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Docker最全教程——从理论到实战(三)

yimo~
2019-07-04 18:05:27

Docker持续开发工作流

Docker改变了开发以及产品交付流程,以下是一般情况下的Docker应用程序的内部循环的持续开发工作流,本工作流只关注在开发人员的计算机上进行的开发工作,不包括设置环境等初始步骤,因为这些步骤只需进行一次。

应用程序一般由开发人员自己的服务代码和附加库(依赖项)组成,以下是生成 Docker 应用程序时常用的基本步骤,具体如下图所示:

在本篇教程中,我们以开源框架Magicodes.Admin为例进行讲解。

Magicodes.Admin,是心莱科技团队打造的一套高效率、易扩展、基础设施强大、代码生成完备、理念和技术先进的敏捷开发框架,同时也是一套分布式(即将提供微服务架构参考)、跨平台(linux、Docker容器支持)、多终端(包括Android、IOS、H5、小程序、微信公众号)支持的统一开发框架和解决方案。框架基于.NET Core 2.1、Angular、Ionic、EF Core、ABP和ASP.NET Zero,并在其基础上进行了封装和完善,并且编写了相关的工具(代码生成)、组件(云存储、支付、微信等等)、生成服务。

代码地址:https://gitee.com/xl_wenqiang/Magicodes.Admin.Core

 

在开始之前,我们先需要准备好相关环境和代码。比如:

Git clone git@gitee.com:xl_wenqiang/Magicodes.Admin.Core.git

相关环境以及前期准备大家可以参阅公众号”magiccodes“中的教程,这里就不多赘述了。

 

开发

开发过程其实和传统开发一样,也就是说,开发Docker 应用的方式与开发非Docker应用的方式类似。二者的主要区别在于,开发 Docker 应用程序时,是在本地环境中的Docker容器中部署和测试,该容器可以是Linux容器或Windows 容器。

 

一般情况下,我们搭建好框架代码之后,就需要针对需求进行开发,以满足业务为目的,也就是这个开发过程并没有什么改变,这里我们假设所有代码均已就绪,开始下一步。

创建Dockerfile

本节内容很多,我们希望大家能够了解和使用好Dockerfile。

关于dockerfile

虽然我们可以通过docker commit命令来手动创建镜像,但是通过Dockerfile文件,可以帮助我们自动创建镜像,并且能够自定义创建过程。本质上,Dockerfile就是由一系列命令和参数构成的脚本,这些命令应用于基础镜像并最终创建一个新的镜像。它简化了从头到尾的构建流程并极大的简化了部署工作。使用dockerfile构建镜像有以下好处:

  • 像编程一样构建镜像,支持分层构建以及缓存;

  • 可以快速而精确地重新创建镜像以便于维护和升级;

  • 便于持续集成;

  • 可以在任何地方快速构建镜像

 

Dockerfile指令

我们需要了解一些基本的Dockerfile 指令,Dockerfile 指令为 Docker 引擎提供了创建容器映像所需的步骤。这些指令按顺序逐一执行。以下是有关一些基本 Dockerfile 指令的详细信息。

1.FROM

FROM 指令用于设置在新映像创建过程期间将使用的容器映像。

格式:FROM 

示例:

FROM nginx

FROM microsoft/dotnet:2.1-aspnetcore-runtime

  

2.RUN

RUN 指令指定将要运行并捕获到新容器映像中的命令。 这些命令包括安装软件、创建文件和目录,以及创建环境配置等。

格式:

RUN ["", "", ""]

RUN

示例:

RUN apt-get update

RUN mkdir -p /usr/src/redis

RUN apt-get update && apt-get install -y libgdiplus

RUN ["apt-get","install","-y","nginx"]

注意:每一个指令都会创建一层,并构成新的镜像。当运行多个指令时,会产生一些非常臃肿、非常多层的镜像,不仅仅增加了构建部署的时间,也很容易出错。因此,在很多情况下,我们可以合并指令并运行,例如:RUN apt-get update && apt-get install -y libgdiplus。在命令过多时,一定要注意格式,比如换行、缩进、注释等,会让维护、排障更为容易,这是一个比较好的习惯。使用换行符时,可能会遇到一些问题,具体可以参阅下节的转义字符。

 

3.COPY

COPY 指令将文件和目录复制到容器的文件系统。文件和目录需位于相对于 Dockerfile 的路径中。

格式:

COPY

如果源或目标包含空格,请将路径括在方括号和双引号中。

 

COPY ["", ""]

示例:

COPY . .

COPY nginx.conf /etc/nginx/nginx.conf

COPY . /usr/share/nginx/html

COPY hom* /mydir/

 

4.ADD

ADD 指令与 COPY 指令非常类似,但它包含更多功能。除了将文件从主机复制到容器映像,ADD 指令还可以使用 URL 规范从远程位置复制文件。

格式:

ADD<source> <destination>

示例:

ADD https://www.python.org/ftp/python/3.5.1/python-3.5.1.exe /temp/python-3.5.1.exe

此示例会将 Python for Windows下载到容器映像的 c:temp 目录。

 

5.WORKDIR

WORKDIR 指令用于为其他 Dockerfile 指令(如 RUN、CMD)设置一个工作目录,并且还设置用于运行容器映像实例的工作目录。

格式:

WORKDIR

示例:

WORKDIR /app

 

6.CMD

CMD指令用于设置部署容器映像的实例时要运行的默认命令。例如,如果该容器将承载 NGINX Web 服务器,则 CMD 可能包括用于启动Web服务器的指令,如 nginx.exe。 如果 Dockerfile 中指定了多个CMD 指令,只会计算最后一个指令。

格式:

CMD ["<executable", "

CMD

示例:

CMD ["c:\Apache24\bin\httpd.exe", "-w"]

CMD c:\Apache24\bin\httpd.exe -w

 

7.ENTRYPOINT

配置容器启动后执行的命令,并且不可被 docker run 提供的参数覆盖。每个 Dockerfile 中只能有一个ENTRYPOINT,当指定多个时,只有最后一个起效。

格式:

ENTRYPOINT ["", ""]

示例:

ENTRYPOINT ["dotnet", "Magicodes.Admin.Web.Host.dll"]

 

8.ENV

ENV命令用于设置环境变量。这些变量以”key=value”的形式存在,并可以在容器内被脚本或者程序调用。这个机制给在容器中运行应用带来了极大的便利。

格式:

ENV==...

示例:

ENV VERSION=1.0 DEBUG=on

NAME="Magicodes"

 

9.EXPOSE

EXPOSE用来指定端口,使容器内的应用可以通过端口和外界交互。

格式:

EXPOSE

示例:

EXPOSE 80

 

说了这么多,我们可以用下图来一言以蔽之:

转义字符

在许多情况下,Dockerfile 指令需要跨多个行;这可通过转义字符完成。 默认 Dockerfile 转义字符是反斜杠 。 由于反斜杠在 Windows 中也是一个文件路径分隔符,这可能导致出现问题。

以下示例显示使用默认转义字符跨多个行的单个 RUN 指令。

FROM microsoft/windowsservercore

 

RUN powershell.exe -Command

$ErrorActionPreference = 'Stop';

wget https://www.python.org/ftp/python/3.5.1/python-3.5.1.exe -OutFile c:python-3.5.1.exe ;

Start-Process c:python-3.5.1.exe -ArgumentList '/quiet InstallAllUsers=1 PrependPath=1' -Wait ;

Remove-Item c:python-3.5.1.exe -Force

 

要修改转义字符,必须在 Dockerfile 最开始的行上放置一个转义分析程序指令。 如以下示例所示:

# escape=`

 

FROM microsoft/windowsservercore

 

RUN powershell.exe -Command `

$ErrorActionPreference = 'Stop'; `

wget https://www.python.org/ftp/python/3.5.1/python-3.5.1.exe -OutFile c:python-3.5.1.exe ; `

Start-Process c:python-3.5.1.exe -ArgumentList '/quiet InstallAllUsers=1 PrependPath=1' -Wait ; `

Remove-Item c:python-3.5.1.exe -Force

注意,只有两个值可用作转义字符: 和 ` 。

 

优化

篇幅有限,我们这里只进行简单讲解,后续结合实际案例再进行细说。但是有几点值得注意的是:

  1. 不能忽视dockerfile的优化,通常情况下,我们可以忽略那些细小的优化,但是我们需要知道优化的原理,为什么要优化

  2. 不能为了优化而优化。镜像的构建过程视业务情况情况不同,指令就有多到少的区别,在很多情况下,我们先要以满足业务目标为准,而不是镜像层数。如果需要减少镜像的层数,我们一定要选择合适的基础镜像,或者创建符合我们需要的基础镜像。

下面是一些优化的准则:

  • 选择合适的基础镜像

    这点相对最为重要。为什么这么说,我们结合现实社会也可以看到,在大部分情况下,一个人一生的成就更多的是看出身。很多情况下,基因和出身决定了你的高度和终点,这点拿到技术层面来说,也是有很大道理的,因此我们需要选择合适的父母——一个合适的镜像。

    一个合适的基础镜像是指能满足运行应用所需要的最小的镜像,理论上是能用小的就不要用大的,能用轻量的就不要用重量级的,能用性能好的就不要用性能差的。这里有时候还需要考虑那些能够减少我们构建层数的基础镜像。

     

  • 优化指令顺序

    Docker会缓存Dockerfile中尚未更改的所有步骤,但是,如果更改任何指令,将重做其后的所有步骤。也就是指令3有变动,那么4、5、6就会重做。因此,我们需要将最不可能产生更改的指令放在前面,按照这个顺序来编写dockerfile指令。这样,在构建过程中,就可以节省很多时间。比如,我们可以把WORKDIR、ENV等命令放前面,COPY、ADD放后面。

     

  • 合并指令

    前面其实我们提到过这点,甚至还特地讲到了转义字符,其实主要是为此服务。前面我们说到了,每一个指令都会创建一层,并构成新的镜像。当运行多个指令时,会产生一些非常臃肿、非常多层的镜像,不仅仅增加了构建部署的时间,也很容易出错。因此,在很多情况下,我们可以合并指令并运行,例如:RUN apt-get update && apt-get install -y libgdiplus。在命令过多时,一定要注意格式,比如换行、缩进、注释等,会让维护、排障更为容易,这是一个比较好的习惯。

     

  • 删除多余文件和清理没用的中间结果

    这点很易于理解,通常来讲,体积更小,部署更快!因此在构建过程中,我们需要清理那些最终不需要的代码或文件。比如说,临时文件、源代码、缓存等等。

      

  • 使用 .dockerignore

    .dockerignore文件用于忽略那些镜像构建时非必须的文件,这些文件可以是开发文档、日志、其他无用的文件。例如:

说了这么多,其实我们更多的还是需要根据命令的实际执行情况来进行调整。

 

Visual studio和dockerfile

如上所示,要生成自定义镜像,需为每个自定义镜像提供一个 Dockerfile。无论是从Visual Studio 自动部署,还是使用 Docker CLI(docker run 和 docker-compose 命令)手动部署,都需为每个要部署的容器提供一个 Dockerfile。如果应用程序只包含一个自定义服务,则只需要一个 Dockerfile。如果应用程序包含多个服务(如在微服务体系结构中),则每个服务都需要一个 Dockerfile。Dockerfile文件需要放在应用程序或服务的根文件夹中。

但是,对于.NET开发人员来说,利用Visual Studio只需单击几次鼠标即可完成此任务。如下图所示:

还可通过在 Visual Studio 中右键单击项目文件,选择“添加 Docker 项目支持”选项,为新项目或现有项目启用 Docker 支持:

对项目(如 ASP.NET Web 应用程序或 Web API 服务)应用此操作后,系统会向含有所需配置的项目添加 Dockerfile。

在更多的情况下,笔者建议大家选择下面的菜单——容器业务流程协调程序支持:

因为会向整个解决方案添加 docker-compose.yml 等文件。整个过程,Visual Studio 代为执行了操作,但是,我们也需要了解 Dockerfile中的内容,否则遇到问题,会抓虾,哦,是抓瞎。

启用了之后,我们就可以看到顶部的菜单栏出现了一些便捷操作:

不仅支持一键启动,还能够调试!!!这对于大部分开发者来说,简直是天籁之音哈!

接下来,我们以Magicodes.Admin为例。在Magicodes.Admin中,存在多个应用,比如后台服务和后台UI,目前框架中已经提供了多个dockerfile的配置,分别在相应的工程目录之中。

 

.net core后台服务的dockerfile

文件所在目录如下所示:

相关指令我在注释中进行了一一说明,不过,由于Excel的导出在Linux环境需要libgdiplus库的支持,以设置字体,因此我们需要在dockerfile中配置安装此库。同时,我们还推荐使用以下简化的dockerfile:

其中,包还原、编译、单元测试运行以及发布等过程我们通过脚本进行了实现,因此在Dockerfile中,命令比较简单干净,关键是整个过程我们能够在本地进行更多的自定义——比如执行单元测试并再通过之后才进行部署和推送。当然,使用第一个配置能够让我们可以更好地和线上的CI工具配套使用。

注意:这里我们并没有使用其他web服务器,我们直接在代码中使用了Kestrel服务器进行托管。

后台前端应用的dockerfile

文件所在目录如下所示:

后台前端应用使用nginx web服务器进行托管,同时执行了copy命令复制相关配置、静态文件和ssl证书。其中nginx.conf的配置如下所示:

关于dockerfile的相关内容,我们先讲述到这里,希望大家对此有个全面的了解。如果你有疑问或者建议,欢迎讨论交流。

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