Docker 镜像分层及dockerfile 编写技巧

下面我来详细讲解 Docker 镜像分层及 dockerfile 编写技巧的完整攻略。

什么是 Docker 镜像分层？

Docker 镜像是由一层层（Layer）堆叠构成的。每个镜像层都是只读的，每次对容器的修改都是在容器新建的一层中进行的。这个特性使得 Docker 镜像具有以下几个优势：

1. 镜像分层能够节省存储空间，因为如果多个镜像层中的内容相同，那么它们只需要存储一份即可。
2. 镜像分层能够加速镜像的下载和传输，因为只需要下载和传输那些当前所需要的层即可。
3. 镜像分层能够提升容器的启动速度。由于只需要加载那些没有加载过的层，所以启动容器所需要的时间也大大缩短了。

Dockerfile 编写技巧

Dockerfile 是一种用于自动化构建 Docker 镜像的工具。在编写 Dockerfile 时，需要注意以下几点：

1. 在选择基础镜像时，需要结合实际情况选择尽量轻量的镜像，以减少镜像的体积。
2. 需要合理利用 Dockerfile 中的缓存机制。在 Dockerfile 的每一行指令中，都可以指定一个标签，当这个标签变化时，Docker 就会重新运行这一行指令及其后面的指令，因此，尽量使这些标签的修改频率尽可能的低。
3. 合理使用多行语句和 .dockerignore 文件，以最大程度地减小镜像的体积。

下面是一个 Dockerfile 的示例，其中包含了以上所述的优化策略：

# 选择一个轻量的基础镜像
FROM alpine:3.14

# 向容器内添加文件
ADD index.js /app/
ADD package.json /app/

# 安装依赖
RUN apk add --no-cache nodejs npm \
    && cd /app \
    && npm install

# 暴露端口
EXPOSE 8080

# 指定容器启动时执行的命令
CMD ["node", "/app/index.js"]

通过多行语句，尽量减少了每个镜像层的数量。同时，在添加文件时使用了 .dockerignore 文件来排除掉一些不需要的文件，进一步减小了镜像的体积。

示例1：使用 Dockerfile 构建一个简单的 Node.js 服务器镜像

下面是一个构建 Node.js 服务器镜像的示例：

1. 首先，在本地新建一个名为 app 的文件夹。

$ mkdir app && cd app

1. 在 app 文件夹中，新建一个名为 index.js 的文件，内容如下：

const http = require('http');

http.createServer(function (req, res) {
  res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});
  res.end('Hello World\n');
}).listen(8080);

console.log('Server running at http://localhost:8080/');

1. 新建一个名为 package.json 的文件，内容如下：

{
  "name": "docker-nodejs-app",
  "version": "0.0.1",
  "description": "A simple Node.js app for Docker",
  "main": "index.js",
  "dependencies": {
    "express": "^4.16.2"
  }
}

1. 在 app 文件夹中，新建一个 Dockerfile 文件，内容如下：

# 选择一个轻量的基础镜像
FROM alpine:3.14

# 向容器内添加文件
ADD index.js /app/
ADD package.json /app/

# 安装依赖
RUN apk add --no-cache nodejs npm \
    && cd /app \
    && npm install

# 暴露端口
EXPOSE 8080

# 指定容器启动时执行的命令
CMD ["node", "/app/index.js"]

1. 在 app 文件夹中，打开终端，执行以下命令，使用 Dockerfile 构建镜像（注意最后的 .）：

$ docker build -t node-app .

1. 构建完成后，执行以下命令查看镜像：

$ docker images

1. 启动容器：

$ docker run -p 8080:8080 node-app

1. 访问 http://localhost:8080/ ，如果输出 Hello World 表示访问成功。

示例2：使用 Dockerfile 构建一个 Nginx 反向代理镜像

下面是一个构建 Nginx 反向代理镜像的示例：

1. 首先，在本地新建一个名为 nginx 且包含一个代理配置的文件的文件夹。

$ mkdir nginx && cd nginx

1. 在 nginx 文件夹中，新建一个名为 proxy.conf 的文件，内容如下：

server {
  listen       8080;
  server_name  localhost;

  location / {
    proxy_pass         http://backend:3000;
    proxy_redirect     off;
    proxy_set_header   Host $host;
    proxy_set_header   X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header   X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    proxy_set_header   X-Forwarded-Host $server_name;
  }
}

1. 在 nginx 文件夹中，新建一个 Dockerfile 文件，内容如下：

# 选择一个预装有 Nginx 的基础镜像
FROM nginx:1.21

# 将代理配置文件复制到容器内
COPY proxy.conf /etc/nginx/conf.d/

# 暴露端口
EXPOSE 8080

1. 在 nginx 文件夹中，打开终端，执行以下命令，使用 Dockerfile 构建镜像（注意最后的 .）：

$ docker build -t nginx-proxy .

1. 构建完成后，执行以下命令查看镜像：

$ docker images

1. 启动一个 Node.js 服务器容器，容器名为 backend：

$ docker run -d --name backend node:latest

1. 启动 Nginx 反向代理容器：

$ docker run -d --name nginx-proxy -p 8080:8080 --link backend nginx-proxy

1. 访问 http://localhost:8080/ ，如果成功访问到了一个 Node.js 服务器，说明 Nginx 反向代理容器配置成功。

这两个示例分别说明了 Dockerfile 的编写和镜像层的分层存储，相信大家已经对这两个问题有了深入的了解。