基于Docker系列逐行解析Nginx镜像Dockerfile

此文就和大家一起逐行解析nginx官方的镜像构建文件Dockerfile。本文中涉及的脚本都可以在
github:docker-nginx官方渠道获取。

一、什么是Dockerfile

Dockerfile是自动构建docker镜像的配置文件，将镜像构建过程通过指令的方式定义在Dockerfile中。配合docker build命令行可以实现自动化的Docker镜像的构建。

FROM debian:bullseye-slim

LABEL maintainer="NGINX Docker Maintainers <docker-maint@nginx.com>"

ENV NGINX_VERSION 1.20.2
ENV NJS_VERSION 0.7.0
ENV PKG_RELEASE 1~bullseye

RUN set -x \#节省篇幅，主要是学习Dcokerfile语法，这里省略了若干行linux的shell脚本

COPY docker-entrypoint.sh /
COPY 10-listen-on-ipv6-by-default.sh /docker-entrypoint.d
COPY 20-envsubst-on-templates.sh /docker-entrypoint.d
COPY 30-tune-worker-processes.sh /docker-entrypoint.d
ENTRYPOINT ["/docker-entrypoint.sh"]

EXPOSE 80

STOPSIGNAL SIGQUIT

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

上图是nginx:1.20.2版本docker镜像的Dockerfile，下面我们来逐行解析。

二、解析nginx的Dockerfile语法

我们在学习一门语言或文档语法的时候，最快的学习方式就是看别人是怎么写的。这里这个“别人”是谁就很重要，跟着臭棋篓子下棋越下越臭。所以学习Dockerfile语法，我们有必要找一个模范：大家可以去Dockerhub看一下那些开源软件官方提供的镜像，都可以找到对应的Dockerfile，看看别人是怎么写的。我们就以上文中的nginx:1.20.2版本docker镜像的Dockerfile（官方提供的），我们来逐行解析它的语法及构建过程。

FROM

一般我们构建镜像的都需要一个基础的linux操作系统的发行版镜像，并且在此基础上我们构建自己的镜像。

FROM debian:bullseye-slim

所以FROM指令的作用就是指定基础镜像，nginx这里使用的基础linux镜像是debian:bullseye-slim。其中debian:bullseye是debian的linux发行本操作系统的一个版本，版本名称叫做bullseye。slim通常是指这个镜像是该发行版本中的最小安装版本，因为我们构建完成的镜像是要在后续的持续集成过程中，以及仓库和docker服务器之间网络传播的，所以尽可能让镜像的构建结果size最小化。基础镜像的选择要着重考虑size的大小，满足linux基本功能及你的程序运行的前提下越小越好。

LABEL

LABEL用于给当前镜像添加一些描述、解释性信息，如：当前镜像的维护人及联系方式等信息。用键值对的方式自定义，一行可以定义多个。

LABEL <key>=<value> <key>=<value> <key>=<value> ...

也可以定义多行，如maintainer维护人信息，description镜像描述信息。如果描述信息一行写不下，可以用“\”换行。Dockerfile语法中有一个指令叫做MAINTAINER，专门用于描述该镜像的维护人信息，但是现在已经不建议使用了，统一使用LABEL。

LABEL maintainer="NGINX Docker Maintainers "
LABEL description="This is a Docker image \
for nginx 1.20.2. "

ENV

ENV的作用是设置环境变量，该环境变量设置之后，可以在构建过程及容器运行时的shell脚本中使用该变量，使用方法如：${NGINX_VERSION}。学过JAVA的同学想想你的JAVA_HOME环境变量怎么设置的以及怎么使用的？ENV是同样的道理。只不过放到docker这里语法发生了变化而已，语法格式:ENV 环境变量KEY 环境变量Value。

ENV NGINX_VERSION 1.20.2
ENV NJS_VERSION 0.7.0
ENV PKG_RELEASE 1~bullseye

RUN

RUN指令的作用就是执行linux的shell脚本，通过下图可以看到在shell脚本中可以使用通过ENV定义的环境变量。

对于nginx镜像而言，RUN指令的作用就是执行一系列shell命令行(脚本)来完成nginx的安装。所以说要想掌握RUN指令的重点不在于RUN指令本身，关键在于：

你会不会手动安装nginx？你会不会linux的shell脚本语法？你能不能把nginx的安装过程写成shell脚本？

如果上面三个问题的答案都是肯定的，用RUN指令即可执行shell脚本完成软件的安装。这也是Dockerfile编写内容的核心所在，linux shell并不是本文要为大家说明的内容。

COPY

COPY指令的作用是将本地文件(执行镜像构建所在的服务器)，拷贝到镜像文件中。语法是：COPY <本地文件路径>:<镜像文件路径>，镜像文件路径同时也是容器运行时文件系统的路径。

COPY docker-entrypoint.sh /
COPY 10-listen-on-ipv6-by-default.sh /docker-entrypoint.d
COPY 20-envsubst-on-templates.sh /docker-entrypoint.d
COPY 30-tune-worker-processes.sh /docker-entrypoint.d

如果本地文件路径只有文件名，就是表示文件和Dockerfile在同一个目录下（相对路径语法）。即：下面的这些文件在同一个目录(这些文件在我上文给出的nginx官方Dockerfile连接中都可以看到)。

另外可以使用WORKDIR 指令为 Dockerfile 中跟随它的任何 RUN、CMD、ENTRYPOINT、COPY、ADD 指令设置本地工作目录。这样上文提到的相对路径，就是相对WORKDIR指定路径的相对路径。但是通常情况下，不建议使用WORKDIR，因为很难保证执行构建的开发者工作主机的工作路径和Dockerfile编写者的工作路径都是一致的。

WORKDIR/root

ENTRYPOINT

一个Dockerfile中如果定义多个ENTRYPOINT，只有最后一条ENTRYPOINT生效，并且每次启动docker容器，都会执行ENTRYPOINT指定的脚本。对于nginx:1.20.2而言，"/docker-entrypoint.sh"脚本中定义了nginx配置检查及nginx服务的启动指令。所以通常情况下ENTRYPOINT指定的脚本通常都是镜像内核心服务的启动脚本。

ENTRYPOINT ["/docker-entrypoint.sh"]

这个脚本中最后执行了nginx服务启动，需要配合CMD命令完成，参考下文的CMD命令。

EXPOSE

Docker 容器在运行时暴漏指定的网络端口，可用于容器端口映射，默认协议是 TCP。格式如下：

EXPOSE <端口号>
EXPOSE <端口号>/<协议>

将容器端口暴露出去后，可以与宿主机的端口建立映射关系，这样可以通过访问宿主机的端口来访问容器内部的服务。比如同时在 TCP、UDP 上暴露容器的80端口。

EXPOSE 80/tcp
EXPOSE 80/udp

STOPSIGNAL

这个指令笔者也并不常用，我查询了docker-nginx在github上的issues里面给出的答案是，之所以加上STOPSIGNAL信号的目的是：避免docker容器停止后，nginx服务不能正确终止造成僵尸进程的存在。

STOPSIGNAL SIGQUIT

CMD

CMD指令也是用来执行linux命令或脚本，这一点和RUN指令是一致的。二者的区别在于

CMD指令是在执行docker run指令时被执行，也就是创建容器时执行；而RUN指令实在镜像构建的时候执行，即docker bulid时候执行。也正因为指令的执行期不同，RUN命名执行的写入操作被写入到镜像层。CMD指令执行结果包含写入操作，被写入到容器层。（可以参考我之前文章《镜像分层原理》学习理解）。所以CMD和ENTRYPOINT 指令有点相似，都是在创建容器时运行。需要注意的是：一旦Dockerfile中包含ENTRYPOINT指令，CMD指令就作为ENTRYPOINT指定的脚本的参数存在。参考下文格式语法。

CMD包含三种格式：

第一种为ENTRYPOINT指定的脚本传参，上文中的ENTRYPOINT脚本最后一行的exec "$@"就是在执行CMD传递的命令及参数。来完成nginx服务的启动。这种用法是各官方Dockerfile常用的做法(如:nginx、redis)，就是在ENTRYPOINT指定的脚本中做一些配置准备工作，然后在ENTRYPOINT脚本的最后一行通过exec "$@"调用CMD命令进行容器服务的启动。