Docker镜像基本概念与构建指南

一、Docker镜像基本概念
Docker镜像是容器运行的基础，包含应用程序及其运行所需的文件系统、依赖库、环境变量和配置。其核心特性包括：

只读性：镜像本身不可修改，容器运行时在镜像层之上创建可写层。
分层存储：由多个只读层（Layer）叠加组成，每层对应Dockerfile中的一个指令。
可移植性：镜像通过注册中心（如Docker Hub）实现跨环境部署。
二、镜像的分层结构
1. 分层机制原理
联合文件系统（UnionFS）：将多个目录（层）挂载到同一虚拟目录，上层文件覆盖下层同名文件。
层复用性：相同层的镜像可共享存储，减少磁盘占用。例如，基于ubuntu:22.04的多个镜像共享基础层。
写时复制（Copy-on-Write）：容器修改文件时，仅复制目标层到可写层，不影响原始镜像。
2. 典型分层示例

FROM ubuntu:22.04 # 基础镜像层（Layer 1）

RUN apt-get update # 软件源更新层（Layer 2）

COPY app /opt/app # 文件复制层（Layer 3）

CMD [“/opt/app/start.sh”] # 启动命令层（Layer 4）

每层生成唯一哈希值，修改任意指令会重建后续所有层。

三、构建镜像的详细步骤
1. 编写Dockerfile

# 指定基础镜像

FROM python:3.9-slim

# 设置工作目录

WORKDIR /app

# 安装依赖

COPY requirements.txt .

RUN pip install –no-cache-dir -r requirements.txt

# 复制应用代码

COPY . .

# 暴露端口

EXPOSE 8000

# 启动命令

CMD [“gunicorn”, “app:app”, “–bind”, “0.0.0.0:8000”]

2. 构建镜像

# -t指定镜像标签，.表示构建上下文路径

docker build -t myapp:v1 .

# 查看构建过程日志（显示分层详情）

docker build –progress=plain -t myapp:v1 .

3. 验证与优化
检查分层结构：

history myapp:v1
多阶段构建（减少镜像体积）：

构建阶段

FROM golang:1.20 AS builder

WORKDIR /src

COPY . .

RUN go build -o /app

运行阶段

FROM alpine:3.18

COPY –from=builder /app /app

CMD [“/app”]
四、最佳实践
精简基础镜像：优先选择Alpine、Distroless等轻量镜像。
合并指令：减少层数，例如将多个RUN合并：

apt-get update && \

apt-get install -y curl && \

rm -rf /var/lib/apt/lists/*
使用.dockerignore：排除无关文件（如node_modules、.git）。
定期清理：删除无用镜像和中间层：

system prune -a