掌握 Dockerfile：格式、解析器指令、环境变量替换

Docker 是一个开源平台，旨在自动化应用程序的构建、交付和运行。通过 Dockerfile，您可以定义镜像的构建过程。Dockerfile 是由一系列指令组成的文件，Docker 根据这些指令构建镜像。本文将介绍常用的 Dockerfile 指令、格式、解析器指令以及环境变量替换的用法，帮助开发者编写高效、规范的 Dockerfile。

Dockerfile 常用指令

指令	描述
ADD	添加本地或远程文件和目录。
ARG	使用构建时变量。
CMD	指定默认命令。
COPY	复制文件和目录。
ENTRYPOINT	指定默认可执行文件。
ENV	设置环境变量。
EXPOSE	描述您的应用程序正在监听的端口。
FROM	从基础镜像创建新的构建阶段。
HEALTHCHECK	启动时检查容器的健康状况。
LABEL	向镜像添加元数据。
MAINTAINER	指定镜像的作者。
ONBUILD	指定在构建中使用镜像时的说明。
RUN	执行构建命令。
SHELL	设置镜像的默认 shell。
STOPSIGNAL	指定退出容器的系统调用信号。
USER	设置用户和组 ID。
VOLUME	创建卷挂载。
WORKDIR	更改工作目录。

Dockerfile 格式

Dockerfile 的基本格式如下：

INSTRUCTION arguments

指令区分大小写，通常使用大写字母表示。
指令按顺序执行。
Dockerfile 必须以FROM 指令开头。
注释：以# 开头的行是注释，BuildKit 会忽略这些行，除非它们是有效的解析器指令。
- 行中的任何其他位置的# 标记都被视为参数。这允许使用诸如以下语句
```
RUN echo 'we are running some # of cool things'
```
- 注释行在执行 Dockerfile 指令之前被删除。以下示例中的注释在 shell 执行echo 命令之前被删除。
```
RUN echo hello \
# comment
world
```
  以下示例是等效的。
```
RUN echo hello \
world
```
- 注释不支持行延续字符。
空白符：指令参数中的空格不会被忽略。

指令参数中的空格不会被忽略。以下示例按指定的空格打印hello world
```
RUN echo "\
     hello\
     world"
```

解析器指令

解析器指令是影响 Dockerfile 处理方式的可选指令，它们以特殊注释格式# directive=value 编写，并不会添加构建层，也不会显示为构建步骤。

规则

解析器指令必须位于 Dockerfile 的顶部。
解析器指令不支持行延续字符。
解析器指令不区分大小写，且通常采用小写。

支持的指令

# syntax=docker/dockerfile:1：指定 Dockerfile 的语法版本。
- 如果未指定，BuildKit 使用捆绑的 Dockerfile 前端版本。
- 设置将使 BuildKit 在构建之前拉取最新的稳定版本的 Dockerfile 语法。
```
# syntax=docker/dockerfile:1
```
# escape=：设置转义字符，允许跨行书写指令。
- 如果未指定，则默认转义字符为\。
- 将转义字符设置为\ 在Windows 上特别有用，因为\ 是目录路径分隔符。\ 与 Windows PowerShell一致。
```
# escape=`

FROM microsoft/nanoserver
COPY testfile.txt c:\
RUN dir c:\
```

无效示例

由于这些规则，以下示例都是无效的：

由于行延续而无效
```
# direc \
tive=value
```

由于出现两次而无效

# directive=value1
# directive=value2

FROM ImageName

被视为注释，因为它出现在构建器指令之后
```
FROM ImageName
# directive=value
```
被视为注释，因为它出现在不是解析器指令的注释之后
```
# About my dockerfile
# directive=value
FROM ImageName
```
以下unknowndirective 被视为注释，因为它不被识别。已知的syntax 指令被视为注释，因为它出现在不是解析器指令的注释之后。
```
# unknowndirective=value
# syntax=value
```

解析器指令允许使用非换行符空格。因此，以下行都被视为相同

#directive=value
# directive =value
# directive= value
# directive = value
#   dIrEcTiVe=value

环境变量替换

Dockerfile 中的环境变量通过ENV 指令进行定义，可以在多个指令中作为变量进行替换。环境变量在 Dockerfile 中通常使用$variable_name 或${variable_name} 的形式进行引用，它们是等效的。大括号语法（${}）一般用于处理没有空格的变量名问题，例如${foo}_bar。

变量替换语法

$variable_name 和${variable_name} 都可以表示环境变量。
${variable_name} 语法支持一些标准的bash 修饰符，例如：
- ${variable:-word}：如果设置了variable，则结果为该值；如果未设置variable，则结果为word。
- ${variable:+word}：如果设置了variable，则结果为word；否则结果为空字符串。

转义环境变量

如果需要在 Dockerfile 中转义整个变量名，可以在变量名前添加\。例如：

\$foo 或\${foo} 分别表示$foo 和${foo} 文字。

示例（解析后的表示形式显示在# 之后）

FROM busybox
ENV FOO=/bar
WORKDIR ${FOO}   # WORKDIR /bar
ADD . $FOO       # ADD . /bar
COPY \$FOO /quux # COPY $FOO /quux

支持环境变量的指令

以下是支持环境变量替换的 Dockerfile 指令列表：

ADD
COPY
ENV
EXPOSE
FROM
LABEL
STOPSIGNAL
USER
VOLUME
WORKDIR
ONBUILD（与上述支持的指令之一组合时）

`RUN`、`CMD` 和`ENTRYPOINT` 中的环境变量

您还可以将环境变量与RUN、CMD 和ENTRYPOINT 指令一起使用。但在这些指令中，变量替换是由命令 shell 处理的，而不是由构建器处理的。

环境变量的作用范围

在 Dockerfile 中，环境变量的替换在整个指令中使用相同的值。修改环境变量的值仅对后续的指令生效。

ENV abc=hello
ENV abc=bye def=$abc
ENV ghi=$abc

在这个例子中：

def 的值变为hello。
ghi 的值变为bye。

总结

Dockerfile 是构建 Docker 镜像的核心工具，理解和掌握常用指令及解析器指令的使用，能够帮助您高效地构建镜像并简化 DevOps 流程。通过合理设置环境变量和优化构建过程，您可以提升应用程序的可移植性和可维护性。

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