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docker学习笔记（3）

来源：互联网收集：自由互联发布时间：2022-05-20

简介在docker学习笔记（1）- 架构概述一节中可以看到镜像是docker三大组件之一，可以将Docker镜像类比为虚拟机的模版。镜像由多个层组成，每层叠加之后从外部看就像一个独立的对象

简介

在docker学习笔记（1）- 架构概述一节中可以看到镜像是docker三大组件之一，可以将Docker镜像类比为虚拟机的模版。

镜像由多个层组成，每层叠加之后从外部看就像一个独立的对象，镜像的内部包括操作系统、应用程序、应用运行时所必须的依赖包等。
使用镜像时从仓库中拉取镜像到Docker主机，然后使用该镜像可以启动一个或多个容器，也可以将容器构建为镜像。

具体的概念与实现在后续实现Docker的基础技术中记录，先整理镜像的用法

相关命令镜像加速

国内访问Docker hub有速度缓慢甚至会无法的情况，换用国内云厂商提供的加速服务，可以添加多个源，在/etc/docker/daemon.json文件中添加如下json内容，没有daemon.json可以自己新建

{
 "registry-mirror": [
         "https://hub-mirror.c.163.com/",
         "https://reg-mirror.qiniu.com"
  ]
}
# 重启docker
systemctl daemon-reload
systemctl restart docker
# 查看是否生效，在使用docker pull时会快很多
docker info
>
 Registry: https://index.docker.io/v1/
 Labels:
 Experimental: false
 Insecure Registries:
  127.0.0.0/8
 Registry Mirrors:
  https://hub-mirror.c.163.com/
  https://reg-mirror.qiniu.com/

搜索镜像

docker search centos --filter=stars=20
>
NAME                           DESCRIPTION                                     STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
centos                         The official build of CentOS.                   7066      [OK]
centos/systemd                 systemd enabled base container.                 105                  [OK]
centos/mysql-57-centos7        MySQL 5.7 SQL database server                   92
centos/postgresql-96-centos7   PostgreSQL is an advanced Object-Relational …   45
centos/httpd-24-centos7        Platform for running Apache httpd 2.4 or bui…   43
centos/python-35-centos7       Platform for building and running Python 3.5…   39
centos/php-56-centos7          Platform for building and running PHP 5.6 ap…   34
centos/mysql-56-centos7        MySQL 5.6 SQL database server                   22

NAME：镜像名字
DESCRIPTION：镜像描述信息，默认会被截断，可使用--no-trunc取消截断
STARS：收藏数，--filter=starts=20，搜索收藏数大于20的镜像
OFFICIAL：由docker官方维护支持的镜像，最好使用官方镜像作为基础镜像
AUTOMATED：该镜像由docker hub的自动构建流程创建的

拉取镜像

# 拉取镜像 docker pull <镜像名称>
# 不提供仓库名默认为docker.io，tag默认为最新的tag，用户名默认为官方镜像
docker pull ubuntu
>
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/ubuntu
7c3b88808835: Pull complete
Digest: sha256:8ae9bafbb64f63a50caab98fd3a5e37b3eb837a3e0780b78e5218e63193961f9
Status: Downloaded newer image for ubuntu:latest
docker.io/library/ubuntu:latest # 最后一行显示完整的镜像名称
# 指定仓库名和tag
docker image pull docker.io/library/ubuntu:16.04
>
16.04: Pulling from library/ubuntu
58690f9b18fc: Pull complete
b51569e7c507: Pull complete
da8ef40b9eca: Pull complete
fb15d46c38dc: Pull complete
Digest: sha256:0f71fa8d4d2d4292c3c617fda2b36f6dabe5c8b6e34c3dc5b0d17d4e704bd39c
Status: Downloaded newer image for ubuntu:16.04
docker.io/library/ubuntu:16.04

镜像名称的格式为：Docker仓库地址/用户名/软件名:tag
上面提到镜像是分层存储的，可以看到pull时也是一层一层进行，给出每层ID的前12位，拉取完成后给出给出一个sha256的摘要，用来确保下载一致性

推送镜像

使用docker push推送镜像到仓库，也可以推送到私有仓库，在docker学习笔记（2）- 仓库一节中有记录

列出镜像

# 列出本地镜像
docker image ls
>
REPOSITORY                 TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
registry                   2         8948869ebfee   5 days ago     24.2MB
ubuntu                     latest    2b4cba85892a   10 days ago    72.8MB
portainer/portainer-ce     latest    ed396c816a75   4 weeks ago    280MB
joxit/docker-registry-ui   latest    c4f5113ae220   4 months ago   24.8MB
centos                     7         eeb6ee3f44bd   5 months ago   204MB
centos                     latest    5d0da3dc9764   5 months ago   231MB
ubuntu                     16.04     b6f507652425   6 months ago   135MB
radial/busyboxplus         latest    fffcfdfce622   7 years ago    12.9MB
# 列出所有镜像，包括中间层镜像
docker image ls -a
# 查看镜像、容器、存储卷等实际消耗空间
docker system df
>
TYPE            TOTAL     ACTIVE    SIZE      RECLAIMABLE
Images          8         2         984.2MB   680.5MB (69%)
Containers      2         2         0B        0B
Local Volumes   5         0         184.3MB   184.3MB (100%)
Build Cache     0         0         0B        0B
# 列出镜像sha256摘要
docker image ls --digests
REPOSITORY                                       TAG       DIGEST                                                                    IMAGE ID       CREATED        SIZE
busybox                                          latest    sha256:caa382c432891547782ce7140fb3b7304613d3b0438834dce1cad68896ab110a   2fb6fc2d97e1   2 days ago     1.24MB
www.codemachine.in/busybox                       latest    sha256:14d4f50961544fdb669075c442509f194bdc4c0e344bde06e35dbd55af842a38   2fb6fc2d97e1   2 days ago     1.24MB

一个镜像可以对应多个标签，IMAGE ID是镜像的唯一标识
Docker Hub中显示的镜像体积是网络传输即压缩后的体积，而下载到本地后会解压缩，所以本地看到的镜像SIZE更大
通过image ls 列出的镜像体积并不是本地实际消耗的空间，镜像是多层存储结构并且可以继承复用，因此不同的镜像可能会使用相同的基础镜像，Union FS使得相同的层只需保存一份

format展示

# 仅仅显示image ID
docker image ls -q
# 删除所有列出的镜像
docker image rm $(docker image ls -q)

使用go模版语法

# 列出镜像ID和仓库名
docker image ls --format "{{.ID}}: {{.Repository}}"
>
2fb6fc2d97e1: busybox
2fb6fc2d97e1: www.codemachine.in/busybox
5d0da3dc9764: 172.17.73.129:6000/centos
5d0da3dc9764: centos
5d0da3dc9764: www.codemachine.in/centos
5d0da3dc9764: www.codemachine.in/centos
32b8411b497a: dockersamples/atseasampleshopapp_reverse_proxy
8dbf7c60cf88: dockersamples/visualizer
# 自定义列显示
docker image ls --format "table {{.ID}}\t{{.Repository}}\t{{.Tag}}"
>
IMAGE ID       REPOSITORY                                       TAG
2fb6fc2d97e1   busybox                                          latest
2fb6fc2d97e1   www.codemachine.in/busybox                       latest
5d0da3dc9764   172.17.73.129:6000/centos                        latest
5d0da3dc9764   centos                                           latest
5d0da3dc9764   www.codemachine.in/centos                        galen
5d0da3dc9764   www.codemachine.in/centos                        latest
32b8411b497a   dockersamples/atseasampleshopapp_reverse_proxy   <none>
8dbf7c60cf88   dockersamples/visualizer                         <none>

dangling镜像

这类镜像没有标签和仓库名，在pull或者build了新版本镜像后，新旧镜像同名，旧的镜像名称与tag被取消，产生了dangling镜像

# 查看dangling镜像
docker image ls -f dangling=true
>
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
<none>              <none>              00285df0df87        5 days ago          342 MB
# -f后还可以跟since，before，label等参数过滤

删除镜像

可以使用镜像ID、镜像名、sha256摘要来删除镜像

# OPTION: -f 强制删除
docker image rm [OPTION] <NAME>
# 删除未使用的镜像（清理多余镜像）
docker image prune

[docker@docker1 ~]$ docker images
REPOSITORY                                       TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
busybox                                          latest    2fb6fc2d97e1   2 days ago     1.24MB
www.codemachine.in/busybox                       latest    2fb6fc2d97e1   2 days ago     1.24MB
[docker@docker1 ~]$ docker image rm busybox
Untagged: busybox:latest
Untagged: busybox@sha256:caa382c432891547782ce7140fb3b7304613d3b0438834dce1cad68896ab110a
[docker@docker1 ~]$ docker images
REPOSITORY                                       TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
www.codemachine.in/busybox                       latest    2fb6fc2d97e1   2 days ago     1.24MB
[docker@docker1 ~]$ docker image rm 2fb6fc2d97e1
Untagged: www.codemachine.in/busybox:latest
Untagged: www.codemachine.in/busybox@sha256:14d4f50961544fdb669075c442509f194bdc4c0e344bde06e35dbd55af842a38
Deleted: sha256:2fb6fc2d97e10c79983aa10e013824cc7fc8bae50630e32159821197dda95fe3
Deleted: sha256:797ac4999b67d8c38a596919efa5b7b6a4a8fd5814cb8564efa482c5d8403e6d

几种不会删除镜像的情况：

Untagged：一个镜像可能有多个标签标签指向，可以看到下面两个镜像的IMAGE ID是一样的，因此只删除一个并没有真正delete镜像，而是删除了标签，所有标签都Untagged后才会真正删除镜像，Deleted
从上层向基础层方向依次查找，如果有其他镜像依赖当前镜像也无法真正Deleted
如果有容器以此镜像为基础启动，不管容器是否运行，该镜像都不可删除

Dockerfile

构建镜像实际上是在每一层添加配置、文件等。将每一层修改、安装、构建、操作等命令写入dockerfile脚本中，这样在构建镜像时使用了什么命令，做了什么操作，同时可以配合多阶段构建来精简镜像体积和降低部署复杂度。

docker build用法

# 指定镜像名，使用当前目录下的Dockerfile
docker build -t shykes/myapp:1.0.2 -t shykes/myapp:latest .
# 指定Dockerfile路径
docker build -f /path/to/a/Dockerfile .
# 从标准输入中读取Dockerfile进行构建
docker build - < Dockerfile
cat Dockerfile | docker build -
# 读取压缩包构建
docker build - < context.tar.gz

构建上下文（Context）：docker采用的是C/S架构，在运行时docker engine提供了一组REST API，在使用客户端时其实是通过API与docker engine交互，那么就算我们是在本机执行docker命令，诸如ADD、COPY这类这令时，实际上还是使用远程调用的方式在服务端完成（docker engine），docker build -t <NAME> .的意思是将当前目录作为构建镜像上下文的路径，然后将该路径的所有内容打包上传到docker engine，之后docker engine用收到的文件构建镜像。
一般将dockerfile置于项目根目录，如果该目录下有些东西不希望在构建时传给docker engine，可以添加到.dockerignore文件中。

指令

书写Dockerfile的常用指令，详细参考见Dockerfile reference

FROM

指定基础镜像

FROM [--platform=<platform>] <image>[:<tag>] [AS <name>]
# --platform：提供镜像使用平台，linux/amd64, linux/arm64, or windows/amd64
# AS <name>： 指定此构建阶段的别名，供后面的FROM和COPY引用

特殊镜像scratch是一个空白的镜像，执行的指令会在镜像第一层开始写，静态编译适用

RUN

执行命令行命令

# shell格式
RUN <command>
RUN /bin/bash -c "echo hello"
# exec格式
RUN ["executable", "param1", "param2"]
RUN ["/bin/bash", "-c", "echo hello"]

每一行RUN执行就会使镜像新增一层，过多使用RUN使得镜像臃肿很容易就达到Union FS限制的最大层数，利用 && 和换行的方式执行多条命令在这一层将所有的事情做完是个不错的选择
通常用于安装软件包

COPY

从Context目录中的文件复制到镜像新一层的目录下

COPY [--chown=<user>:<group>] <源路径>... <目标路径>
or
COPY [--chown=<user>:<group>] ["<源路径1>",... "<目标路径>"]
# 源路径可以是多个或满足Go语言filepath.Match规则的通配符
COPY package.json /usr/src/app/
COPY hom* /mydir/
COPY hom?.txt /mydir/

<目标路径> 可以是容器内的绝对路径，也可以是相对于工作目录的相对路径（工作目录可以用 WORKDIR 指令来指定）
使用 COPY 指令，源文件的各种元数据都会保留

CMD

Docker 不是虚拟机，容器就是进程。既然是进程，那么在启动容器的时候，需要指定所运行的程序及参数。CMD 指令就是用于指定默认的容器主进程的启动命令的。

CMD echo $HOME
or
CMD [ "sh", "-c", "echo $HOME" ]

可被替换：比如centos默认CMD /bin/bash，那么使用docker run -it centos就会进入/bin/bash下，如果使用docker run -it centos cat /etc/redhat-release就会变成输出release号后停止

ENTRYPOINT

与CMD功能相似，只不过CMD容器运行时若添加了参数（如上所说），那么默认CMD的参数就会被替换掉，而ENTRYPOINT会将添加的参数跟在原有参数的后边，这样就可以像使用命令一样使用容器

ENTRYPOINT [ "curl", "-s", "http://myip.ipip.net" ]

也可以做启动容器前的准备工作，以下为redis创建用户，然后为ENTRYPOINT指定脚本，该脚本判断CMD参数是否是启动redis-server，如果是使用redis用户启动，如果是其他操作则继续使用root，这样既保证了服务运行的安全性，又不妨碍使用root用户做一些调试和信息获取等操作

FROM alpine:3.4
...
RUN addgroup -S redis && adduser -S -G redis redis
...
ENTRYPOINT ["docker-entrypoint.sh"]

EXPOSE 6379
CMD [ "redis-server" ]

# docker-entrypoint.sh
#!/bin/sh
...
# allow the container to be started with `--user`
if [ "$1" = 'redis-server' -a "$(id -u)" = '0' ]; then
	find . \! -user redis -exec chown redis '{}' +
	exec gosu redis "$0" "$@"
fi

exec "$@"

ENV

设置环境变量，在后面的指令中引用

ENV <key>=<value> ...

VOLUME

在镜像中创建挂载点，但是无法指定创建在主机的对应目录，可以通过docker inspect <CONTAINER NAME>查看Source挂载目录是哪个

VOLUME ["<路径1>", "<路径2>"...]
or
VOLUME <路径>

EXPOSE

声明容器运行时打算用什么端口，并不会自动在宿主机和容器进行端口映射。可以使用docker run -p <主机端口:容器端口>进行端口映射，也可以使用docker run -P随机映射EXPOSE的端口

EXPOSE <port> [<port>/<protocol>...]
EXPOSE 80/tcp

WORKDIR

指定当前工作目录，后面各层（RUN，CMD，ENTRYPOINT，COPY，ADD）的当前目录就被改为WORKDIR目录，如果该目录不存在则会自动创建

WORKDIR /path/to/workdir
# 示例，pwd的路径为/a/b/c
WORKDIR /a
WORKDIR b
WORKDIR c
RUN pwd

USER

指定用户身份，影响后面各层操作的用户，用户必须事先创建好

USER <用户名>[:<用户组>]

如果是执行SHELL时候要改变身份，不要使用 su 或者 sudo，这些都需要比较麻烦的配置，而且在 TTY 缺失的环境下经常出错。建议使用 ``gosu`

# 建立 redis 用户，并使用 gosu 换另一个用户执行命令
RUN groupadd -r redis && useradd -r -g redis redis
# 下载 gosu
RUN wget -O /usr/local/bin/gosu "https://github.com/tianon/gosu/releases/download/1.12/gosu-amd64" \
    && chmod +x /usr/local/bin/gosu \
    && gosu nobody true
# 设置 CMD，并以另外的用户执行
CMD [ "exec", "gosu", "redis", "redis-server" ]

LABEL

为镜像添加元数据

LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> ...

LABEL "com.example.vendor"="ACME Incorporated"
LABEL com.example.label-with-value="foo"
LABEL version="1.0"
LABEL description="This text illustrates \
that label-values can span multiple lines."

SHELL

用来指定RUN ENTRYPOINT CMD 指令的 shell，Linux 中默认为 ["/bin/sh", "-c"]

SHELL ["executable", "parameters"]

ONBUILD

一般作为基础镜像时使用，该指令在构建当前镜像时不会执行，当其他镜像以此为基础镜像时才会执行

ONBUILD <其它指令>

使用git仓库构建

docker build -t hello-world git://github.com/docker-library/hello-world.git\#master:amd64/hello-world
>
Sending build context to Docker daemon  22.02kB
Step 1/3 : FROM scratch
 --->
Step 2/3 : COPY hello /
 ---> e0499e772bd9
Step 3/3 : CMD ["/hello"]
 ---> Running in 1eeb706f26e2
Removing intermediate container 1eeb706f26e2
 ---> 6abb50a2e5cc
Successfully built 6abb50a2e5cc
Successfully tagged hello-world:latest
# 查看镜像
docker images
REPOSITORY               TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
hello-world              latest    6abb50a2e5cc   47 seconds ago   13.3kB

指定要构建的git仓库地址，切换到master分支，进入amd64/hello-world目录开始构建

使用tar压缩包构建

docker engine下载该tar包并自动解压，以解压后的文件夹作为上下文开始构建

docker build http://server/context.tar.gz

Dockerfile多阶段构建

Docker v17.05开始支持多阶段构建 (multistage builds)，解决了以下问题：

如果使用一个Dockerfile，镜像体积过大使得部署时间过长（比如编译依赖组件繁多，但实际运行中并不需要），而且容易泄露源码
如果使用多个Dockerfile（比如编译和运行分开进行），中间需要脚本整合不同构建阶段内容是个比较复杂的工作，容易出现问题

下面对比单个Dockerfile构建和多阶段构建一个go helloworld程序的区别。

# app.go
package main

import "fmt"

func main(){
    fmt.Printf("Hello World!");
}

使用单个文件

Dockerfile

FROM golang:alpine

RUN sed -i 's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apk/repositories

RUN apk --no-cache add git ca-certificates

WORKDIR /go/src/github.com/go/helloworld/

COPY app.go .

RUN go mod init

RUN GOPROXY="https://goproxy.io" GO111MODULE=on go get -d -v github.com/go-sql-driver/mysql \
  && CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app . \
  && cp /go/src/github.com/go/helloworld/app /root

WORKDIR /root/

CMD ["./app"]

build

docker build -t go/helloworld:1 .
# 运行容器
docker container run go/helloworld:1
>
Hello World!%

多阶段构建

Dockerfile

# 将此阶段命名为builder
FROM golang:alpine as builder
# 解决下载go慢的问题
RUN sed -i 's/dl-cdn.alpinelinux.org/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apk/repositories

RUN apk --no-cache add git

WORKDIR /go/src/github.com/go/helloworld/

RUN GOPROXY="https://goproxy.io" GO111MODULE=on go get -d -v github.com/go-sql-driver/mysql

COPY app.go .
# 处理go.mod缺失问题
RUN go mod init
# 编译app.go
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .
# 制作应用镜像，此阶段命名为prod
FROM alpine:latest as prod

RUN apk --no-cache add ca-certificates

WORKDIR /root/

COPY --from=0 /go/src/github.com/go/helloworld/app .

CMD ["./app"]

build

docker build -t go/helloworld:2 .
# 运行容器
docker container run go/helloworld:2
>
Hello World!%

对比两个镜像的大小，可以看到通过多阶段构建的方法，摒弃编译所需环境依赖，最后的应用镜像要精简很多很多

docker image ls |grep go/hello
>
go/helloworld                    2         38f137a75add   6 minutes ago    7.86MB
go/helloworld                    1         e7606d3c0921   17 minutes ago   353MB

构建到某一阶段

依据上面的Dockerfile，如果我们只想构建到Build阶段的镜像时，可以用--targe参数指定此阶段别名来实现

docker build --target builder -t username/imagename:tag .

结束

本篇主要汇总go镜像相关操作指令等，镜像原理等架构技术会在后面深入学习docker底层实现时分析

学习自：
《Docker技术入门与实战（第3版）》Nigel，Poulton（奈吉尔·波尔顿）著，李瑞丰，刘康译
《深入浅出Docker》杨保华，戴王剑，曹亚仑著
https://docs.docker.com/

望各位大佬指出错误！不断学习更新，转载请注明出处

docker学习笔记（3）

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