你好，我是王炜。从这节课开始，我们正式进入专栏的学习。这节课我们重点来看一下，如何将业务代码构建为容器镜像。
在工作中，我相信你经常会从同事那里听到这几个熟悉的词：Docker、镜像、镜像仓库、容器等等。
紧接着，你脑海中会浮现出几个问题：容器和镜像之间的关系是什么？如何将业务代码构建为容器镜像？容器镜像又是怎么存储和使用的呢？
别着急，这节课，我会带你从 0 开始认识作为云原生基石的容器镜像，让你在实践中理解镜像和容器的概念，也在这个过程中构建你的第一个容器镜像。
初识容器镜像
在开始实践之前，你需要准备一台电脑，推荐 Linux 或者 macOS，并安装好 Docker，具体流程你可以参考官网。Windows 系统也同样适用，只是需要注意一些操作上的差异。
接下来，我们在本地拉取一个镜像并将它运行起来，看看镜像到底能做什么。
我们首先要用下面这个命令从官方镜像仓库中拉取一个镜像到本地，这是我提前制作好的演示镜像。
$ docker pull lyzhang1999/hello-world-flask:latest
提醒一下，如果拉取镜像失败，推荐你开通一台国内云厂商的香港 Linux 主机进行接下来的实验。
这里要注意两个细节。第一，这里并没有指定完整的镜像地址，Docker 会默认从 docker.io 官方镜像仓库中搜索。所以，你可以理解为，上面这段代码的 lyzhang1999/hello-world-flask:latest 和 docker.io/lyzhang1999/hello-world-flask:latest 是等效的。第二个细节是，冒号后面的 latest 指的是镜像版本号。
那么我们怎么查看本地已经拉取了哪些镜像呢？你可以使用 docker images 命令来查看它们：
$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
lyzhang1999/hello-world-flask latest e2b1a18ed1c1 1 minutes ago 116MB
显然，这里打印的结果就是我们刚才拉取的镜像。
接下来，到了最重要的一步：运行镜像。我们可以使用 docker run 命令来运行镜像。
$ docker run -d -p 8000:5000 lyzhang1999/hello-world-flask:latest
c370825640b6b3669cae20f14e2684ec82b20e4980b329c02b47e47771c931fd
看到上面的输出说明我们成功启动了 hello-world-flask 镜像。
-d 代表“在后台运行容器”，同时它会输出容器 ID，这是运行容器的唯一标识。
-p 代表“将容器内的 5000 端口暴露到宿主机（本地的 8000 端口）”，这可以方便我们在本地进行访问。
现在，我们打开浏览器访问 localhost:8000，可以看到下面这段输出内容：
Hello, my first docker images!
通过这么简单的几条命令，我们就完成了从拉取镜像到运行镜像的全过程。怎么样，是不是比想象中更加简单？
让我们继续探究这个正在运行中的容器。我们尝试进入容器内部。
首先，你可以使用 docker ps 命令来查看当前运行中的容器列表，输出结果的 “c370825640b6” 即为容器 ID：
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
c370825640b6 lyzhang1999/hello-world-flask:latest "python3 -m flask ru…" 1 hours ago Up 1 hours 0.0.0.0:8000->5000/tcp xenodochial_black
然后，我们使用 docker exec [容器 ID] 进入容器内部：
$ docker exec -it c370825640b6 bash
root@c370825640b6:/app#
-it 的含义是“保持 STDIN 打开状态，并且分配一个虚拟的终端（Terminal）”。你可以简单理解为，我们通过 SSH 登录到了容器内部，在当前终端下运行的所有命令都是基于容器内的。
例如，你可以在当前终端执行 ls 查看容器内的文件：
$ root@c370825640b6:/app# ls
Dockerfile __pycache__ app.py requirements.txt
从上面的返回结果来看，容器内的工作目录 /app 包含了我们之前从本地复制到镜像内的 Dockerfile、app.py 和 requirements.txt 三个文件，这和我们对 Dockerfile 的 COPY 指令预期的行为是一致的。
现在，我们尝试着编辑容器内的 app.py。
$ vi app.py
修改第 8 行的输出并保存，重新刷新浏览器，可以看到我们对容器内的修改实时生效了。
最后，我们可以像退出 SSH 登录一样，在容器的终端下执行 exit 命令退出，返回宿主机也就是我们本机的终端。
$ root@c370825640b6:/app# exit
列出和编辑文件的操作，事实上都是对容器的操作。我刚开始学习的时候，经常把镜像和容器这两个概念搞混。
通俗地说，镜像是一个同时包含业务应用和运行环境的“系统安装包”，它需要运行起来之后才能提供服务，运行后镜像的“实例化”称为容器（Container）。你可以对同一个镜像实例化多次，产生多个独立的容器，这些容器拥有不同的容器 ID，不同的容器之间是相互隔离的。
进一步理解，你可以把容器比喻为虚拟机，虚拟机也是，彼此之间的数据和状态都是隔离的。
最后，要想停止运行中的容器呢，只需要使用 docker stop [容器 ID] 命令就可以了。
$ docker stop c370825640b6
到这里，我相信你对镜像和容器已经有了基本的认识。
镜像是怎么构建出来的？
但镜像到底是怎么被构建出来的呢？我的业务代码如何打包成镜像？接下来，我就带你从 0 开始构建你的第一个镜像。
这里我使用 Python 编写的 Flask Web 应用作为例子。首先，假设这是我的业务代码，请你将下面这段代码保存为 app.py。
from flask import Flask
import os
app = Flask(__name__)
app.run(debug=True)
@app.route('/')
def hello_world():
return 'Hello, my first docker images! ' + os.getenv("HOSTNAME") + ''
这段代码的含义非常简单，启动一个 Web 服务器，当接收到 HTTP 请求时，返回 “Hello, my first docker images!” 以及 HOSTNAME 环境变量。
接下来，我们创建 Python 的依赖文件 requirements.txt ，用它来安装我们所依赖的 Flask 框架。你可以执行下面的命令来创建 requirements.txt 文件并将 Flask==2.2.2 内容写入该文件。
$ echo "Flask==2.2.2" >> requirements.txt
熟悉 Python 的同学都知道，有了这两个文件，我们已经可以在本地启动这个 Python Web 应用了，但这不是我们的目标。
接下来，我们开始将这段最简单的 Python 业务代码制作成镜像。
我们需要一个文件来描述镜像是如何被构建的，这个文件叫做 Dockerfile，请将以下内容保存为 Dockerfile 文件。
# syntax=docker/dockerfile:1
FROM python:3.8-slim-buster
RUN apt-get update && apt-get install -y procps vim apache2-utils && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
WORKDIR /app
COPY requirements.txt requirements.txt
RUN pip3 install -r requirements.txt
COPY . .
CMD [ "python3", "-m" , "flask", "run", "--host=0.0.0.0"]
这个 Dockerfile 只有几行，看起来非常简单，但他代表了一种非常典型的镜像构建的命令。例如 FROM、COPY、RUN、CMD 等命令，它们是从上到下按顺序执行的。当然， Dockefile 还有很多其他命令，你只需要了解最常用的这几个命令就够了。
我们解释一下 Dockerfile 文件里的这几个命令。
第一行以 syntax 开头的是解析器注释，它与 Docker 构建镜像的工具 buildkit 相关，在一般情况，我都建议你使用 docker/dockerfile:1，它代表始终指向最新的语法版本。
FROM 命令，表示使用官方仓库的 python:3.8-slim-buster 镜像作为基础镜像。在我们熟悉的编程方法中，你可以理解为从该镜像继承。这个镜像已经安装了 Python3 和 Pip3 等所有的 Python 相关的工具和包，我们可以直接使用。
RUN 的含义是在镜像内运行指定的命令，这里我们为镜像安装了一些必要的工具。
WORKDIR 的含义是镜像的工作目录，你可以理解为后续所有的命令都将以此为基准路径。这样，我们就可以在后续的命令中使用相对路径而不是完整路径了。
COPY 的含义是将本地的文件或目录复制到镜像内指定的位置。第一个参数代表本地文件或目录，第二个参数代表要复制到镜像内的位置。例如，第七行 COPY 表示，将本地当前目录下的 requirements.txt 文件复制到镜像工作目录 /app 中，文件命名同样为 requirements.txt。
第十行 RUN 的含义是在镜像里运行 pip3 安装 Python 依赖。请注意，这些依赖将会被安装在镜像里而不是本地。
接下来，第十行又出现了一个 COPY 命令，它的含义是将当前目录所有的源代码复制到镜像的工作目录 /app 下，复制目录的语法和我们之前提到的复制文件是类似的。
最后一行 CMD 的含义是镜像的启动命令。在一个 Dockerfile 中，只能有一个 CMD 命令，如果有多个，那么只有最后一个 CMD 命令会起作用。例如，我们希望在镜像被运行时启动 Python Flask Web 服务器，并监听在特定主机上。CMD 的第一个参数 python3 是我们希望运行的可执行命令，后面的参数表示运行 python3 命令所需要的参数。
在一些场景下，你可能会看到另一种与 CMD 类似的命令：ENTRYPOINT。它的功能和 CMD 类似，但又有一些差异。在现阶段，我们只需要先记住 CMD 命令，这可以满足大部分使用场景。
好了，万事俱备，接下来我们正式开始构建属于自己的第一个镜像。
我们要在本地电脑的当前目录执行 ls 命令，确认我们刚才保存的 app.py、requirements.txt 以及 Dockefile 是否存在。
$ ls
Dockerfile app.py requirements.txt
接下来，在本机的当前目录下执行 docker build 命令，这样就可以开始制作镜像了。
$ docker build -t hello-world-flask .
需要注意的是，-t 代表的是我们的镜像名。还记得我们之前提到的镜像版本的概念吗？这里隐含了镜像版本，Docker 会默认用 latest 作为版本号，也就是说，hello-world-flask 与 hello-world-flask:latest 的写法是等价的。
此外，你还需要注意最后面有一个 “.” ，这代表了构建镜像的上下文。现阶段你只需要知道这代表本地源码与执行 docker build 命令的相对位置即可。
执行这条命令时，Docker 会帮我们从官方镜像仓库拉取 python:3.8-slim-buster 镜像，并启动该镜像。接下来，该容器会依次执行我们在 Dockerfile 中书写的命令，例如 WORKDIR、COPY、RUN 等等。
构建好镜像之后，我们可以使用 docker images 命令来查看本地镜像。还记得吗？这条命令我们在之前 docker pull 拉取镜像到本地之后也使用过。
$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
hello-world-flask latest 3b0803ab8c9c 1 hours ago 121MB
接下来我们使用 docker run 启动镜像，验证是不是已经成功把业务代码打包为容器镜像了。
$ docker run -d -p 8000:5000 hello-world-flask:latest
这里我们再复习一遍 -d 和 -p 参数的含义，你可以花几秒钟的时间回想一下。如果记不清了，记得回去温习一下。
下一步，我们打开浏览器访问 localhost:8000，如果看到以下输出，说明我们已经成功将业务代码打包为了容器镜像。
$ Hello, my first docker images!
到这里，我们就通过 Python Web 应用的例子，学习了从业务代码打包为容器镜像所涉及到的 Dockerfile 以及相关命令。
构建容器镜像的基本套路
可是，如果你的业务代码是其他编程语言怎么办呢？例如，你用的可能是 Java、Golang、Node.js 等。这里我为你总结了业务代码构建为容器镜像的基本套路。
- 使用 FROM 命令指定一个已经安装了特定编程语言编译工具的基础镜像。你可以在官方镜像仓库找到你所需的任何基础镜像。例如，对于 Java 而言，你可以使用 eclipse-temurin:17-jdk-jammy，对于 Golang 而言，你可以使用 golang:1.16-alpine。
- 使用 WORKDIR 命令配置一个镜像的工作目录，如 WORKDIR /app。
- 使用 COPY 命令将本地目录的源码复制到镜像的工作目录下，例如 COPY 。
- 使用 RUN 命令下载业务依赖，例如 pip3 install。如果是静态语言，那么要进一步编译源码生成可执行文件。
- 最后，使用 CMD 命令配置镜像的启动命令，也就是将你的业务代码启动起来。
实际上，不管是什么编程语言，构建镜像的方法都是大同小异的。我为你总结的这 5 个方法步骤可以满足我们构建容器镜像的最基本要求。
当然，构建镜像还有很多高级技巧，例如基础镜像的选择、多阶段构建、跨平台构建、buildkit 依赖缓存等等，这些内容在初学过程并不常用，我会在后续的课程里为你详细介绍。
最后，还有一个问题。如果我们想让别人在他的电脑上启动我制作的镜像怎么办？或者，怎么在团队之间共享镜像呢？
还记得我们在前文使用 docker pull 拉取镜像的过程吗？如果我们把自己制作的镜像上传到 Docker 官方的镜像仓库，就可以和其他人共享了。
为了能够上传镜像，你需要先注册一个 Docker Hub 的账号，并且使用 docker login 登录，这和我们使用的 Git 工具类似。
接下来，使用 docke tag 重命名我们之前在本地构建的镜像。
$ docker tag hello-world-flask my_dockerhub_name/hello-world-flask
请注意，这里需要把 my_dockerhub_name 替换为你实际的 Docker Hub 账户名，也称为镜像仓库的名字。
然后，我们就可以使用 docker push 把本地的镜像上传到 Docker Hub 了。
$ docker push my_dockerhub_name/hello-world-flask
成功上传后，其他人可以通过 docker pull 命令来拉取我们上传的镜像。
总结
这节课，我们通过一个经典的 Python 应用实例，从 0 开始认识了 Docker 镜像和容器以及 Docker 相关的命令。我还带你了解了如何构建容器镜像，如何上传和分享镜像。
不管使用的是什么编程语言，构建镜像的方法都是差不多的，我为你总结了一套方法论，熟悉了这个方法，工作中要求的 Docker 方面的知识基本上就够用了。
怎么样，现在是不是觉得从 0 开始构建容器镜像也没有这么难？
在下一节课中，我将带你从 0 搭建一个 K8s 集群，并把这节课构建的容器镜像部署到 K8s 集群中。
思考题
最后，给你留一道思考题吧。
在构建镜像的时候，为什么要先 COPY requirements.txt 再安装依赖，而不是 COPY 所有的文件后再安装依赖呢？
欢迎你给我留言交流讨论，你也可以把这节课分享给更多的朋友一起阅读。我们下节课见。
精选留言
2022-12-12 19:38:43
2022-12-12 22:22:55
问题中的"所有的文件" 可能是一个动态变化的“一堆文件”，因为后期随着项目的不断迭代，里面会引进一些其它的文件，因此这个所谓的“所有文件”可能是一个动态文件， 而 COPY requirements.txt 在今后的镜像构建里是一个静态的单一文件，因为只有'requirements.txt'。
docker 在构建镜像的时候，dockerfile的会每一个命令会构建一个层，
而在构建的时候是有一个缓存的特点，而这个缓存机制如果是遇到发生变化的层，即使后面的层没有发生变化，也会重新构建，进而并不会用到缓存。
所以，把不变的层放在前面，变的层放在后面，就会让变化之前的层利用到构建镜像的缓存机制，来加速构建镜像的时间。
不知道我说的对不，还请老师指点，我之前有遇到过这个问题。
2022-12-20 11:43:48
2022-12-13 08:32:15
2022-12-14 13:35:16
2022-12-20 00:33:51
- python flask demo
- go gin demo
- nodejs
- shell........
docker login -u <user> -p <passwd> url
docker pull & docker push
docker tag <image>:tag <rep>/<image>:new-tag
docker build -t flask:v1.0.0 -f Dockerfile .
docker run -ti -p 8080:5000 -v /app/data:/app/data -v /app/config:/app/config --name flask-demo hello-world-flask:latest
编写 Dockerfile：
https://smoothies.com.cn/docker-docs/Docker/Dockerfile/
镜像构建工具：[buildah](https://ghostwritten.blog.csdn.net/article/details/128024372)
镜像搬运工具：[skopeo](https://ghostwritten.blog.csdn.net/article/details/127342981)
私有镜像仓库：registry、VMware harbor、 jfrog artifactory、SUSE Portus、Sonatype Nexus
公共镜像仓库：docker.io、quay.io.......
无守护进程容器引擎：[podman](https://blog.csdn.net/xixihahalelehehe/article/details/121611523)
2022-12-30 09:22:30
2025-07-15 20:54:56
ERROR: failed to solve: failed to resolve source metadata for docker.io/docker/dockerfile:1: failed to do request: Head "https://registry.docker-cn.com/v2/docker/dockerfile/manifests/1?ns=docker.io": EOF
2023-11-08 09:53:41
$ docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
已经执行 了
$ docker run -d -p 8000:5000 hello-word-flask
15b89d9d304cee1ee8377bebbf657ff7c5ddbef3fab8772e9dc0a6b674906160
2023-11-08 09:35:48
------
Dockerfile:5
--------------------
3 | FROM python:3.8-slim-buster
4 |
5 | >>> RUN apt-get update && apt-get install -y procps vim apache2-utils && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
6 |
7 | WORKDIR /app
--------------------
ERROR: failed to solve: process "/bin/sh -c apt-get update && apt-get install -y procps vim apache2-utils && rm -rf /var/lib/apt/lists/*" did not complete successfully: exit code: 100
2023-11-05 00:25:30
Traceback (most recent call last):
File "/usr/local/lib/python3.8/runpy.py", line 185, in _run_module_as_main
mod_name, mod_spec, code = _get_module_details(mod_name, _Error)
File "/usr/local/lib/python3.8/runpy.py", line 144, in _get_module_details
return _get_module_details(pkg_main_name, error)
File "/usr/local/lib/python3.8/runpy.py", line 111, in _get_module_details
__import__(pkg_name)
File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/flask/__init__.py", line 5, in <module>
from .app import Flask as Flask
File "/usr/local/lib/python3.8/site-packages/flask/app.py", line 30, in <module>
from werkzeug.urls import url_quote
ImportError: cannot import name 'url_quote' from 'werkzeug.urls' (/usr/local/lib/python3.8/site-packages/werkzeug/urls.py)
看起来像是werkzeug版本的问题，但都是通过requirements.txt自动下载的呀，求指导
2023-11-04 22:50:44
[root@k8s-master01 gitops]# docker build -t hello-world-flask .
Sending build context to Docker daemon 4.096kB
Step 1/7 : FROM python:3.8-slim-buster
---> 5cc8cb0c433a
Step 2/7 : RUN apt-get update && apt-get install -y procps vim apache2-utils && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
---> Running in d71828d7172d
Get:1 http://security.debian.org/debian-security buster/updates InRelease [34.8 kB]
Get:2 http://deb.debian.org/debian buster InRelease [122 kB]
Get:3 http://deb.debian.org/debian buster-updates InRelease [56.6 kB]
Get:4 http://security.debian.org/debian-security buster/updates/main amd64 Packages [568 kB]
Get:5 http://deb.debian.org/debian buster/main amd64 Packages [7909 kB]
2023-01-24 23:18:40
2022-12-13 22:44:31