各種自製 Docker Image 的方法

使用的環境

系統與使用工具
Centos 7.6
Docker 1.13.1

一、從運行中的 Container 產生 Image 檔

注意事項：
(1) 執行 docker commit 時，Container 的狀態是可以停止中的。
(2) 掛載在 Container 的儲存空間不會被存到新產生的 Image 的，需要在 docker run 時再用 -v 掛載。

先找一個接近自己需要的 Docker Image 來當基底並 docker run 起來，並用 docker exec 進入這個 Container 來安裝和設定，再用 docker commit 把啟動後產生的變動寫到原來所使用的 Docker Image。

# 從運行中的 Container 產生 image 檔
$ docker commit <Container 名稱或 ID> <產出的 Docker Image 名稱>

# 透過 -m 來增加說明文字，-a 加上作者資訊
$ docker commit -m "註解" -a "作者" <Container 名稱或 ID> <產出的 Docker Image 名稱>

# 製作一個把 Nginx 預設首頁的訊息從 Welcome 改成 Hello Nginx 的新 Docker Image
$ docker pull nginx
$ docker run --name nginx-welcome -p 8080:80 -d nginx
$ docker cp index.html nginx-welcome:/usr/share/nginx/html
$ docker commit nginx-welcome nginx-hello-commit
$ docker stop nginx-welcome
$ docker images

使用 docker images 就可以看到剛剛 commit 出來的 image 檔。

再來執行剛剛 commit 出來的 docker-hello-commit，成功！

二、用 Bulid 指令自動化產生新的 Image

Dockerfile 的檔案名稱有大小寫的分別。

透過 docker build 和 Dockerfile 就可以以全自動的方式來產生 Image 檔，
Dockerfile 可以看成是一個腳本，用來明確告訴 docker build 產生新 Image 所需要用到的資訊和步驟。

如果一切都順利，在執行結束後會看到 Successfully built XXXXX，表示已經成功建立！
docker build 執行完成後，用 docker images 查詢，可以看到剛剛建立的 Image。

# 自動化產生新的 Image
$ docker build -t  <新產生的 Image 的名稱：版本> <Dockfile 所在的檔案路徑或網址>

$ cd nginx-docker
$ docker build -t nginx-ayu:demo .
$ docker build -t nginx-ayu:demo http://xxx.xxxx.xxx.xxx

三、Dockerfile常用的指令和格式

1. FROM

用途：指定要下載的 Image 檔名稱。

從 Docker Hub 下載 Debain 的 Jessie 版本的 Image 檔。

FROM debain:jessie

2. ENV

用途：設定環境變數。

在 Container 裡設定指定 Nginx 的 NGINX_VERSION 環境變數。

之後執行 apt-get install 安裝指令時，會需要這個 ENV 所設定的變數，
通常會把經常變動的參數設成環境變數，以便後續維護或更新時，可以不用直接修改相關的指令。

ENV NGINX_VERSION 1.11.10-1~jessie

3. EXPOSE

用途：指定 Container 啟用的連結埠號。

設定這個 Container 要啟用 80 和 443 port，透過 EXPOSE 啟用的連結埠不能被外部或主機連線存取，必須透過 docker run 的 -p 選項設定，主機的連線或程式才可以透過該對應的主機連結埠進行連結及存取。

EXPOSE 80 443

4. RUN

用途：建立 Image 時執行的指令，只有在 docker build 產生的時候會有作用，大部分被用在設置和安裝軟體。

# 利用 RUN 指令在這個暫時啟用的 Container 執行安裝的指令
RUN apt-key adv --keyserver ........

5. CMD

用途：Container 啟動完成後要執行的指令。

注意！每個 Dockerfile 只能有一個 CMD 指令會有作用，若同一個 Dockfile 裡有多個 CMD 指令，只有 最後一個 CMD 指令會有作用。

(1)（官方建議寫法）
可用在 Dockfile 裡，但不會使用預設的 Shell 執行，不能使用 Shell 所提供的功能，像是取用環境變數或用 Shell 內建的指令。

CMD ["<要執行的程式>","<要執行的程式用到的第一組選項>","<要執行的程式用到的第二組選項或第一組選的參數值>"]

(2) 可用在 Dockfile 裡，會使用預設的 Shell 執行。

CMD <要執行的程式> <要執行的程式用到的第一組選項> <要執行的程式用到的第二組選項或第一組選的參數值>

(3) 搭配 ENTRYPOINT 指令使用，傳遞指令選項給 ENTRYPOINT 指令使用。

CMD ["<加在 ENTRYPOINT 執行程式的選項一>","<加在 ENTRYPOINT 執行程式的選項二>"]

當 Container 啟動完成後，要求 Container 啟動 Nginx，就等於在 Container 命令列執行 $ nginx -g daemon off。

CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]     

# daemon off 是 -g 選項的參數，且要求須使用雙引號  
CMD nginx -g, "daemon off;"   

6. ENTRYPOINT

用途：用法和 CMD 相似，都是用來設定 Container 啟動後要執行的指令，但如果是用 ENTRYPOINT 指令來啟動程式的話，就不能在 docker run 後面加入執行指令來蓋掉 ENTRYPOINT 所要求的啟動方式，反而會變成 ENTRYPOINT 的後續選項。

(1) 官方建議寫法

ENTRYPOINT ["<要執行的程式>","<要執行的程式用到的第一組選項>","<要執行的程式用到的第二組選項或第一組選的參數值>"]

(2)

ENTRYPOINT <要執行的程式> <要執行的程式用到的第一組選項> <要執行的程式用到的第二組選項>

假如有個 Dockfile 最後一行從 CMD 改成 ENTRYPOINT ["nginx", "-g", "daemon off;"] 後產生新的 Image 檔，就會發生錯誤，因為 /bin/bash 會變成 ENTRYPOINT 的後續選項： [nginx -g "daemon off;"/bin/bash]，而 Nginx 沒有 /bin/bash 選項

$ docker build -t  nginx-entrypoint .
$ docker run -it nginx-entrypoint /bin/bash
發生錯誤！

7. WORKDIR

用途：指定執行指令的資料夾位置

注意！當資料夾是相對路徑時，預設會以它上一個 WORKDIR 指令所指定的資料夾位置做為目前所在的資料夾位置。

如果用到 RUN、CMD、ENTRYPOINT、COPY、ADD 指令，便會需要利用 WORKDIR 來進行資料夾位置轉換。

WORKDIR <資料夾完整路徑或相對路徑>

建立 /home/ayubiz/abc 資料夾後，利用 WORKDIR 切換到 /home/ayubiz 資料夾，然後把 hello.html 檔案複製到 /home/ayubiz 裡，透過 WORKDIR 指定相對位置 abc 資烙夾將位置切換進 /home/ayubiz/abc，同時這也是使用 docekr exec 進入新啟動的 Container 後的所在位置。

RUN mkdir -p /home/ayubiz/abc

WORKDIR /home/ayubiz

COPY hello.html ./

WORKDIR abc

8. ADD

需要解自動解壓縮(.tar)時適用。

用途：將一個或多個檔案放進 Image 裡，讓 Dockfile 所產生的 Image 檔能包含這些檔案。

ADD <來源檔案在主機的完整路徑和檔名> <Image 的完整目的路徑和檔名>

ADD <來源檔案完整網址和檔名> <Image 的完整目的路徑和檔名>

ADD 指令支援 * 和 ? 等符號的萬用字元

將 Dockfile 所在目錄下的 hello.html 檔案加到新產生的 Image 檔的 /usr/share/nginx/html 資料夾。

ADD hello.html /usr/share/nginx/html

ADD *.html /usr/share/nginx/html

ADD hello.htm? /usr/share/nginx/html

注意！如果在路徑最後加上 / ，都會被認為是一個資料夾位置而不是檔案，若檔案來源路徑是資料夾，資料夾內的檔案會被加到 Image 檔案中，但資料夾本身不會被加入。
也就是說 docker build 不會自動在 Image 檔案裡新增來源檔案的資料夾後再加入來源資料夾內的檔案，但是當目的地檔案是資料夾時，docker build 會自動建立不存在的資料夾。
例如：ADD ./abc/ /demo/
docker build 會新增 demo 資料夾，然後將 abc 資料夾底下的所有檔案加到 demo 資料夾裡，但是 demo 資料夾裡不會有 abc 資料夾的存在。

9. COPY

用途：功能跟 ADD 類似，如果沒有要自動解壓縮檔案，官方還是比較建議用COPY。

COPY <來源檔案在主機的完整路徑和檔名> <Container 裡的完整目的路徑和檔名>

10. MAINTAINER

用途：標註此 Dockerfile 的作者或維護者

此指令要被淘汰，建議之後用 LABEL 指令。

如果要把 Dockfile 分享出去，建議寫上電子郵件。

MAINTAINER NGINX Docker Maintainers "docker-maint@nginx.com"

11. LABEL

用途：將 Image 檔的作者、版本、描述、其他自訂資訊儲存到新產生的 Image 檔，建議將多欄位與值都使用一個 LABEL 來執行。

LABEL <欄位名稱>="<欄位值>" <欄位名稱>="<欄位值>" <欄位名稱>="<欄位值>" 

LABEL version="0.1" description="demo" organization="arthurtoday.com"

存入的資訊可以透過 docker image inspect 查看 Labels 欄位。

$ docker inspect -f '{{json .ContainerConfig.Labels}}' <Image 名稱或 ID>

12. USER

用途：指定新產生的 Image 檔的預設使用者帳號（通常都是 root），要先用 RUN 建立新使用者，USER 指令不會自動建立新帳號，如果指定不存在的使用者帳號是不會有作用的。

使用者帳號會影響到 RUN、CMD、ENTRYPOINT 等指令的執行時所用的使用者帳號，也會影響權限，所以若非必要，不建議使用 USER 指令改變執行軟體的使用者。

USER <已建好的使用者名稱>

USER <已建好的使用者 UID>

USER <已建好的使用者名稱>:<已存在的使用者群組名稱>

USER <已建好的使用者 UID>:<已存在的使用者群組 UID>

13. VOLUME

用途：提供在 Image 檔案建立 Data Volume 掛載點的功能。

Volume ["<掛載點的資料夾名稱和完整路徑>", ...]

Volume <掛載點的資料夾名稱和完整路徑> ...

把 Nginx 的 Image 檔裡的 /usr/share/nginx/html 和 /var/log/nginx 設定為掛載點的方式。

Volume ["/usr/share/nginx/html","/var/log/nginx"]

Volume /usr/share/nginx/html /var/log/nginx

也可以用 RUN 指令建立資料夾，再使用 VOLUME 設定掛載點。

RUN mkdir /temp

Volume /temp

14. ARG

用途：可以讓 docker bulid 指令利用 --build-arg 選項傳入參數到 Dockerfile 裡，可以增加 Dockfile 的彈性和再利用性。

有時候某些參數變更就需要修改 Dockerfile，譬如更改環境變數，如果不想經常更改 Dockerfile，可以考慮改用 ARG 指令搭配 docker buil 的 --build-arg 選項。

(1) 只給定參數名稱

ARG <參數名稱>

(2) 同時給定參數的名稱和預設值，不一定需要設定預設值

ARG <參數名稱>=<預設值>

把 ENV 指令的 NGINX_VERSION 改用 ARG 指定設定為參數和預設值，然後如果要更改，就可以利用 docker build --build-arg 指定 NGINX_VERSION 值。

ARG NGINX_VERSION=1.13.4-1~jessie

$ docker build -t nginx-ayu7 . --build-arg NGINX_VERSION=1.11.20-1~jessie

注意！如果有相同名稱的變數，ENV 指令會優於 ARG 指令。

ARG NGINX_VERSION=1.13.4-1~jessie

ENV NGINX_VERSION=1.11.10-1~jessie

RUN echo $NGINX_VERSION

最後會 echo 出 1.11.10-1~jessie

四、Dockerfile 撰寫與 docker build 指令建議做法

資料夾每一個 Dockfile 都放置各自獨立的資料夾，並把所需的檔案都集中放置到資料夾內，執行 docker build 前也移到該資料夾後再執行，這樣可以簡化 Dockerfile 的撰寫和 docker build 指令的執行。
一次一種用途 Container 和虛擬機器不同，不適合讓一個 Container 當成一個機器來執行很多功能，建議讓多個 Container 來組合成一個完整的架構，這樣 Dockfile 才能易寫易懂易維護，同時還可以利用 Container 的分散運算能力提高整個系統的可用性
只安裝需要的套件 Image 檔案的大小有一部份是取決於安裝軟體數的多寡，改 Dockfile 和重新產生 Image 的速度很快，有需要再修改 Dockerfile 就好了，不要為了以防萬一而加大 Image 檔案的容量，導致增加檔案傳輸或部屬的時間
Build Cache 善用 docker build 指令在產生 Image 檔時，背後有使用到一個快取的機制，所以同一個 Dockerfile 在執行第二次或第三次的 docker build 指令時可以發現產生的速度快很多，因為有 Build Cache 機制在運作。但是 Build Cache 的作用和行為會依 Dockfile 被修改的內容而不同，如果發現執行 docker build 後產出的 Image 檔和預期的不同，可以加入 docker build --no-cache 停用 Cache，以確定問題不是 Cache 造成

五、用匯出和匯入的方法搬移 Image 檔

1. 匯出

docker save 指令匯出的檔案為 tar。

$ docker save -o <匯出的檔案名稱.tar> <要匯出的 Image>:<版本>

$ docker save -o nginx.tar nginx:latest
$ docker save -o nginx.tar nginx
$ docker save nginx > nginx.tar

2. 匯入

如果主機上已經有相同的名稱和版本的 Image 檔存在，可能會顯示已匯入但實際上沒覆蓋。

$ docker load -i <之前匯出的 image 檔.tar>

$ docker load -i nginx.tar
$ docker load < nginx.tar

六、用 Container 匯出成新的 Image 檔

除了使用 docker commit 指令產生新的 Image 檔，也利用 docker export 匯出 Container，再用 docker import 產生新的 Image 檔。

1. 匯出

不是將運行中的 Container 整個匯出，而只是將 Container 內部使用中的檔案系統匯出，匯出的檔案會覆蓋相同路徑下的同名稱檔案。

如果 Container 有掛載 Date Volume，則資料卷不會被匯出。

$ docker export -o [匯出的檔案名稱.tar] [Container 名稱或  ID]

$ docker export [Container 名稱或  ID] > [匯出的檔案名稱.tar] 

$ docker export -o nginx-export.tar nginx-hello

2. 匯入

匯入時，不會將匯入的檔案內容轉換成運行或停用的 Container，而是直接匯入成 Image 檔，所以可以利用這種特質，將執行中的 Container 檔案內容在同一台或不同主機上，匯出新的 Image 檔。

$ docker import  [匯入的檔案名稱與路徑] [Image 名稱：版本標籤]

$ docker import nginx-export.tar ayubiz/nginx:hello
$ docker images

參考資料

Docker 這樣學才有趣：從入門，到玩直播、挖礦