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Docker 构建最佳实践

Dockerfile 是 Docker 镜像构建的核心文件，它定义了如何从基础镜像构建出一个新的镜像。编写高效的 Dockerfile 不仅可以减少构建时间，还能优化镜像的大小和性能。本文将介绍 Docker 构建的最佳实践，帮助初学者编写高质量的 Dockerfile。

1. 使用多阶段构建​

多阶段构建是 Docker 17.05 引入的一个强大功能，它允许你在一个 Dockerfile 中使用多个 FROM 指令。每个 FROM 指令代表一个新的构建阶段，你可以从一个阶段复制文件到另一个阶段，从而减少最终镜像的大小。

dockerfile
# 第一阶段：构建应用
FROM golang:1.19 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN go build -o myapp .

# 第二阶段：运行应用
FROM alpine:latest
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/myapp .
CMD ["./myapp"]

在这个例子中，第一阶段使用 golang 镜像来构建 Go 应用，第二阶段使用 alpine 镜像来运行应用。通过这种方式，最终镜像只包含运行应用所需的最小文件，而不包含构建工具和依赖。

2. 最小化镜像层​

Dockerfile 中的每条指令都会创建一个新的镜像层。为了减少镜像的大小，你应该尽量减少镜像层的数量。可以通过合并多个 RUN 指令来实现这一点。

dockerfile
# 不推荐的方式
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y curl
RUN apt-get install -y git

# 推荐的方式
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y curl git

在推荐的方式中，apt-get update 和 apt-get install 被合并到一个 RUN 指令中，从而减少镜像层的数量。

3. 使用 .dockerignore 文件​

.dockerignore 文件类似于 .gitignore，它允许你指定哪些文件或目录不应该被复制到 Docker 镜像中。这可以减少镜像的大小，并避免将不必要的文件复制到镜像中。

plaintext
node_modules
.git
*.log

在这个例子中，node_modules、.git 和所有 .log 文件都不会被复制到 Docker 镜像中。

4. 使用特定的基础镜像​

选择合适的基础镜像可以显著影响镜像的大小和安全性。通常，推荐使用轻量级的基础镜像，如 alpine 或 scratch。

dockerfile
FROM alpine:latest

alpine 是一个基于 musl libc 和 busybox 的轻量级 Linux 发行版，非常适合用于构建小型 Docker 镜像。

5. 避免使用 latest 标签​

虽然 latest 标签很方便，但它可能会导致不可预测的行为，因为 latest 标签可能会随着时间的推移而指向不同的镜像版本。建议使用特定的版本标签。

dockerfile
FROM node:16.14.2

在这个例子中，我们明确指定了 Node.js 的版本，而不是使用 latest 标签。

6. 使用 COPY 而不是 ADD​

COPY 和 ADD 都可以用于将文件从主机复制到镜像中，但 COPY 更简单且更可预测。ADD 具有额外的功能，如自动解压缩和远程 URL 支持，但这些功能通常是不必要的。

dockerfile
COPY . /app

在这个例子中，我们使用 COPY 将当前目录下的所有文件复制到镜像中的 /app 目录。

7. 设置工作目录​

使用 WORKDIR 指令可以设置容器的工作目录。这可以简化后续的 RUN、CMD 和 ENTRYPOINT 指令的路径。

dockerfile
WORKDIR /app

在这个例子中，我们将工作目录设置为 /app，后续的所有指令都将在这个目录下执行。

8. 使用 ENTRYPOINT 和 CMD​

ENTRYPOINT 和 CMD 都用于指定容器启动时要运行的命令。ENTRYPOINT 通常用于设置主命令，而 CMD 用于设置默认参数。

dockerfile
ENTRYPOINT ["python"]
CMD ["app.py"]

在这个例子中，容器启动时将运行 python app.py。你可以通过传递不同的参数来覆盖 CMD 的默认值。

9. 清理不必要的文件​

在构建过程中，可能会生成一些不必要的文件，如缓存文件或临时文件。你应该在构建完成后清理这些文件，以减少镜像的大小。

dockerfile
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y curl git && \
    apt-get clean && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

在这个例子中，我们在安装完 curl 和 git 后，使用 apt-get clean 和 rm -rf 清理了不必要的文件。

10. 使用健康检查​

HEALTHCHECK 指令可以用于检查容器的健康状况。这对于确保容器正常运行非常有用。

dockerfile
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=3s \
  CMD curl -f http://localhost/ || exit 1

在这个例子中，Docker 将每 30 秒检查一次容器的健康状况，如果 curl 命令失败，则容器将被标记为不健康。

实际案例​

假设你正在构建一个 Node.js 应用，以下是一个遵循最佳实践的 Dockerfile 示例：

dockerfile
# 使用多阶段构建
FROM node:16.14.2 AS builder
WORKDIR /app
COPY package.json yarn.lock ./
RUN yarn install
COPY . .
RUN yarn build

# 使用轻量级基础镜像
FROM node:16.14.2-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/dist ./dist
COPY --from=builder /app/node_modules ./node_modules
CMD ["node", "dist/index.js"]

在这个例子中，我们使用多阶段构建来减少最终镜像的大小，并使用 alpine 作为基础镜像。

总结​

遵循 Docker 构建的最佳实践可以帮助你创建高效、安全和可维护的 Docker 镜像。通过使用多阶段构建、最小化镜像层、选择合适的基础镜像等方法，你可以显著优化镜像的大小和性能。

附加资源​

练习​

  1. 尝试编写一个多阶段构建的 Dockerfile，用于构建和运行一个简单的 Python 应用。
  2. 使用 .dockerignore 文件排除不必要的文件，并观察镜像大小的变化。
  3. 为你的 Dockerfile 添加健康检查，并测试容器的健康状况。

通过实践这些最佳实践，你将能够编写出更高效、更安全的 Dockerfile，从而提升你的容器化应用的质量。