Docker 容器化应用

最近看了一篇博文，大受启发，也想着手尝试把自己 VPS 上的应用容器化，一方面尝试下新的开发方式，另一方面也便于应用迁移。

Dockerfile

Docker 通过 dockerfile 配置来把应用构建成镜像，dockerfile 是一个包含了配置和创建应用的全部命令的文本。Docker 官网上有对 dockerfile 的详细说明文档

看了文档后，对其使用有大致的了解，对不是太复杂的应用的容器化，已经能实践了，下面对 dockerfile 的编写和使用简单总结下。

编写 dockerfile

FROM

FROM 指令会设置要构建的镜像所依赖的基础镜像，比如应用是运行在 Ubuntu 系统上，那么就用 FROM 指定依赖镜像为 Ubuntu，FROM 必须是第一条非注释指令。

FROM <image>
# tag 可选
FROM <image>:<tag>

MAINTAINER

该指令设置镜像的作者信息。

MAINTAINER <name>

RUN

RUN 会运行其指定的命令，一个 RUN 运行一条命令，单条命令可以通过 \ 反斜杠换行。RUN 支持两种格式：

• RUN <cmd>：shell 格式，直接运行一条完整的 shell 命令，默认使用 /bin/sh -c 执行该 shell 命令；
• RUN ["executable", "param1", "param2"]： exec 格式，第一个参数是可执行文件，后面跟参数； 参考下面的例子：

RUN /bin/bash -c 'source $HOME/.bashrc; echo $HOME'
RUN ["/bin/bash", "-c", "echo hello"]

CMD

CMD 也是执行命令的指令，和 RUN 的区别在于，RUN 发生在镜像构建过程中，CMD 发生在容器启动时。dockerfile 中只能存在一条有效的 CMD 指令，如果编写了多条，则只有最后一条生效。

CMD 最主要的作用是给容器提供默认的配置，它支持 3 种格式：

• CMD ["executable","param1","param2"]：exex 格式，推荐；
• CMD ["param1","param2"]：提供给 ENTRYPOINT 脚本的参数；
• CMD command param1 param2：shell 格式；

参考示例：

FROM ubuntu
# shell 格式
CMD echo "This is a test." | wc -
# exec 格式
CMD ["/usr/bin/wc","--help"]

ENTRYPOINT

ENTRYPOINT 指令是在容器启动时执行的命令或脚本，一般是对容器进行设置。它支持两种格式：

• ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]：exec 格式，推荐；
• ENTRYPOINT command param1 param2：shell 格式；

docker run -i -t --rm -p 80:80 nginx

例如上面的 nginx 容器启动命令，docker run -d 会将参数 -d 传递给 entry point，如果是在 CMD 中已经被设置的参数，则会被覆盖掉。启动时，如果要覆盖 ENTRYPOINT，可以通过 --entrypoint 标识设置新的 ENTRYPOINT。

只有最后一条 ENTRYPOINT 指令才会生效。

EXPOSE

EXPOSE 指令设置容器运行时监听的端口号。EXPOSE 并不能直接使容器内端口被主机访问，如果要实现主机访问容器端口，必须通过 -p 标识来指定可访问的容器端口。

EXPOSE <port> [<port>...]

# 映射一个端口
EXPOSE port1
# 相应的运行容器使用的命令
docker run -p port1 image

# 映射多个端口
EXPOSE port1 port2 port3
# 相应的运行容器使用的命令
docker run -p port1 -p port2 -p port3 image

# 还可以指定需要映射到宿主机器上的某个端口号  
docker run -p host_port1:port1 -p host_port2:port2 -p host_port3:port3 image

ENV

ENV 指令会设置键值对环境变量，它有两种格式：

• ENV <key> <value>：一次设置单个环境变量；
• ENV <key>=<value> ...：一次设置多个环境变量，以空格作为不同环境变量之间的分隔；

环境变量设置后，无论是在容器镜像构建时，还是在容器启动运行时，都能引用到。另外，在容器运行时，如果需要额外指定环境变量，可以通过 run --env <key>=<value> 设置。

ADD

ADD 指令把源地址的文件、文件夹复制到目的地址，支持通配符。ADD 有两种格式：

• ADD <src>... <dest>
• ADD ["<src>",... "<dest>"]：当路径中存在空格时，需要采用这种格式；

是绝对路径，或者基于 WORKDIR 的相对路径，例如：

ADD test relativeDir/          # adds "test" to `WORKDIR`/relativeDir/
ADD test /absoluteDir/         # adds "test" to /absoluteDir/

WORKDIR

WORKDIR 设置工作目录，类似 shell 的 cd，使 RUN CMD ENCRYPT COPY ADD 指令在该工作目录下执行。在 dockerfile 中，WORKDIR 可以多次指定，如果设置的是一个相对路径，则是相对于前一个 WORKDIR 设置的路径，比如：

WORKDIR /a
WORKDIR b
WORKDIR c
RUN pwd

得到的结果应该是 /a/b/c。

COPY

COPY 和 ADD 功能上基本相同，不同之处在于，ADD 支持从远程拉取文件复制到 ，支持自动解压 tar 包并删除。

VOLUME

VOLUME 指令创建一个挂载点，使得容器内的该挂载点具有持久数据的功能，换句话说，就是容器和主机之间的共享目录，当关闭容器后，共享目录仍会保留。参考示例：

FROM ubuntu
RUN mkdir /myvol
RUN echo "hello world" > /myvol/greeting
VOLUME /myvol
# 多个挂载点
# VOLUME ["<mountpoint1>, <mountpoint2>"]

myvol 成为容器在主机里的挂载点。容器的挂载点还可以提供给其他容器使用，只需通过 -volumes-from 标识指定要使用的容器挂载点即可。

docker run -t -i -rm -volumes-from container1 image2 bash

其中，container1 为第一个容器的 ID， image2 为第二个容器运行镜像的名称。

USER

USER 指令设置容器运行时和执行 RUN CMD ENTRYPOINT 的用户或 UID，默认为 root 用户。

ARG

ARG 指令规定了用户在通过 docker build --build-arg <varname>=<value> 构建镜像时允许传递的变量 varname。如果用户传递了 dockerfile 中未定义的变量，构建会报 “One or more build-args were not consumed, failing build.” 的错误信息。

ARG 也可以设置默认变量值，当设置了默认值后，用户如果在构建时没有传相应变量，则使用默认值，构建正常进行。

ARG <name>[=<default value>]

还有一个注意点，当 ARG 和 ENV 同时设置了一个变量时，ENV 的设置会覆盖 ARG。

dockerfile 完整示例

官网给了几个完整的 dockerfile 示例，例如 Firefox over VNC：

# Firefox over VNC
#
# VERSION               0.3

FROM ubuntu

# Install vnc, xvfb in order to create a 'fake' display and firefox
RUN apt-get update && apt-get install -y x11vnc xvfb firefox
RUN mkdir ~/.vnc
# Setup a password
RUN x11vnc -storepasswd 1234 ~/.vnc/passwd
# Autostart firefox (might not be the best way, but it does the trick)
RUN bash -c 'echo "firefox" >> /.bashrc'

EXPOSE 5900
CMD    ["x11vnc", "-forever", "-usepw", "-create"]

容器化应用实践

shadowsocks-libev

shadowsocks-libev 的容器化相对比较简单，对上面的指令初步了解后，再参考别人已有的镜像，实践编写 dockerfile 不算麻烦。

我的 VPS 是 Debian 系统，FROM 可以设为 debian，不过还是选了非常了流行的小镜像 alpine。然后根据 shadowsocks-libev README 编写安装的命令。

shadowsocks-libev 的源码编译安装过程如下：

# Debian / Ubuntu
sudo apt-get install --no-install-recommends build-essential autoconf libtool libssl-dev libpcre3-dev asciidoc xmlto zlib1g-dev
./autogen.sh && ./configure && make
sudo make install

如果采用 Alpine 作为基础镜像的话，个别命令要改动，apt-get install 要替换成 apk add。用 RUN 指令完成源码的编译安装。

ENV DEP asciidoc autoconf build-base curl libtool linux-headers openssl-dev pcre-dev tar xmlto

RUN set -ex && \
    apk add --no-cache --virtual .build-deps $DEP && \
    curl -sSL $URL | tar xz && \
    cd $DIR && \
        ./configure --disable-documentation && \
        make install && \
        cd .. && \
    apk del .build-deps && \
    rm -rf $DIR

参考 shadowsocks 的启动参数，编写 CMD 或 ENTRYPOINT 指令：

CMD ss-server -s $ADDR \
              -p $PORT \
              -k ${PASSWORD:-$(hostname)} \
              -m $METHOD \
              -t $TIMEOUT \
              --fast-open \
              -d $DNS \
              -u

本地构建成功后，就可以推送镜像到 Docker Hub 分享给他人，或者把 Dockerfile 上传到 GitHub，通过 Docker Hub 关联 GitHub 实现自动构建。完整的 Dockerfile 已上传到 GitHub 仓库，并结合 Docker Hub 实现自动构建镜像：

• GitHub 仓库地址
• Docker Hub 镜像地址

Docker Hub 上有镜像后，以后再安装 shadowsocks 只需要一条命令就能完成安装和配置：

docker run -d -e METHOD=aes-256-cfb -e PASSWORD=123456 -p 8388:8388 --restart always sudoz/shadowsocks-libev

一劳永逸！

docker-compose

如果每次启动 Docker 镜像都要手敲一大段命令来给容器配置参数的话，还是不够简洁优雅，docker-compose 就解决了这个问题，直接把配置写成文本，由 docker-compose 来读取配置文件 docker-compose.yml 并启动容器，真正做到一次编写，到处运行。

shadowsocks:
  image: sudoz/shadowsocks-libev
  ports:
    - "8388:8388"
  environment:
    - METHOD=aes-256-cfb
    - PASSWORD=123456
  restart: always

配置很明白，对应了 docker run 启动容器时的参数配置，现在只需要一行简单的命令来启动容器：

docker-compose up -d

参考资料：

• Dockerfile reference
• Docker 镜像创建