一、Dockerfile概念
Dockerfile是一個文本格式的配置文件，用戶可以使用Dockerfile來快速創建自定義的鏡像。我們使用Dockerfile定義鏡像，依賴鏡像來運行容器，因此Dockerfile是鏡像和容器的關鍵。首先通過一張圖來了解Docker鏡像、容器和Dockerfile三者之間的關係。
通過上圖我們可以看出使用Dockerfile來定義鏡像，運行鏡像然後啓動鏡像。
Dockerfile鏡像是一個特殊的文件系統，除了提供容器運行時所需的程序、庫、資源、配置等文件外，還包括一些爲運行時準備的一些配置參數（如匿名卷、環境變量、用戶）。鏡像不包含任何動態數據，其內容在構建之後也不會被改變。
鏡像的定製實際上就是定製每一層所添加的配置文件；如果我們可以把每一層的修改、安裝、構建、操作的命令都寫入一個腳本，用這個腳本來構建、定製鏡像，那麼之前提及的無法重複的問題、鏡像構建透明性的問題、體積的問題就都會解決了。這個腳本就是Dockerfile。
Dockerfile是一個文本文件，其包含了一條條的指令，每一條指令構建一層，因此每一條指令的內容，就是描述該層應當如何構建。有了Dockerfile，當我們需要定製自己額外的需求時，只需要再Dockerfile上添加或者修改指令，重新生成image即可，省去了敲命令的麻煩。
二、Dockerfile的基本結構
Dockerfile由一行行命令語句組成，並支持以#開頭的註釋行。
Dockerfile文件格式如下：
1 ## Dockerfile文件格式
2 # This dockerfile uses the ubuntu image
3 # VERSION 2 - EDITION 1
4 # Author: docker_user
5 # Command format: Instruction [arguments / command] ..
6 # 1、第一行必須指定 基礎鏡像信息
7 FROM ubuntu
8 # 2、維護者信息
9 MAINTAINER docker_user [email protected]
10 # 3、鏡像操作指令
11 RUN echo "deb http://archive.ubuntu.com/ubuntu/ raring main universe" >> /etc/apt/sources.list
12 RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
13 RUN echo "\ndaemon off;" >> /etc/nginx/nginx.conf
14
15 # 4、容器啓動執行指令
16 CMD /usr/sbin/nginx
Dockerfile分爲四部分：1.基礎鏡像信息、2.維護者信息、3.鏡像操作指令、4.容器啓動執行指令。一開始必須要指明所基於基礎鏡像的名稱，接下來一般會說明維護者信息；後面則是鏡像操作指令，例如RUN指令。每執行一條RUN指令，鏡像添加新的一層，並提交；最後是CMD指令，來指明運行容器時的操作指令。
三、構建鏡像
docker build命令會根據Dockerfile文件以及上下文構建新的Docker鏡像。構建上下文是指Dockerfile所在的本地路徑或一個URL（Git倉庫地址）。構建上下文環境會被遞歸處理，所以構建所指定的路徑還包含了子目錄，而URL還包括了其中指定的子模塊。
將當前目錄作爲構建上下文時，可以像下面這樣使用docker build命令構建鏡像：
1 docker build .
2 Sending build context to Docker daemon 6.51 MB
3 ...
說明：構建會在Docker後臺的守護進程（daemon）中執行，而不是CLI中。構建前，構建進程會將全部內容（遞歸）發送到守護進程。大多數情況下，應該將一個空目錄作爲構建Dockerfile上下文環境，並將Dockerfile文件放在該目錄下。
在構建上下文中使用的Dockerfile文件，是一個構建指令的文件。爲了提高構建性能，可以通過.dockerignore文件排除上下文目錄下不需要的文件和目錄。
在Docker構建鏡像的第一步，docker CLI會先在上下文目錄中尋找.dockerignore文件，根據.dockerignore文件排除上下文目錄中的部分文件和目錄，然後把剩下的文件和目錄傳遞給Docker服務。
Dockerfile一般位於構建上下文的根目錄，也可以通過-f來指定該文件的位置：
1 docker build -f /path/to/a/Dockerfile .
構建時，還可以通過-t參數來對指定構建成的鏡像打標籤。
四、緩存
Docker守護進程會一條一條的執行Dockerfile中的指令，而且會在每一步提交併生成一個新鏡像，最後會輸出最終鏡像的ID。生成完成後，Docker守護進程會自動清理你發送的上下文。Dockerfile文件中的每條指令會被獨立執行，並會創建一個新鏡像，RUN cd /tmp等命令不會對下條指令影響。Docker會重用已經生成的中間鏡像，以加速docker build的構建速度。以下是一個使用了緩存鏡像的執行過程：
1 $ docker build -t svendowideit/ambassador .
2 Sending build context to Docker daemon 15.36 kB
3 Step 1/4 : FROM alpine:3.2
4 ---> 31f630c65071
5 Step 2/4 : MAINTAINER [email protected]
6 ---> Using cache
7 ---> 2a1c91448f5f
8 Step 3/4 : RUN apk update && apk add socat && rm -r /var/cache/
9 ---> Using cache
10 ---> 21ed6e7fbb73
11 Step 4/4 : CMD env | grep _TCP= | (sed 's/.*_PORT_\([0-9]*\)_TCP=tcp:\/\/\(.*\):\(.*\)/socat -t 100000000 TCP4-
12 ---> Using cache
13 ---> 7ea8aef582cc
14 Successfully built 7ea8aef582cc
構建緩存僅會使用本地父生成鏈上的鏡像，如果不想使用本地緩存的鏡像，也可以通過–cache-from指定緩存。指定後將不再使用本地生成的鏡像鏈，而是從鏡像倉庫中下載。
Docker尋找緩存的邏輯其實就是樹形結構根據Dockerfile指令遍歷子節點的過程。下圖可以說明這個邏輯。
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|
+-------+ +-------+
大部分指令可以根據上述邏輯去尋找緩存，除了ADD和COPY。這兩個指令會複製文件內容到鏡像內，除了指令相同以外，Docker還會檢查每個文件內容校驗（不包括最後修改時間和最後訪問時間），如果檢驗不一致，則不會使用緩存。
除了這兩個命令，Docker並不會去檢查容器內的文件內容，比如RUN apt-get -y update，每次執行時文件可能都不一樣，但是Docker認爲命令一致，會繼續使用緩存。這樣一來，以後構建時都不會再重新運行apt-get -y update。
如果Docker沒有找到當前指令的緩存，則會構建一個新的鏡像，並且之後所要的指令都不會再去尋找緩存。
五、利用Dockerfile構建鏡像的簡單示例
1）編輯Dockerfile文件
接下來用一個簡單的示例來感受一下Dockerfile是如何用來構建鏡像啓動容器。我們以定製Nginx鏡像爲例子，在一個空白目錄中，建立一個文本文件，並命名爲Dockerfile：
1 mkdir mynginx
2 cd mynginx
3 vim Dockerfile
構建一個Dockerfile文件內容爲：
1 FROM nginx
2 #前提是使用yum安裝nginx，或者指定nginx中的index.html的位置
3 RUN echo '<h1>Hello,Docker!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html
這個Dockerfile很簡單，一共就兩行涉及到了兩條指令：FROM和RUN。FROM表示獲取指定的基礎鏡像，RUN執行命令，在執行的過程中重寫了nginx的默認頁面信息，並將信息替換爲：Hello，Docker！。
2）構建鏡像
在Dockerfile文件所在的目錄執行（或者通過-f選項來指定其路徑）：
1 # 命令最後有一個.表示的當前目錄
2 docker build -t nginx:v1 .
3）查看鏡像
構建完成之後，使用docker image命令查看所有的鏡像，如果存在REPOSITORY爲nginx和TAG是v1的信息，就表示構建成功。
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
nginx v1 c7ccff6ef09b About a minute ago 126MB
nginx latest ab56bba91343 2 days ago 126MB
4）運行鏡像
接下來我們就可以使用docker run 命令來啓動容器
[root@docker mynginx]# docker run --name docker_nginx_v1 -d -p 80:80 nginx:v1
4af7cb4e7f917aee15bc0bdddc6b2f1deae9dc46724145eb986b981ebb7816c4
[root@docker mynginx]# docker port docker_nginx_v1
80/tcp -> 0.0.0.0:80
[root@docker mynginx]#
這條命令會用nginx鏡像啓動一個容器，命名爲docker_nginx_v1，並且映射到了宿主機的80端口，這樣我們就可以用瀏覽器去訪問這個nginx服務器:xx.xx.xx.xx，頁面返回信息入下：
這樣一個簡單使用Dockerfile構建鏡像並運行容器的實例就完成了。
5）修改容器內容
容器啓動後，如果需要對容器內的文件進行進一步的完善，我們可以使用docker exec -it xx /bin/bash命令進入容器實例內再次對容器的配置進行修改，以上面的示例爲基礎，修改nginx啓動的頁面內容：
[root@docker mynginx]# docker exec -it docker_nginx_v1 /bin/bash
root@4af7cb4e7f91:/# echo "<h1>Hello,Docker JiangYiYang</h1>" > /usr/share/nginx/html/index.html
root@4af7cb4e7f91:/# exit
exit
以交互式終端的方式進入docker_nginx_v1容器，並執行了bash命令，也就是獲得了一個可操作的Shell。然後，我們用<h1>Hello，Docker JiangYiYang</h1>覆蓋了/usr/share/nginx/html/index.html的內容。再次刷新瀏覽器，會發現內容被改變。
修改了容器的文件，也就是改動了容器的存儲層，可以通過docker diff命令看到具體的改動。
[root@docker mynginx]# docker diff docker_nginx_v1
C /usr
C /usr/share
C /usr/share/nginx
C /usr/share/nginx/html
C /usr/share/nginx/html/index.html
C /run
A /run/nginx.pid
C /var
C /var/cache
C /var/cache/nginx
A /var/cache/nginx/client_temp
A /var/cache/nginx/fastcgi_temp
A /var/cache/nginx/proxy_temp
A /var/cache/nginx/scgi_temp
A /var/cache/nginx/uwsgi_temp
C /root
A /root/.bash_history