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create time: 2026-04-28 14:30
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# Dockerfile 编写指南

> 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。

## 概述

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**。

> [!tip] 初学者思考题
> 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）

## 正文

### 一、Dockerfile 基本结构

一张图理解 Dockerfile 的构建流程：

```mermaid
flowchart LR
    A["FROM 基础镜像"] --> B["WORKDIR 设工作目录"]
    B --> C["COPY 依赖文件 + RUN 安装"]
    C --> D["COPY 源代码"]
    D --> E["RUN 构建产物"]
    E --> F["EXPOSE 声明端口"]
    F --> G["CMD 启动命令"]
    style A fill:#e1f5fe
    style G fill:#c8e6c9
```

> [!note] 构建流程
> 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。

一个标准的 Node.js 项目 Dockerfile：

```dockerfile
# 1. 基础镜像
FROM node:20-slim AS builder

# 2. 维护者信息（可选）
LABEL maintainer="yourname@example.com"

# 3. 设置工作目录
WORKDIR /app

# 4. 先复制依赖文件，利用 Docker 缓存
COPY package*.json ./
RUN npm ci --production

# 5. 再复制源代码
COPY . .

# 6. 构建
RUN npm run build

# 7. 暴露端口
EXPOSE 3000

# 8. 启动命令
CMD ["node", "dist/index.js"]
```

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### 二、常用指令详解

#### 2.1 `FROM` — 基础镜像

> [!question] 为什么镜像大小差距这么大？
> 完整 OS + 工具链 vs 精简版 = 1GB vs 10MB，这就是 `FROM` 选择的影响。

**选镜像原则：有 Alpine 选 Alpine，有 Slim 选 Slim，没有再选完整版。**

```dockerfile
FROM node:20-alpine          # 推荐：最小体积 ~150MB
FROM node:20-slim            # 推荐：平衡方案 ~200MB
FROM node:20                 # 不推荐：完整 OS，镜像臃肿 ~1GB
FROM python:3.12-slim-bookworm
FROM golang:1.22-alpine
FROM ubuntu:24.04            # 一般作为多阶段构建的第一步
```

| 镜像类型 | 大小 | 适用场景 |
|----------|------|----------|
| `alpine` | 5-10MB | 生产环境、追求极致体积 |
| `slim` | 100-200MB | 大多数生产场景，兼容性好 |
| 完整版 | 1GB+ | 开发环境、需要完整工具链 |

#### 2.2 `RUN` — 执行命令

> [!warning] 关键概念：Docker 层不可删
> `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。

```dockerfile
# ❌ 不推荐：每行一个 RUN，产生多层，rm 无效
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y nginx
RUN rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# ✅ 推荐：合并为一行，用 && 连接，用 \ 换行
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y nginx && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*
```

#### 2.3 `COPY` vs `ADD`

> [!abstract] 简单原则
> **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。

```dockerfile
# COPY — 简单复制，优先使用
COPY package.json ./
COPY . .

# ADD — 仅在两种场景有用
ADD https://example.com/file.tar.gz /tmp/  # 下载远程文件（但容易出错）
ADD file.tar.gz /app/                        # 自动解压（COPY + RUN tar 更清晰）
```

#### 2.4 `WORKDIR` — 工作目录

```dockerfile
WORKDIR /app                        # 设置工作目录
COPY package.json ./                # 相对于 /app
RUN npm install
COPY . .

# WORKDIR 会被后续指令继承，且会自动创建
WORKDIR /subdir                     # 现在是 /app/subdir
RUN pwd                             # 输出 /app/subdir
```

#### 2.5 `EXPOSE` — 声明端口

> [!info] EXPOSE 不自动映射端口
> `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。

```dockerfile
EXPOSE 3000
EXPOSE 80 443
```

#### 2.6 `ENV` — 环境变量

```dockerfile
ENV NODE_ENV=production
ENV APP_PORT=3000

# 容器启动时可以覆盖：docker run -e DB_HOST=192.168.1.100 my-app
```

#### 2.7 `CMD` vs `ENTRYPOINT`

| 指令 | 特点 | 可被 docker run 覆盖？ |
|------|------|----------------------|
| `CMD` | 默认命令，最灵活 | ✅ 完全覆盖 |
| `ENTRYPOINT` | 入口点，固定执行 | ⚠️ 需用 `--entrypoint` 强制覆盖 |

```dockerfile
# CMD — 大多数情况用这个就够了
CMD ["node", "dist/index.js"]

# ENTRYPOINT + CMD — 入口固定，参数可配
ENTRYPOINT ["node"]
CMD ["dist/index.js"]
```

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### 三、多阶段构建（核心优化手段）

> [!abstract] 一句话理解多阶段构建
> **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。

构建流程图：

```mermaid
flowchart TB
    subgraph Phase1["第一阶段：构建（大镜像）"]
        A["node:20-alpine"] --> B["安装全套依赖 + devDependencies"]
        B --> C["TypeScript / Maven / Go 编译"]
        C --> D["生成 dist/ / target/*.jar"]
    end

    subgraph Phase2["第二阶段：运行（最小镜像）"]
        E["node:20-alpine / JRE Alpine / Alpine"] --> F["只装 production 依赖"]
        F --> G["COPY --from=builder 复制产物"]
        G --> H["启动应用"]
    end

    Phase1 -->|COPY --from=builder| Phase2

    style Phase1 fill:#fff3e0
    style Phase2 fill:#e8f5e9
```

#### 3.1 前端多阶段构建（Node + TypeScript）

```dockerfile
# ========== 第一阶段：构建 ==========
FROM node:20-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci                     # ① 先装依赖，利用缓存
COPY . .                       # ② 再复制源码，代码改了才重建
RUN npm run build              # ③ 编译

# ========== 第二阶段：运行 ==========
FROM node:20-alpine AS production
RUN apk add --no-cache tini    # tini 处理僵尸进程（推荐）
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm ci --production        # 只装 production 依赖
COPY --from=builder /app/dist ./dist
COPY --from=builder /app/public ./public
ENV NODE_ENV=production
EXPOSE 3000
ENTRYPOINT ["/sbin/tini", "--"]
CMD ["node", "dist/index.js"]
```

#### 3.2 Java 多阶段构建

```dockerfile
# 第一阶段：Maven 构建
FROM maven:3.9-eclipse-temurin-21 AS build
WORKDIR /app
COPY pom.xml .
RUN mvn dependency:go-offline -B
COPY src ./src
RUN mvn package -DskipTests

# 第二阶段：运行（JRE 镜像，无 Maven）
FROM eclipse-temurin:21-jre-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=build /app/target/*.jar app.jar
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]
```

#### 3.3 Go 多阶段构建

```dockerfile
# 第一阶段：编译
FROM golang:1.22-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY go.mod go.sum ./
RUN go mod download
COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 go build -o /app/server

# 第二阶段：运行（纯 Alpine，仅几 MB）
FROM alpine:3.19
RUN apk --no-cache add ca-certificates
COPY --from=builder /app/server /app/server
EXPOSE 8080
CMD ["/app/server"]
```

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### 四、.dockerignore 文件

> [!danger] 和 .gitignore 一样重要！
> 不写 `.dockerignore` 会把不必要的文件塞进镜像，增大体积、暴露密钥。

```dockerignore
# 依赖
node_modules
npm-debug.log

# Git
.git
.gitignore

# 构建产物（别把 build 拷进去，让容器自己 build）
dist
build
*.local

# 编辑器和文档
.vscode
.idea
*.swp
README.md
LICENSE
tests

# Docker 自身文件
docker-compose.yml
Dockerfile
.dockerignore

# 环境变量（千万不要拷进去！）
.env
.env.local
.env.*.local
```

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### 五、最佳实践清单

#### ✅ 应该做

| 实践 | 说明 |
|------|------|
| 使用具体版本号 | `FROM node:20.11-alpine`，不要用 `latest` |
| 用 `alpine` 或 `slim` | 减小镜像体积 |
| 合并 `RUN` 指令 | 减少镜像层数 |
| 先复制 `package.json` 再 `npm install` | 利用 Docker 层缓存 |
| 用 `.dockerignore` | 排除不必要的文件 |
| 用多阶段构建 | 分离构建和运行环境 |
| 非 root 用户运行 | 安全考虑 |
| 用 `CMD ["exec格式"]` | 避免 shell 包装问题 |

#### ❌ 不应该做

| 实践 | 问题 |
|------|------|
| 用 `latest` 标签 | 构建结果不可复现 |
| 在 Dockerfile 中存密码/密钥 | 暴露敏感信息 |
| 用 `ADD` 替代 `COPY` | 不可预测行为 |
| 安装不必要的应用 | 镜像臃肿 |
| 用 `RUN apt-get install && apt-get remove` | 删除的文件仍在镜像层中 |
| 以 root 用户运行应用 | 安全风险 |

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### 六、安全加固

#### 6.1 使用非 root 用户

```dockerfile
FROM node:20-alpine
WORKDIR /app

# 利用 --chown 设置文件所有者，避免切换用户后权限问题
COPY --chown=node:node package*.json ./
RUN npm ci
COPY --chown=node:node . .

# 切换到非 root 用户
USER node

EXPOSE 3000
CMD ["node", "dist/index.js"]
```

#### 6.2 不要安装 build 依赖到生产镜像

```dockerfile
# ❌ 错误：devDependencies 也被装进镜像
RUN npm install

# ✅ 正确：多阶段构建
FROM node:20-alpine AS builder
RUN npm install            # 包含 devDependencies
RUN npm run build

FROM node:20-alpine
RUN npm ci --production    # 只装 production 依赖
COPY --from=builder /app/dist ./dist
```

#### 6.3 密钥管理原则

```dockerfile
# ❌ 绝对不要硬编码密码
RUN echo "password=123456" > /app/config.env

# ❌ 不要在构建时传递密钥（会留在镜像层中）
# docker build --build-arg DB_PASSWORD=secret .

# ✅ 运行时传入环境变量
# docker run -e DB_PASSWORD=secret my-app

# ✅ 生产环境用 Kubernetes Secrets / AWS Secrets Manager
```

#### 6.4 扫描镜像漏洞

```bash
# 使用 trivy 扫描镜像
trivy image my-app:v1.0

# 只输出高危及以上
trivy image --severity HIGH,CRITICAL my-app:v1.0

# 直接扫描 Dockerfile（不用构建镜像）
trivy config Dockerfile
```

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### 七、构建缓存优化

> [!tip] 缓存命中规则
> 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。

```dockerfile
# ❌ 错误：代码改动 → npm install 也重新执行
COPY . .
RUN npm install

# ✅ 正确：先复制不变的依赖文件
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
```

构建缓存策略流程图：

```mermaid
flowchart LR
    A["package.json 未变"] -->|"缓存命中"| B["跳过 npm install"]
    C["package.json 变更"] -->|"缓存失效"| D["重新 npm install"]
    E["源码变更"] --> B
    B --> F["最终镜像"]
    D --> F

    style A fill:#c8e6c9
    style C fill:#fff3e0
    style E fill:#fff3e0
```

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### 八、常见问题排查

#### 8.1 镜像太大

```bash
# 分析镜像各层大小
docker history my-app:latest

# 解决：alpine 基础镜像 + 多阶段构建 + .dockerignore
```

#### 8.2 容器启动后立即退出

```bash
# 查看日志
docker logs <容器名>

# 常见原因：
# 1. CMD/ENTRYPOINT 写错了
# 2. 主进程不是 PID 1（用 tini 或 dumb-init）
# 3. 应用启动失败（检查日志）
```

#### 8.3 端口无法访问

```bash
# 1. 检查 docker run -p 是否映射
docker run -p 3000:3000 ...

# 2. 容器内应用监听 0.0.0.0（不是 localhost）
# 3. 检查防火墙
```

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## 关联笔记

- [[docker-compose]] — 用 Compose 编排多容器应用
- [[Docker常用命令]] — 日常 Docker 操作速查