一、Dockerfile 基础

1. Dockerfile是什么
Dockerfile 是一个文本文件，包含了一系列指令，用于自动化构建 Docker 镜像。每个指令都会在镜像中创建一个新的层。

2. 常用指令详解

注意：

• RUN 尽量合并为一条，减少层数。
• CMD 和 ENTRYPOINT 的区别：ENTRYPOINT 定义容器的主要进程，CMD 提供默认参数。通常组合使用：ENTRYPOINT ["python"]、CMD ["app.py"]，这样 docker run image script.py 可覆盖 app.py。

二、镜像分层与构建缓存

1. 镜像分层原理
Docker 镜像由多个只读层叠加而成。每条指令创建一个新层。当运行容器时，在最上面添加一个可写层。
优点：

• 共享基础层，节省磁盘空间和网络带宽。
• 构建时利用缓存，如果某层未改变，则直接利用缓存。

2. 构建缓存最佳实践

• 将不常变化的层放在前面，如依赖安装。
• 例如，先 COPY requirements.txt，再 RUN pip install，这样只要 requirements.txt 不变，依赖层就会使用缓存。
• 频繁变化的代码放在后面，如 COPY .。

3. 查看镜像历史
docker history <image>
可看到各层的大小和构建指令。

三、编写高效的 Dockerfile

1. 选择合适的基础镜像

• alpine：体积小（5MB），但可能存在兼容性问题。
• slim：官方精简版，体积适中（~150MB），推荐用于 Python/Node.js。
• 全量版：体积大，但包含所有工具，适合开发。
  原则：在满足需求的前提下，选择尽可能小的基础镜像。

2. 减少层数

• 合并 RUN 指令，例如 RUN apt-get update && apt-get install -y package && rm -rf /var/lib/apt/lists/*。
  对于Debian/Ubuntu系（nginx，node，python），安装软件后删除缓存：rm -rf /var/lib/apt/lists/*
  对于Alpine系（node:alpine、nginx:alpine），安装软件后删除缓存：RUN apk add --no-cache 你要装的软件

3. 清理临时文件
在同一个 RUN 中安装后删除缓存，避免镜像臃肿。
比如上面的最后一条命令：rm -rf /var/lib/apt/lists/*

4. 使用 .dockerignore
在同一个 RUN 中安装后删除缓存，避免镜像臃肿。

• 创建 .dockerignore 文件，排除不需要的文件（如 node_modules、.git、__pycache__），加快构建并减小上下文。

.dockerignore

# 通用
.git
.gitignore
.env
.DS_Store

# Node
node_modules
npm-debug.log
dist

# Python
__pycache__
.venv
*.pyc

5. 多阶段构建（Multi-stage Builds）
多阶段构建允许你在一个 Dockerfile 中使用多个 FROM 语句，最终只将需要的产物复制到最终镜像中，极大减小镜像体积。

# 构建阶段
FROM node:18 AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci
COPY . .
RUN npm run build

# 运行阶段
FROM nginx:alpine
COPY --from=builder /app/dist /usr/share/nginx/html
EXPOSE 80
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

上面这段，node:18只是用于编译，真正的输出镜像是基于nginx:alpine的。并且docker有缓存机制，node:18的npm安装不会每次都下载，只要package*.json不变，他就会跳过，节省编译时间。

6. 安全实践

• 避免以 root 用户运行：创建专用用户并切换。
• 使用 COPY 而非 ADD，除非需要自动解压。
• 固定基础镜像版本：避免使用 latest，指定具体标签（如 python:3.9-slim）。

四、实践任务

1：为 Python Flask 应用编写优化的 Dockerfile

• 使用 python:3.9-slim 作为基础镜像
• 设置非 root 用户运行
• 使用多阶段构建？不需要，但可尝试将依赖安装与代码复制分离，利用缓存
• 最终镜像尽可能小（<200MB）

1）创建dockerfile，如下：

# 使用官方 Python slim 镜像
FROM Python:3.9-slim

#环境变量
ENV PYTHONUNBUFFERED=1 \
    PYTHONDONTWRITEBYTECODE=1

#创建非root用户
RUN addgroup --system app && adduser --system --group app

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 安装系统依赖（如有需要）
RUN apt-get update && apt-get install -y --no-install-recommends gcc && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# 复制依赖文件并安装
COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# 复制应用代码
COPY app.py .

# 切换到非root用户
USER app

# 暴露应用端口
EXPOSE 5000

# 启动应用
CMD ["python", "app.py"]

2）构建镜像：
切换到项目的根目录，执行以下命令：
docker build -t flask-app-optimized .
语法是这样的：

docker build    [选项]        [参数]
      构建      -t 标签      在哪里找Dockerfile

3）查看镜像大小
docker images
怎么感觉比之前那个还大？

4）运行容器测试
docker run -d --name my-flask-app-optimized -p 5001:5000 flask-app-optimized
如果出错，可以查看log，命令如下：
docker logs 容器名

5）分析镜像层
使用 docker history 分析任一镜像的层大小

6)使用 .dockerignore
在项目根目录创建 .dockerignore 文件，内容示例：

__pycache__
*.pyc
*.pyo
*.pyd
.Python
.env
.git
.gitignore
.idea
.vscode
*.log

在构建时就不会使用这些文件，加快构建时间。