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tags:
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- docker
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- devops
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- containerization
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create time: 2026-04-28 14:30
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# Dockerfile 编写指南
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> 一份从"能跑"到"跑得好"的 Dockerfile 教程。通过教学式讲解、流程图和实战示例，帮你写出体积小、构建快、启动安全的镜像。
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## 概述
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Dockerfile 是镜像构建的蓝图，每一行指令都会在镜像中生成一层。写好 Dockerfile 的核心目标：**镜像更小、构建更快、启动更安全**。
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> [!tip] 初学者思考题
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> 为什么 `RUN apt-get install nginx && rm -rf /var/lib/apt/lists/*` 不能拆成两个 RUN？拆开后镜像体积会不会变小？（答案见正文 2.2 节）
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## 正文
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### 一、Dockerfile 基本结构
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一张图理解 Dockerfile 的构建流程：
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```mermaid
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flowchart LR
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A["FROM 基础镜像"] --> B["WORKDIR 设工作目录"]
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B --> C["COPY 依赖文件 + RUN 安装"]
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C --> D["COPY 源代码"]
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D --> E["RUN 构建产物"]
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E --> F["EXPOSE 声明端口"]
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F --> G["CMD 启动命令"]
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style A fill:#e1f5fe
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style G fill:#c8e6c9
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```
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> [!note] 构建流程
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> 构建过程是**自上而下逐行执行**的，每一步都基于上一步的结果生成新层。层序排列直接影响缓存命中率和镜像体积。
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一个标准的 Node.js 项目 Dockerfile：
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```dockerfile
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# 1. 基础镜像
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FROM node:20-slim AS builder
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# 2. 维护者信息（可选）
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LABEL maintainer="yourname@example.com"
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# 3. 设置工作目录
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WORKDIR /app
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# 4. 先复制依赖文件，利用 Docker 缓存
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COPY package*.json ./
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RUN npm ci --production
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# 5. 再复制源代码
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COPY . .
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# 6. 构建
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RUN npm run build
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# 7. 暴露端口
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EXPOSE 3000
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# 8. 启动命令
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CMD ["node", "dist/index.js"]
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```
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### 二、常用指令详解
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#### 2.1 `FROM` — 基础镜像
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> [!question] 为什么镜像大小差距这么大？
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> 完整 OS + 工具链 vs 精简版 = 1GB vs 10MB，这就是 `FROM` 选择的影响。
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**选镜像原则：有 Alpine 选 Alpine，有 Slim 选 Slim，没有再选完整版。**
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```dockerfile
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FROM node:20-alpine # 推荐：最小体积 ~150MB
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FROM node:20-slim # 推荐：平衡方案 ~200MB
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FROM node:20 # 不推荐：完整 OS，镜像臃肿 ~1GB
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FROM python:3.12-slim-bookworm
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FROM golang:1.22-alpine
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FROM ubuntu:24.04 # 一般作为多阶段构建的第一步
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```
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| 镜像类型 | 大小 | 适用场景 |
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|----------|------|----------|
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| `alpine` | 5-10MB | 生产环境、追求极致体积 |
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| `slim` | 100-200MB | 大多数生产场景，兼容性好 |
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| 完整版 | 1GB+ | 开发环境、需要完整工具链 |
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#### 2.2 `RUN` — 执行命令
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> [!warning] 关键概念：Docker 层不可删
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> `RUN` 产生的层会**永久留在镜像中**，即使后续 `rm` 了也没用。所以更新、安装、清理必须在**同一个 RUN** 里。
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```dockerfile
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# ❌ 不推荐：每行一个 RUN，产生多层，rm 无效
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RUN apt-get update
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RUN apt-get install -y nginx
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RUN rm -rf /var/lib/apt/lists/*
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# ✅ 推荐：合并为一行，用 && 连接，用 \ 换行
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RUN apt-get update && \
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apt-get install -y nginx && \
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rm -rf /var/lib/apt/lists/*
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```
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#### 2.3 `COPY` vs `ADD`
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> [!abstract] 简单原则
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> **99% 的情况用 COPY。** ADD 的额外功能（自动解压、远程下载）行为不可预测。
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```dockerfile
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# COPY — 简单复制，优先使用
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COPY package.json ./
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COPY . .
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# ADD — 仅在两种场景有用
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ADD https://example.com/file.tar.gz /tmp/ # 下载远程文件（但容易出错）
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ADD file.tar.gz /app/ # 自动解压（COPY + RUN tar 更清晰）
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```
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#### 2.4 `WORKDIR` — 工作目录
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```dockerfile
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WORKDIR /app # 设置工作目录
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COPY package.json ./ # 相对于 /app
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RUN npm install
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COPY . .
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# WORKDIR 会被后续指令继承，且会自动创建
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WORKDIR /subdir # 现在是 /app/subdir
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RUN pwd # 输出 /app/subdir
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```
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#### 2.5 `EXPOSE` — 声明端口
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> [!info] EXPOSE 不自动映射端口
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> `EXPOSE` 只是**文档性质**的声明，实际端口映射需要在 `docker run -p` 或 `docker-compose` 中指定。
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```dockerfile
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EXPOSE 3000
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EXPOSE 80 443
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```
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#### 2.6 `ENV` — 环境变量
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```dockerfile
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ENV NODE_ENV=production
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ENV APP_PORT=3000
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# 容器启动时可以覆盖：docker run -e DB_HOST=192.168.1.100 my-app
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```
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#### 2.7 `CMD` vs `ENTRYPOINT`
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| 指令 | 特点 | 可被 docker run 覆盖？ |
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|------|------|----------------------|
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| `CMD` | 默认命令，最灵活 | ✅ 完全覆盖 |
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| `ENTRYPOINT` | 入口点，固定执行 | ⚠️ 需用 `--entrypoint` 强制覆盖 |
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```dockerfile
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# CMD — 大多数情况用这个就够了
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CMD ["node", "dist/index.js"]
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# ENTRYPOINT + CMD — 入口固定，参数可配
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ENTRYPOINT ["node"]
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CMD ["dist/index.js"]
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```
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### 三、多阶段构建（核心优化手段）
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> [!abstract] 一句话理解多阶段构建
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> **先用大镜像构建 → 再把产物复制到最小镜像中运行。** 构建工具不留到最终镜像。
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构建流程图：
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```mermaid
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flowchart TB
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subgraph Phase1["第一阶段：构建（大镜像）"]
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A["node:20-alpine"] --> B["安装全套依赖 + devDependencies"]
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B --> C["TypeScript / Maven / Go 编译"]
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C --> D["生成 dist/ / target/*.jar"]
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end
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subgraph Phase2["第二阶段：运行（最小镜像）"]
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E["node:20-alpine / JRE Alpine / Alpine"] --> F["只装 production 依赖"]
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F --> G["COPY --from=builder 复制产物"]
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G --> H["启动应用"]
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end
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Phase1 -->|COPY --from=builder| Phase2
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style Phase1 fill:#fff3e0
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style Phase2 fill:#e8f5e9
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```
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#### 3.1 前端多阶段构建（Node + TypeScript）
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```dockerfile
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# ========== 第一阶段：构建 ==========
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FROM node:20-alpine AS builder
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WORKDIR /app
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COPY package*.json ./
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RUN npm ci # ① 先装依赖，利用缓存
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COPY . . # ② 再复制源码，代码改了才重建
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RUN npm run build # ③ 编译
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# ========== 第二阶段：运行 ==========
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FROM node:20-alpine AS production
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RUN apk add --no-cache tini # tini 处理僵尸进程（推荐）
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WORKDIR /app
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COPY package*.json ./
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RUN npm ci --production # 只装 production 依赖
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COPY --from=builder /app/dist ./dist
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COPY --from=builder /app/public ./public
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ENV NODE_ENV=production
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EXPOSE 3000
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ENTRYPOINT ["/sbin/tini", "--"]
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CMD ["node", "dist/index.js"]
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```
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#### 3.2 Java 多阶段构建
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```dockerfile
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# 第一阶段：Maven 构建
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FROM maven:3.9-eclipse-temurin-21 AS build
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WORKDIR /app
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COPY pom.xml .
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RUN mvn dependency:go-offline -B
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COPY src ./src
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RUN mvn package -DskipTests
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# 第二阶段：运行（JRE 镜像，无 Maven）
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FROM eclipse-temurin:21-jre-alpine
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WORKDIR /app
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COPY --from=build /app/target/*.jar app.jar
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EXPOSE 8080
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ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]
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```
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#### 3.3 Go 多阶段构建
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```dockerfile
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# 第一阶段：编译
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FROM golang:1.22-alpine AS builder
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WORKDIR /app
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COPY go.mod go.sum ./
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RUN go mod download
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COPY . .
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RUN CGO_ENABLED=0 go build -o /app/server
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# 第二阶段：运行（纯 Alpine，仅几 MB）
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FROM alpine:3.19
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RUN apk --no-cache add ca-certificates
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COPY --from=builder /app/server /app/server
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EXPOSE 8080
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CMD ["/app/server"]
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```
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### 四、.dockerignore 文件
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> [!danger] 和 .gitignore 一样重要！
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> 不写 `.dockerignore` 会把不必要的文件塞进镜像，增大体积、暴露密钥。
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```dockerignore
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# 依赖
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node_modules
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npm-debug.log
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# Git
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.git
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.gitignore
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# 构建产物（别把 build 拷进去，让容器自己 build）
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dist
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build
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*.local
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# 编辑器和文档
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.vscode
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.idea
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*.swp
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README.md
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LICENSE
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tests
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# Docker 自身文件
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docker-compose.yml
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Dockerfile
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.dockerignore
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# 环境变量（千万不要拷进去！）
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.env
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.env.local
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.env.*.local
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```
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### 五、最佳实践清单
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#### ✅ 应该做
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| 实践 | 说明 |
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|------|------|
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| 使用具体版本号 | `FROM node:20.11-alpine`，不要用 `latest` |
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| 用 `alpine` 或 `slim` | 减小镜像体积 |
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| 合并 `RUN` 指令 | 减少镜像层数 |
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| 先复制 `package.json` 再 `npm install` | 利用 Docker 层缓存 |
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| 用 `.dockerignore` | 排除不必要的文件 |
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| 用多阶段构建 | 分离构建和运行环境 |
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| 非 root 用户运行 | 安全考虑 |
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| 用 `CMD ["exec格式"]` | 避免 shell 包装问题 |
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#### ❌ 不应该做
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| 实践 | 问题 |
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|------|------|
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| 用 `latest` 标签 | 构建结果不可复现 |
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| 在 Dockerfile 中存密码/密钥 | 暴露敏感信息 |
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| 用 `ADD` 替代 `COPY` | 不可预测行为 |
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| 安装不必要的应用 | 镜像臃肿 |
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| 用 `RUN apt-get install && apt-get remove` | 删除的文件仍在镜像层中 |
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| 以 root 用户运行应用 | 安全风险 |
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### 六、安全加固
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#### 6.1 使用非 root 用户
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```dockerfile
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FROM node:20-alpine
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WORKDIR /app
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# 利用 --chown 设置文件所有者，避免切换用户后权限问题
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COPY --chown=node:node package*.json ./
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RUN npm ci
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COPY --chown=node:node . .
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# 切换到非 root 用户
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USER node
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EXPOSE 3000
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CMD ["node", "dist/index.js"]
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```
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#### 6.2 不要安装 build 依赖到生产镜像
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```dockerfile
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# ❌ 错误：devDependencies 也被装进镜像
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RUN npm install
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# ✅ 正确：多阶段构建
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FROM node:20-alpine AS builder
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RUN npm install # 包含 devDependencies
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RUN npm run build
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FROM node:20-alpine
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RUN npm ci --production # 只装 production 依赖
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COPY --from=builder /app/dist ./dist
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```
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#### 6.3 密钥管理原则
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```dockerfile
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# ❌ 绝对不要硬编码密码
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RUN echo "password=123456" > /app/config.env
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# ❌ 不要在构建时传递密钥（会留在镜像层中）
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# docker build --build-arg DB_PASSWORD=secret .
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# ✅ 运行时传入环境变量
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# docker run -e DB_PASSWORD=secret my-app
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# ✅ 生产环境用 Kubernetes Secrets / AWS Secrets Manager
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```
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#### 6.4 扫描镜像漏洞
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```bash
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# 使用 trivy 扫描镜像
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trivy image my-app:v1.0
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# 只输出高危及以上
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trivy image --severity HIGH,CRITICAL my-app:v1.0
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# 直接扫描 Dockerfile（不用构建镜像）
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trivy config Dockerfile
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```
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### 七、构建缓存优化
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> [!tip] 缓存命中规则
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> Docker 从上到下逐层检查缓存。**任何一行变更，后续所有层全部失效重构建。** 所以要把经常变的内容放下面。
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```dockerfile
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# ❌ 错误：代码改动 → npm install 也重新执行
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COPY . .
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RUN npm install
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||
# ✅ 正确：先复制不变的依赖文件
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COPY package*.json ./
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RUN npm install
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COPY . .
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```
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构建缓存策略流程图：
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```mermaid
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flowchart LR
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A["package.json 未变"] -->|"缓存命中"| B["跳过 npm install"]
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||
C["package.json 变更"] -->|"缓存失效"| D["重新 npm install"]
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||
E["源码变更"] --> B
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||
B --> F["最终镜像"]
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||
D --> F
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style A fill:#c8e6c9
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style C fill:#fff3e0
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style E fill:#fff3e0
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||
```
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### 八、常见问题排查
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#### 8.1 镜像太大
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```bash
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# 分析镜像各层大小
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docker history my-app:latest
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# 解决：alpine 基础镜像 + 多阶段构建 + .dockerignore
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```
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#### 8.2 容器启动后立即退出
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||
```bash
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# 查看日志
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docker logs <容器名>
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# 常见原因：
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# 1. CMD/ENTRYPOINT 写错了
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# 2. 主进程不是 PID 1（用 tini 或 dumb-init）
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# 3. 应用启动失败（检查日志）
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||
```
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||
#### 8.3 端口无法访问
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||
```bash
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||
# 1. 检查 docker run -p 是否映射
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||
docker run -p 3000:3000 ...
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||
# 2. 容器内应用监听 0.0.0.0（不是 localhost）
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||
# 3. 检查防火墙
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||
```
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## 关联笔记
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- [[docker-compose]] — 用 Compose 编排多容器应用
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||
- [[Docker常用命令]] — 日常 Docker 操作速查
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