Dockerfile是一个文本格式的配置文件，用户可以使用Dockerfile来快速创建自定义的镜像。
1.Dockerfile概念
我们使用Dockerfile定义镜像，依赖镜像来运行容器，因此Dockerfile是镜像和容器的关键。首先通过一张图来了解Docker镜像、容器和Dockerfile三者之间的关系。
img
通过上图可以看出使用Dockerfile定义镜像，运行镜像然后启动容器。
Dockerfile镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。
镜像的定制实际上就是定制每一层所添加的配置、文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本，用这个脚本来构建、定制镜像，那么之前提及的无法重复的问题、镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是Dockerfile。
Dockerfile是一个文本文件，其内包含了一条条指令，每一条指令构建一层，因此每一条指令的内容，就是描述该层应当如何构建。有了Dockerfile，当我们需要定制自己额外的需求时，只需要在Dockerfile上添加或者修改指令，重新生成image即可，省去了敲命令的麻烦。
2.Dockerfile的基本结构
Dockerfile由一行行命令语句组成，并支持以#开头的注释行。Dockerfile文件格式如下：
## Dockerfile文件格式
# This dockerfile uses the ubuntu image
# VERSION 2 - EDITION 1
# Author: docker_user
# Command format: Instruction [arguments / command] ..
# 1、第一行必须指定 基础镜像信息
FROM ubuntu
# 2、维护者信息
MAINTAINER docker_user [email protected]
# 3、镜像操作指令
RUN echo "deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ raring main universe" >> /etc/apt/sources.list
RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
RUN echo "\ndaemon off;" >> /etc/nginx/nginx.conf
# 4、容器启动执行指令
CMD /usr/sbin/nginx
Dockerfile分为四部分：1.基础镜像信息、2.维护者信息、3.镜像操作指令、4.容器启动执行指令。一开始必须要指明所基于镜像名称，接下来一般会说明维护者信息；后面则是镜像操作指令，例如RUN指令。每执行一条RUN指令，镜像添加新的一层，并提交；最后是CMD指令，来指明运行容器时的操作指令。
3.构建镜像
docker build命令会根据Dockerfile文件以及上下文构建新Docker镜像。构建上下文是指Dockerfile所在的本地路径或一个URL（Git仓库地址）。构建上下文环境会被递归处理，所以构建所指定的路径还包含了子目录，而URL还包括了其中指定的子模块。
将当前目录做为构建上下文时，可以像下面这样使用docker build命令构建镜像：
docker build .
Sending build context to Docker daemon 6.51 MB
...
说明：构建会在Docker后台守护进程（daemon）中执行，而不是CLI中。构建前，构建进程会将全部内容（递归）发送到守护进程。大多情况下，应该将一个空目录作为构建上下文环境，并将Dockerfile文件放在该目录下。
在构建上下文中使用的Dockerfile文件，是一个构建指令文件。为了提高构建性能，可以通过.dockerignore文件排除上下文目录下不需要的文件和目录。
在 Docker 构建镜像的第一步，docker CLI会先在上下文目录中寻找.dockerignore文件，根据.dockerignore 文件排除上下文目录中的部分文件和目录，然后把剩下的文件和目录传递给 Docker 服务。
Dockerfile 一般位于构建上下文的根目录下，也可以通过-f指定该文件的位置：
docker build -f /path/to/a/Dockerfile .
构建时，还可以通过-t参数指定构建成镜像的仓库、标签。
3.缓存
Docker 守护进程会一条一条的执行Dockerfile中的指令，而且会在每一步提交并生成一个新镜像，最后会输出最终镜像的ID。生成完成后，Docker 守护进程会自动清理你发送的上下文。Dockerfile文件中的每条指令会被独立执行，并会创建一个新镜像，RUN cd /tmp等命令不会对下条指令产生影响。 Docker 会重用已生成的中间镜像，以加速docker build的构建速度。以下是一个使用了缓存镜像的执行过程：
$ docker build -t svendowideit/ambassador .
Sending build context to Docker daemon 15.36 kB
Step 1/4 : FROM alpine:3.2
---> 31f630c65071
Step 2/4 : MAINTAINER [email protected]
---> Using cache
---> 2a1c91448f5f
Step 3/4 : RUN apk update && apk add socat && rm -r /var/cache/
---> Using cache
---> 21ed6e7fbb73
Step 4/4 : CMD env | grep _TCP= | (sed 's/.*_PORT_\([0-9]*\)_TCP=tcp:\/\/\(.*\):\(.*\)/socat -t 100000000 TCP4-LISTEN:\1,fork,reuseaddr TCP4:\2:\3 \&/' && echo wait) | sh
---> Using cache
---> 7ea8aef582cc
Successfully built 7ea8aef582cc
构建缓存仅会使用本地父生成链上的镜像，如果不想使用本地缓存的镜像，也可以通过--cache-from指定缓存。指定后将不再使用本地生成的镜像链，而是从镜像仓库中下载。
3.1寻找缓存的逻辑
Docker 寻找缓存的逻辑其实就是树型结构根据Dockerfile指令遍历子节点的过程。下图可以说明这个逻辑。
FROM base_image:version Dockerfile:
+----------+ FROM base_image:version
|base image| RUN cmd1 --> use cache because we found base image
+-----X----+ RUN cmd11 --> use cache because we found cmd1
/ \
/ \
RUN cmd1 RUN cmd2 Dockerfile:
+------+ +------+ FROM base_image:version
|image1| |image2| RUN cmd2 --> use cache because we found base image
+---X--+ +------+ RUN cmd21 --> not use cache because there's no child node
/ \ running cmd21, so we build a new image here
/ \
RUN cmd11 RUN cmd12
+-------+ +-------+
|image11| |image12|
+-------+ +-------+
大部分指令可以根据上述逻辑去寻找缓存，除了ADD和COPY。这两个指令会复制文件内容到镜像内，除了指令相同以外，Docker 还会检查每个文件内容校验(不包括最后修改时间和最后访问时间)，如果校验不一致，则不会使用缓存。
除了这两个命令，Docker 并不会去检查容器内的文件内容，比如 RUN apt-get -y update，每次执行时文件可能都不一样，但是 Docker 认为命令一致，会继续使用缓存。这样一来，以后构建时都不会再重新运行apt-get -y update。
如果 Docker 没有找到当前指令的缓存，则会构建一个新的镜像，并且之后的所有指令都不会再去寻找缓存。
4.利用Dockerfile构建镜像的简单示例
4.1编辑Dockerfile文件
接下来用一个简单示例来感受一下Dockerfile是如何用来构建镜像启动容器。我们以定制Nginx镜像为例，在一个空白目录中，建立一个文本文件，并命名为Dockerfile：
mkdir mynginx
cd mynginx
vim Dockerfile
构建一个Dockerfile文件内容为：
FROM nginx
# 前提是使用yum安装nginx，或者指定nginx中的index.html的位置
RUN echo '<h1>Hello,Docker!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html
这个Dockerfile很简单，一共就两行涉及到了两条指令：FROM和RUN。FROM表示获取指定基础镜像，RUN执行命令，在执行的过程中重写了nginx的默认页面信息，并将信息替换为：Hello,Docker! 。
4.2构建镜像
在Dockerfile文件所在的目录执行（或者通过-f选项来指定其路径）：
# 命令最后有一个.表示当前目录
docker build -t nginx:v1 .
image.png
4.3查看镜像
构建完成之后，使用docker image命令查看所有镜像，如果存在REPOSITORY为nginx和TAG是v1的信息，就表示构建成功。
image.png
4.4运行镜像
接下来使用docker run命令来启动容器：
docker run --name docker_nginx_v1 -d -p 80:80 nginx:v1
image.png
这条命令会用nginx镜像启动一个容器，命名docker_nginx_v1，并且映射了 80 端口，这样我们可以用浏览器去访问这个 nginx 服务器：xx.xx.xx.xx，页面返回信息：
image.png
这样一个简单使用Dockerfile构建镜像，运行容器的实例就完成了。
4.5修改容器内容
容器启动后，需要对容器内的文件进行进一步的完善，可以使用docker exec -it xx bash命令再次进行修改，以上面的示例为基础，修改nginx启动页面内容：
docker exec -it docker_nginx_v1 bash
root@3729b97e8226:/# echo '<h1>Hello, Docker Michaeljian!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html
root@3729b97e8226:/# exit
exit
image.png
以交互式终端方式进入docker_nginx_v1容器，并执行了bash命令，也就是获得一个可操作的 Shell。然后，我们用<h1>Hello, Docker Michaeljian!</h1>覆盖了 /usr/share/nginx/html/index.html 的内容。再次刷新浏览器，会发现内容被改变。
image.png
修改了容器的文件，也就是改动了容器的存储层，可以通过docker diff命令看到具体的改动。
image.png
作者：Michaelhbjian
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来源：简书
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