创建与自定义 Docker 镜像：实战实验

介绍

Docker 是一款强大的工具，用于将应用程序打包并分发为容器。这一过程的核心是 Docker 镜像，它们是预先构建好的软件包，包含了运行应用程序所需的一切，包括代码、依赖项和配置。在本实验中，你将学习如何通过集成额外的软件、库或配置来创建自定义 Docker 镜像，从而增强你的应用程序。

在整个实验过程中，我们将使用 WebIDE（VS Code）来编辑文件。WebIDE 为文件编辑提供了一个熟悉且用户友好的界面，使处理配置文件和代码变得更加轻松。

设置项目环境

让我们从创建一个项目目录并进入该目录开始。

在 WebIDE 中打开终端。你可以通过点击顶部菜单中的「Terminal」，然后选择「New Terminal」来完成此操作。
在终端中运行以下命令：

mkdir -p ~/project/docker
cd ~/project/docker

显示项目目录创建命令的终端

这将在 ~/project 文件夹中创建一个名为 docker 的新目录，并将当前工作目录切换到该目录。

pwd

你应该在输出中看到 /home/labex/project/docker。

理解这些命令：

mkdir -p：此命令用于创建目录。-p 标志允许它在父目录不存在时一并创建。
cd：此命令用于切换当前目录。
pwd：此命令用于打印当前工作目录。

创建一个简单的 Docker 镜像

现在，让我们创建一个运行 Nginx Web 服务器的简单 Docker 镜像。

在 WebIDE 中，导航到文件资源管理器（通常是左侧边栏的第一个图标）。
在文件资源管理器面板中右键点击并选择「New File」。将其命名为 Dockerfile（首字母 D 大写，且没有文件扩展名）。
点击 Dockerfile 将其打开。添加以下内容：

FROM nginx
COPY index.html /usr/share/nginx/html/

这个 Dockerfile 定义了一个基于官方 Nginx 镜像的新镜像，并将一个名为 index.html 的文件复制到 Nginx 的默认文档根目录。

理解 Dockerfile：

FROM nginx：这一行指定了我们要构建的基础镜像。在本例中，我们使用的是官方的 Nginx 镜像。
COPY index.html /usr/share/nginx/html/：这一行将我们的 index.html 文件复制到容器内的 Web 根目录中。

在同一目录下创建一个名为 index.html 的新文件。你可以再次在文件资源管理器面板中右键点击并选择「New File」。
打开 index.html 并添加以下内容：

<!doctype html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="UTF-8" />
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0" />
    <title>Hello Docker!</title>
  </head>
  <body>
    <h1>Hello Docker!</h1>
    <p>This is a custom Docker image.</p>
  </body>
</html>

这是一个简单的 HTML 页面，将由我们的 Nginx 服务器提供服务。

在 WebIDE 中打开终端（如果关闭了之前的终端，请点击 Terminal -> New Terminal），并使用以下命令构建 Docker 镜像：

docker build -t my-nginx .

此命令会构建一个标签为 my-nginx 的新 Docker 镜像。

理解该命令：

docker build：这是构建 Docker 镜像的命令。
-t my-nginx：-t 标志为我们的镜像打上 my-nginx 的标签名。
.：这指定了构建上下文（包含 Dockerfile 的目录）为当前目录。

构建完成后，验证镜像是否创建成功：

docker images

你应该能在输出列表中看到 my-nginx 镜像。

运行并测试自定义镜像

让我们基于新镜像运行一个容器并进行测试。

在 WebIDE 终端中，使用以下命令启动容器：

docker run -d -p 8080:80 --name my-nginx-container my-nginx

理解该命令：

docker run：此命令用于创建并启动一个新容器。
-d：此标志使容器在分离模式（后台）下运行。
-p 8080:80：这将宿主机的 8080 端口映射到容器的 80 端口。
--name my-nginx-container：这为我们的容器分配了一个名称。
my-nginx：这是我们用于创建容器的镜像名称。

验证容器是否正在运行：

docker ps

你应该在输出中看到 my-nginx-container。此命令显示所有正在运行的容器。

要查看网页内容，请使用 curl 命令：

curl http://localhost:8080

你应该会在终端中看到 index.html 文件的 HTML 内容。

如果你好奇 curl 的作用，它是一个用于从服务器传输数据或向服务器传输数据的工具。在本例中，我们使用它从 Web 服务器获取内容。

你也可以导航到 LabEx 虚拟机的顶部，点击「+」创建一个新的 Web 服务，然后输入端口 8080 来查看内容。

Web 服务器端口设置

向镜像添加自定义软件

现在，让我们修改 Docker 镜像以包含额外的软件。我们将以添加 curl 工具为例。

在 WebIDE 中打开 Dockerfile。你可以通过在文件资源管理器面板中点击 Dockerfile 来实现。
将 Dockerfile 的内容修改为：

FROM nginx
RUN apt-get update && apt-get install -y curl
COPY index.html /usr/share/nginx/html/

这个 Dockerfile 添加了一个新的 RUN 指令，该指令使用 apt-get 包管理器更新包索引并安装 curl 工具。

理解新添加的行：

RUN apt-get update && apt-get install -y curl：这一行先更新软件包列表（apt-get update），然后安装 curl（apt-get install -y curl）。-y 标志会在安装过程中自动对所有提示回答「是」。

在 WebIDE 中按 Ctrl+S（Mac 上为 Cmd+S）保存文件。
在 WebIDE 终端中，使用新标签重新构建 Docker 镜像：

docker build -t my-nginx-curl .

此命令将构建一个名为 my-nginx-curl 的新 Docker 镜像，其中包含了 curl 工具。

验证新镜像是否已创建：

docker images

你应该能在输出列表中看到 my-nginx-curl 镜像。

使用 Curl 测试自定义镜像

让我们基于新镜像运行一个容器并测试 curl 工具。

在 WebIDE 终端中，使用以下命令启动一个新容器：

docker run -d --name curl-container my-nginx-curl

此命令启动一个基于 my-nginx-curl 镜像的新容器，并将其命名为 curl-container。

在运行中的容器内执行 bash shell：

docker exec -it curl-container bash

此命令在运行中的容器内部打开一个交互式的 bash shell。

理解该命令：

docker exec：在运行中的容器内运行命令。
-it：这些标志分配一个伪终端并保持标准输入（STDIN）打开，允许你与 shell 进行交互。
curl-container：这是我们容器的名称。
bash：这是我们在容器中运行的命令（打开 bash shell）。

你现在应该看到一个新的提示符，表明你已进入容器内部。在容器内测试 curl 工具：

curl http://localhost

你应该会在终端中看到 index.html 文件的 HTML 内容。

退出容器的 bash shell：

exit

此命令将带你回到宿主系统的 shell。

在镜像中使用环境变量

在这一步中，我们将修改 Docker 镜像，使用环境变量进行自定义配置。

在 WebIDE 中再次打开 Dockerfile。
将 Dockerfile 的内容修改为：

FROM nginx
ENV NGINX_PORT 9000
RUN sed -i "s/listen[[:space:]]*80;/listen $NGINX_PORT;/g" /etc/nginx/conf.d/default.conf
COPY index.html /usr/share/nginx/html/

这个 Dockerfile 添加了一个 ENV 指令，将 NGINX_PORT 变量设置为 9000。它还包含了一个 RUN 指令，通过修改 Nginx 配置来使用此端口。

理解新添加的行：

ENV NGINX_PORT 9000：这设置了一个值为 9000 的环境变量 NGINX_PORT。
RUN sed -i "s/listen[[:space:]]*80;/listen $NGINX_PORT;/g" /etc/nginx/conf.d/default.conf：这使用 sed 命令在 Nginx 配置文件中将默认端口（80）替换为我们的环境变量。

在 WebIDE 中保存文件。
在 WebIDE 终端中，使用新标签重新构建 Docker 镜像：

docker build -t my-nginx-env .

基于新镜像运行容器：

docker run -d -p 9000:9000 --name env-container my-nginx-env

此命令启动一个基于 my-nginx-env 镜像的新容器，并将宿主机的 9000 端口映射到容器的 9000 端口。请注意，环境变量已经在 Dockerfile 中设置好了，因此不需要在 docker run 命令中再次设置。

验证 Web 服务器是否在指定端口上运行：

curl http://localhost:9000

你应该会在终端中看到 index.html 文件的 HTML 内容。

在 Dockerfile 中使用 ENTRYPOINT

在这一步中，我们将学习如何在 Dockerfile 中使用 ENTRYPOINT 指令，并使用一个不同的端口（9100）。

在 WebIDE 中再次打开 Dockerfile。
将 Dockerfile 的内容修改为：

FROM nginx
COPY index.html /usr/share/nginx/html/
COPY start.sh /start.sh
RUN chmod +x /start.sh
ENTRYPOINT ["/start.sh"]

这个 Dockerfile 移除了环境变量和 sed 命令。取而代之的是，我们将使用 ENTRYPOINT 脚本在运行时处理配置。这使得我们的镜像更加灵活。

在同一目录下创建一个名为 start.sh 的新文件，内容如下：

#!/bin/bash
## 如果未设置 NGINX_PORT，则设置默认端口
export NGINX_PORT=${NGINX_PORT:-9100}
## 替换 nginx 配置中的端口
sed -i "s/listen[[:space:]]*80;/listen $NGINX_PORT;/g" /etc/nginx/conf.d/default.conf
echo "Starting Nginx on port $NGINX_PORT"
nginx -g 'daemon off;'

此脚本设置了一个默认端口，在容器启动时修改 Nginx 配置，打印一条显示 Nginx 运行端口的消息，然后启动 Nginx。

在 WebIDE 中保存这两个文件。
在 WebIDE 终端中，使用新标签重新构建 Docker 镜像：

docker build -t my-nginx-entrypoint .

基于新镜像运行容器。我们将通过环境变量将端口设置为 9100。

docker run -d -p 9100:9100 -e NGINX_PORT=9100 --name entrypoint-container my-nginx-entrypoint

检查容器日志以查看启动消息：

docker logs entrypoint-container

你应该在输出中看到消息「Starting Nginx on port 9100」。

验证 Web 服务器是否在新端口上正常运行：

curl http://localhost:9100

你应该会在终端中看到 index.html 文件的 HTML 内容。

总结

在本实验中，你学习了如何创建能为应用程序增值的自定义 Docker 镜像。你从创建一个带有 Web 服务器的简单镜像开始，逐步进阶到添加自定义软件以及使用环境变量进行配置。在整个实验中，你使用了 WebIDE（VS Code）来编辑文件，使过程更加直观且用户友好。

以下是你所完成工作的回顾：

设置了项目环境并学习了基础终端命令。
创建了一个带有 Nginx 和自定义 HTML 页面的简单 Docker 镜像。
构建并运行了 Docker 容器，学习了端口映射和容器命名。
修改了 Docker 镜像以包含额外的软件（curl）。
使用 docker exec 在容器内部运行命令。
将环境变量集成到 Docker 镜像中，以便更轻松地进行配置。