Dockerfile深入解析

前置知识

在开始本教程之前，建议您具备以下基础知识：

• Docker基础概念
• Linux基本命令
• 基本的Shell脚本编写能力

Dockerfile基础指令详解

1. 基础镜像选择

# 选择精简版基础镜像
FROM alpine:3.18

# 使用发行版基础镜像
FROM ubuntu:22.04

# 使用官方应用镜像
FROM nginx:1.24-alpine

2. 环境设置指令

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 设置环境变量
ENV APP_HOME=/app
ENV APP_PORT=8080

# 设置构建参数
ARG VERSION=1.0.0
ARG BUILD_DATE

# 添加标签
LABEL maintainer="example@domain.com"
LABEL version="${VERSION}"

3. 文件操作指令

# 复制本地文件
COPY src/ /app/src/
COPY package*.json /app/

# 添加远程文件或压缩包
ADD https://example.com/file.tar.gz /app/
ADD file.tar.gz /app/

# 创建数据卷
VOLUME ["/data", "/logs"]

多阶段构建详解

1. 基本多阶段构建

# 构建阶段
FROM maven:3.8.4-openjdk-11 AS builder
WORKDIR /build
COPY pom.xml .
COPY src ./src
RUN mvn clean package

# 运行阶段
FROM openjdk:11-jre-slim
WORKDIR /app
COPY --from=builder /build/target/*.jar app.jar
CMD ["java", "-jar", "app.jar"]

2. 高级多阶段构建

# 依赖阶段
FROM node:18-alpine AS deps
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci --only=production

# 构建阶段
FROM node:18-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY --from=deps /app/node_modules ./node_modules
COPY . .
RUN npm run build

# 运行阶段
FROM node:18-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=deps /app/node_modules ./node_modules
COPY --from=builder /app/dist ./dist
CMD ["node", "dist/main.js"]

构建优化技巧

1. 缓存优化

# 优化依赖缓存
FROM node:18-alpine
WORKDIR /app

# 先复制依赖文件
COPY package*.json ./
RUN npm ci

# 再复制源代码
COPY . .
RUN npm run build

2. 镜像大小优化

# 使用多阶段构建减小镜像大小
FROM golang:1.20-alpine AS builder
WORKDIR /build
COPY go.* .
RUN go mod download
COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -o app

FROM scratch
COPY --from=builder /build/app /app
CMD ["/app"]

高级特性

1. 健康检查

# 使用HTTP检查
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s \
  CMD curl -f http://localhost:8080/health || exit 1

# 使用自定义脚本检查
COPY healthcheck.sh /
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s \
  CMD ["/healthcheck.sh"]

2. Shell与Exec格式

# Shell格式
CMD java -jar app.jar

# Exec格式（推荐）
CMD ["java", "-jar", "app.jar"]

# 带环境变量的Exec格式
CMD ["sh", "-c", "java -jar app.jar --port=${PORT}"]

3. 构建钩子

# 设置构建时钩子
ONBUILD COPY . /app/src
ONBUILD RUN npm install

# 设置停止信号
STOPSIGNAL SIGTERM

最佳实践

1. 安全性考虑

# 使用非root用户
RUN addgroup -S appgroup && adduser -S appuser -G appgroup
USER appuser

# 设置文件权限
RUN chown -R appuser:appgroup /app
RUN chmod -R 755 /app

2. 多架构支持

# 使用BuildKit语法
# syntax=docker/dockerfile:1.4

FROM --platform=$BUILDPLATFORM golang:1.20-alpine AS builder
ARG TARGETPLATFORM
ARG BUILDPLATFORM
RUN echo "Building on $BUILDPLATFORM for $TARGETPLATFORM"

调试与故障排除

1. 构建参数调试

# 添加调试信息
ARG DEBUG=false
RUN if [ "$DEBUG" = "true" ]; then \
      echo "Debug mode enabled"; \
    fi

# 设置构建时环境变量
ARG BUILD_VERSION
ENV APP_VERSION=${BUILD_VERSION}

2. 常见问题解决

1. 构建缓存失效？

解决方案：

1. 合理排序COPY和RUN指令
2. 使用.dockerignore文件
3. 分离依赖安装和代码构建
4. 使用BuildKit缓存挂载

2. 镜像体积过大？

优化方法：

1. 使用多阶段构建
2. 选择合适的基础镜像
3. 清理构建缓存
4. 合并RUN指令
5. 使用.dockerignore

3. 构建速度慢？

加速技巧：

1. 使用BuildKit
2. 优化构建缓存
3. 使用本地镜像仓库
4. 并行构建多阶段
5. 使用缓存挂载

高级配置示例

1. Spring Boot应用

# 构建阶段
FROM maven:3.8.4-openjdk-17 AS builder
WORKDIR /build
COPY pom.xml .
RUN mvn dependency:go-offline
COPY src ./src
RUN mvn clean package -DskipTests

# 运行阶段
FROM eclipse-temurin:17-jre-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=builder /build/target/*.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

2. Node.js应用

# 依赖阶段
FROM node:18-alpine AS deps
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci --only=production

# 构建阶段
FROM node:18-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY --from=deps /app/node_modules ./node_modules
COPY . .
RUN npm run build

# 运行阶段
FROM node:18-alpine
WORKDIR /app
ENV NODE_ENV=production
COPY --from=deps /app/node_modules ./node_modules
COPY --from=builder /app/dist ./dist
EXPOSE 3000
CMD ["node", "dist/main.js"]

总结

本教程详细介绍了Dockerfile的编写技巧，包括：

1. ✅ 基础指令：FROM、WORKDIR、ENV等
2. ✅ 多阶段构建：优化构建过程和镜像大小
3. ✅ 构建优化：缓存策略、镜像精简
4. ✅ 高级特性：健康检查、构建钩子
5. ✅ 最佳实践：安全性、多架构支持

下一步学习

• 学习Docker Compose的使用
• 探索容器编排技术
• 了解CI/CD集成
• 实践微服务部署