V1nci 的博客

Docker 学习系列（二）： Building images

如何使用 Docker 构建镜像并发布？

镜像的相关概念

从官方文档可以得到如下信息：

Container images are composed of layers. And each of these layers, once created, are immutable.

可知，我们这里说构建镜像实际的就是对 layer 进行操作。这里的 layer 是什么？我们继续浏览官方文档。文档中给出了定义如下：

Image Layers: Each layer in an image contains a set of filesystem changes - additions, deletions or modifications.

为了说明该定义官网还举了一个示例说明，以下是我的理解： example_image 它的构建过程如下：

  1. 第一层添加些基本工具如 ls, cat，apt(包管理工具)。
  2. 第二层安装编程语言的运行时环境和依赖管理工具。如果是 Python 项目，既需要安装 Python 的运行时环境以及对应的依赖管理工具 pip。
  3. 第三层从应用程序的工作目录下复制一些必要的配置文件。如 Python 项目需要使用 requirements.txt 来指定当前应用程序需要用到的依赖库。
  4. 第四层根据第三层复制的配置文件为应用程序安装必要的依赖文件。
  5. 第五层将应用程序的源代码拷贝到当前的镜像中。

这五层可以分为两个阶段： 一是开发环境/运行环境搭建；二是安装应用程序源码及构建应用程序。 而这样分层存储的好处是使 layers 可以在不同的镜像中复用。例如， Image1 和 Image2 同为Python项目，它们使用的开发环境（主要指操作系统和 Python 版本）一致。如果 Image1 又先于 Image2 在本机上测试。 Image2 可以复用 Image1 中关于描述开发环境的 layer。

官方文档中描述原理的部分请看 Stacking the layers

有关 docker commit 的实践部分就不在这里详述了，具体请跟着官方文档操作一遍即可理解。

Dockerfile 是什么？

有了解过 CI/CD 这一工程实践的经验。在看 Dockerfile 就会轻松许多。Dockerfile 本身就是一个指令的集合。其中 Docker 会根据当前 Dockerfile 中定义的指令按顺序执行。具体我们来看官方的描述：

A Dockerfile is a text-based document that’s used to create a container image. It provides instructions to the image builder on the commands to run, files to copy, startup command, and more.

Dockerfile 的构成元素 - 指令

以下是 Dockerfile 中比较常见的指令，更详细的请浏览官方的 reference

  • From <image> - this sepcifiex the base image that build will extend.
  • WORKDIR <path> - this instruction specifies the “working directory” or the path in the image where files will be copied and commands will be executed.
  • COPY <host-path> <image-path> - this instruction tells the builder to copy files from the host and put them into the container image.
  • RUN <command> - this instruction tells the builder ot run the specified command.
  • ENV <name> <value> - this instruction sets an environment variable that a running container will use.
  • EXPOSE <port-number> - this instruction sets configuration on the image that indicates a port the image would like to expose.
  • USER <user-or-uid> - this instruction sets the default user for all subsequent instructions.
  • CMD ["<command>", "<arg1>"] - this instruction sets the default command a container using this image will run.

Dockfile 使用

下面我们根据官方提供的示例来看看 Dockerfile 的使用。

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FROM node:20-alpine
WORKDIR /usr/local/app
COPY . .
RUN yarn install --production
CMD ["node", "src/index.js"]

后在终端中定位到 Dockerfile 的同级目录下使用 docker build . 命令会得到以下输出：

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=> [internal] load build context         0.1s
 => => transferring context: 4.59MB       0.0s 
 => [2/4] WORKDIR /usr/local/app          0.3s
 => [3/4] COPY . .                        0.0sd
 => [4/4] RUN yarn install --production  55.3s
 => => # yarn install v1.22.22                l
 => => # warning package.json: No license fiel
 => => # warning [email protected]: No license fie 
 => => # [1/4] Resolving packages...          
 => => # [2/4] Fetching packages...            
 => => # [3/4] Linking dependencies...        
 ...
 => [3/4] COPY . .                        0.0s
 => [4/4] RUN yarn install --production  59.8s
 => exporting to image                    0.5s
 => => exporting layers                   0.5s
 => => writing image sha256:9a78dcad9342  0.0s

最后会得到 sha256 的标识码，使用 docker run SHA256:.... 即可运行该镜像。

运行效果：run result

更为复杂的例子可以参考Docker 从入门到实践的这一个部分。

镜像发布

在前文中我们已经知道如何构建一个镜像，如若我们想把构建好的镜像发布到互联网上该如何做呢？我们继续浏览官方文档。在之前的实践中我们知道使用 docker build . 最后 Docker 会输出一串 sha256 的字符串用于标识我们构建的镜像。显然记忆 sha256 的字符是复杂的， 但在使用过程中我们必须能区分镜像，Docker 使用标签机制来解决这个问题。

Tagging images is the method to provide an image with a memorable name.

单一的标签可能会出现歧义的，为了减少歧义， Docker 采用了较为复杂的命名结构。结构如下：

[HOST[:PORT_NUMBER]/]PATH[:TAG]

  • HOST: The optional registry hostname where the image is located. If no host is specified, Docker’s public registry at docker.io is used by defatult.
  • PORT_NUMBER: The registry port numbers if a hostname is provided.
  • PATH: The path of image, consisting of slash-separated components. For Docker Hub, the format follows [NAMESPACE/]REPOSITORY, where namespace is either a user’s or organization’s name. If no namespace is specified, library is used, which is the namespace for Docker Official Images.
  • TAG: A custom, human-readable identifier that’s typically used to identify different versions or variants of an image. If no tag is specified, latest is used by default.

如果想在镜像构建的前中标记镜像，可以使用如下命令：

docker build -t my-username/my-image .

如果镜像已经构建完成后想要标记镜像。则可以使用如下命令：

docker image tag my-username/my-image another-username/another-image:V1

至此，我们已经为镜像的发布做好了所有的准备工作。使用命令

docker push my-username/my-imgae

即可将我们构建好的镜像发送到指定的 Registery。 这里只是将镜像构建发布的流程记录下来，实际操作过程中还涉及到一些细节如身份验证等问题。详情请参考官方的小例子。

参考

Docker 官方文档: click

Docker 从入门到实践: click