 创建 Dockerfile

1. # 使用官方 Nginx 镜像作为基础层 (Base Layer)
2. FROM nginx:alpine
4. # 维护者信息（已弃用，可用 LABEL 替代）
5. LABEL maintainer="your.email@example.com"
7. # 删除默认的欢迎页面
8. RUN rm /usr/share/nginx/html/index.html
10. # 将宿主机的 index.html 文件复制到镜像的指定路径
11. # 这一步会创建一个新的镜像层
12. COPY index.html /usr/share/nginx/html/
14. # 暴露容器运行时监听的端口
15. EXPOSE 80
17. # 容器启动时执行的命令
18. # 因为基础镜像 nginx:alpine 已经定义了启动 nginx 的命令，所以这里可以省略
19. # CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

复制代码

2.3 构建镜像

使用 docker build命令根据 Dockerfile 构建镜像

1. docker build -t my-custom-nginx:1.0 .
2. # -t my-custom-nginx:1.0 指定镜像名为 my-custom-nginx，标签为 1.0
3. # . 表示 Dockerfile 和构建上下文（index.html文件）在当前目录

复制代码

构建过程输出：

1. Sending build context to Docker daemon  3.072kB
2. Step 1/5 : FROM nginx:alpine
3. alpine: Pulling from library/nginx
4. ... (下载 nginx:alpine 的各个层)
5. Step 2/5 : LABEL maintainer="your.email@example.com"
6. ---> Running in a1b2c3d4e5f6
7. ---> 8a7b6c5d4e3f (新生成一层的ID)
8. Step 3/5 : RUN rm /usr/share/nginx/html/index.html
9. ---> Running in f5e4d3c2b1a0
10. ---> 1a2b3c4d5e6f (新生成一层的ID)
11. Step 4/5 : COPY index.html /usr/share/nginx/html/
12. ---> a1b2c3d4e5f6 (新生成一层的ID)
13. Step 5/5 : EXPOSE 80
14. ---> Running in 1234567890ab
15. ---> abcdef123456 (最终镜像的ID)
16. Successfully built abcdef123456
17. Successfully tagged my-custom-nginx:1.0

复制代码

2.4 ADD 与 COPY 的选择

尽管 ADD功能更多，但出于安全性和清晰度的考虑，建议优先使用 COPY 来复制本地文件，除非你确实需要 ADD的自动解压或从 URL 获取文件的功能。
2.5 RUN、CMD 和 ENTRYPOINT

• RUN 执行命令并创建新的镜像层，RUN 经常用于安装软件包。
  
• CMD 设置容器启动后默认执行的命令及其参数，但 CMD 能够被 docker run 后面跟的命令行参数替换。
  
• ENTRYPOINT 配置容器启动时运行的命令。
  

2.5.1 Shell 和 Exec 格式

Shell 格式

例如：
RUN apt-get install python3
CMD echo "Hello world"
ENTRYPOINT echo "Hello world"
当指令执行时，shell 格式底层会调用 /bin/sh -c 。
Dockerfile片段：
ENV name LaoTie666
ENTRYPOINT echo "Hello, $name"
执行 docker run  将输出：
Hello, LaoTie666
注意：环境变量 name 已经被值 LaoTie666 替换。
Exec 格式
["executable", "param1", "param2", ...]
例如：
RUN ["apt-get", "install", "python3"]  
CMD ["/bin/echo", "Hello world"]  
ENTRYPOINT ["/bin/echo", "Hello world"]
当指令执行时，会直接调用 ，不会被 shell 解析。
Dockerfile 片段：
ENV name LaoTie666
ENTRYPOINT ["/bin/echo", "Hello, $name"]
输出：
Hello, $name
注意：环境变量“name”没有被替换。
如果希望使用环境变量，照如下修改
ENV name LaoTie666
ENTRYPOINT ["/bin/sh", "-c", "echo Hello, $name"]
输出：
Hello, LaoTie666
总结：
CMD 和 ENTRYPOINT 推荐使用 Exec 格式，因为指令可读性更强，更容易理解。RUN 则两种格式都可以。
2.5.2 RUN

RUN 指令通常用于安装应用和软件包。
RUN 在当前镜像的顶部执行命令，并通过创建新的镜像层。Dockerfile 中常常包含多个 RUN 指令。
两种格式
Shell 格式：RUN
Exec 格式：RUN ["executable", "param1", "param2"]
例子：

1. RUN apt-get update && apt-get install -y \  
3. bzr \
5. cvs \
7. git \
9. mercurial \
11. subversion

复制代码

注意：apt-get update 和 apt-get install 被放在一个 RUN 指令中执行，这样能够保证每次安装的是最新的包。如果 apt-get install 在单独的 RUN 中执行，则会使用 apt-get update 创建的镜像层，而这一层可能是很久以前缓存的。
2.5.3 CMD

CMD 指令允许用户指定容器的默认执行的命令。
此命令会在容器启动且 docker run 没有指定其他命令时运行。
如果 docker run 指定了其他命令，CMD 指定的默认命令将被忽略。
如果 Dockerfile 中有多个 CMD 指令，只有最后一个 CMD 有效。
三种格式：

• Exec 格式：CMD ["executable","param1","param2"]，这是 CMD 的推荐格式。
  
• CMD ["param1","param2"] 为 ENTRYPOINT 提供额外的参数，此时 ENTRYPOINT 必须使用 Exec 格式。
  
• Shell 格式：CMD command param1 param2
  

第二种格式 CMD ["param1","param2"] 要与 Exec 格式 的 ENTRYPOINT 指令配合使用，其用途是为 ENTRYPOINT 设置默认的参数。
Dockerfile片段
CMD echo "Hello world"
运行容器 docker run -it [image] 将输出：
Hello world
但当后面加上一个命令，比如 docker run -it [image] /bin/bash，CMD 会被忽略掉，命令 bash 将被执行：
root@10a32dc7d3d3:/#
2.5.4 ENTRYPOINT

ENTRYPOINT 指令可让容器以应用程序或者服务的形式运行。
ENTRYPOINT 看上去与 CMD 很像，它们都可以指定要执行的命令及其参数。不同的地方在于 ENTRYPOINT 不会被忽略，一定会被执行，即使运行 docker run 时指定了其他命令。
两种格式

• Exec 格式：ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"] 这是 ENTRYPOINT 的推荐格式。
  
• Shell 格式：ENTRYPOINT command param1 param2
  

在为 ENTRYPOINT 选择格式时必须小心，因为这两种格式的效果差别很大。
Exec 格式
ENTRYPOINT 的 Exec 格式用于设置要执行的命令及其参数，同时可通过 CMD 提供额外的参数。
ENTRYPOINT 中的参数始终会被使用，而 CMD 的额外参数可以在容器启动时动态替换掉。
Dockerfile 片段

1. ENTRYPOINT ["/bin/echo", "Hello"]  
3. CMD ["world"]

复制代码

当容器通过 docker run -it [image] 启动时，输出为：
Hello world
而如果通过 docker run -it [image] laotie666 启动，则输出为：
Hello laotie666
Shell 格式
ENTRYPOINT 的 Shell 格式会忽略任何 CMD 或 docker run 提供的参数。
3、镜像管理常用命令

命令说明示例docker images 或 docker image ls列出本地所有镜像docker imagesdocker pull :从仓库拉取镜像docker pull ubuntu:22.04docker push :将镜像推送到仓库docker push my-registry.com/my-app:1.0docker rmi  或 docker image rm 删除本地镜像docker rmi my-custom-nginx:1.0docker tag  给镜像打一个新标签docker tag my-app:latest my-app:v1.0docker history 查看镜像的构建历史和各层信息docker history my-custom-nginx:1.0docker inspect 获取镜像的详细信息（元数据）docker inspect nginx:alpinedocker save -o  将镜像保存为 tar 归档文件docker save -o my-app.tar my-app:latestdocker load -i 从 tar 归档文件加载镜像docker load -i my-app.tar4、Docker镜像优化

4.1 使用合适的基础镜像

优先选择 alpine 等轻量级镜像

1. # 好的实践
2. FROM node:16-alpine  # 约100MB
4. # 不推荐（过大）
5. FROM node:16         # 约900MB

复制代码

4.2 合理组织指令顺序

将频繁变动的文件放在后面，利用缓存

1. # 好的实践
2. FROM node:16-alpine
3. WORKDIR /app
4. COPY package*.json ./  # 不常变动，先复制以利用缓存
5. RUN npm install
6. COPY . .               # 经常变动，放在后面

复制代码

4.3 清理不必要的文件

在同一层清理构建依赖

1. # 好的实践
2. RUN apt-get update && \
3.     apt-get install -y gcc && \
4.     # 编译操作... && \
5.     apt-get remove -y gcc && \
6.     apt-get clean && \
7.     rm -rf /var/lib/apt/lists/*

复制代码

4.4 合并 RUN 指令

将多个 RUN指令通过 &&连接成一个，减少镜像的层数，从而减小体积。

1. # 不推荐
2. RUN apt-get update
3. RUN apt-get install -y package
5. # 推荐
6. RUN apt-get update && apt-get install -y package

复制代码

4.5 多阶段构建

用于需要编译的应用程序（如 Go, Java）。它允许你在一个 Dockerfile 中使用多个 FROM 语句，并且可以选择性地将前一阶段的构建产物复制到后一阶段，而丢弃不需要的庞大编译环境和中间文件。

1. # 第一阶段：构建阶段
2. FROM golang:1.19 AS builder
3. WORKDIR /app
4. COPY . .
5. RUN go build -o myapp .
7. # 第二阶段：运行阶段
8. FROM alpine:latest
9. WORKDIR /root/
10. # 从 builder 阶段只复制编译好的二进制文件
11. COPY --from=builder /app/myapp .
12. CMD ["./myapp"]

复制代码

4.6 使用 .dockerignore 文件

类似于 .gitignore，它可以排除构建上下文中不需要的文件，避免它们被发送到 Docker 守护进程，加速构建过程，并避免将敏感文件意外打入镜像

1. # 忽略版本控制文件
2. .git
3. .gitignore
5. # 忽略依赖目录
6. node_modules
7. vendor
9. # 忽略环境配置文件
10. .env
11. .env.local
13. # 忽略日志和临时文件
14. logs/
15. tmp/
17. # 忽略IDE配置
18. .idea/
19. .vscode/
21. # 忽略构建产物
22. dist/
23. build/

复制代码

5、实战示例：构建一个 Python Flask 应用镜像

5.1 项目结构

1. ```
2. my-flask-app/
3. ├── app.py
4. ├── requirements.txt
5. └── Dockerfile
6. ```

复制代码

5.2 Dockerfile 内容

1. ```dockerfile
2. # 使用官方 Python 精简版基础镜像
3. FROM python:3.9-slim
5. # 设置元数据和维护者信息（推荐方式）
6. LABEL maintainer="your-name@example.com"
8. # 设置工作目录
9. WORKDIR /app
11. # 先将依赖文件复制到工作目录
12. COPY requirements.txt .
14. # 安装依赖
15. RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
17. # 复制应用代码
18. COPY . .
20. # 声明容器暴露的端口
21. EXPOSE 5000
23. # 定义环境变量
24. ENV FLASK_APP=app.py
25. ENV FLASK_RUN_HOST=0.0.0.0
27. # 容器启动时运行命令
28. CMD ["flask", "run"]
29. ```

复制代码

5.3 构建与运行

1. ```bash
2. # 构建镜像
3. docker build -t my-flask-app:latest .
5. # 运行容器
6. docker run -d -p 5000:5000 --name my-flask-container my-flask-app

复制代码

来源：程序园用户自行投稿发布，如果侵权，请联系站长删除
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！