Docker 的核心优势之一是支持快速构建自定义镜像。通过 docker build 命令，我们可以将应用的运行环境、依赖和配置封装为便携的 Docker 镜像。本文将详细介绍如何使用 docker build 构建自定义镜像、理解其缓存机制，并学习优化构建过程的最佳实践。
一、什么是自定义镜像？
自定义镜像是通过 Dockerfile 定义和构建的镜像，用于满足特定应用场景的需求，例如：
- 定制化操作系统环境。
- 集成特定的运行时、依赖或工具。
- 配置和部署应用服务。
二、docker build 的基本用法
2.1 基本命令格式
docker build [OPTIONS] PATH
[OPTIONS]：构建选项（如指定镜像名称、上下文目录等）。PATH：构建上下文，通常是包含 Dockerfile 的目录。
2.2 常用选项
| 选项 | 描述 |
|---|---|
-t 或 --tag |
为镜像指定标签名称，例如my-image:latest。 |
--no-cache |
构建时禁用缓存，每次从头开始。 |
--build-arg |
传递构建参数到 Dockerfile 中。 |
--file 或 -f |
指定 Dockerfile 的路径。 |
三、docker build 实战示例
3.1 项目结构
假设我们要构建一个运行 Python Flask 应用的自定义镜像，项目结构如下：
project/
├── app.py
├── requirements.txt
└── Dockerfile
app.py：简单的 Flask Web 应用。requirements.txt：列出应用所需的 Python 包。Dockerfile：定义镜像的构建过程。
app.py
from flask import Flask
app = Flask(__name__)
@app.route("/")
def hello():
return "Hello, Docker!"
if __name__ == "__main__":
app.run(host="0.0.0.0", port=5000)
requirements.txt
flask
3.2 编写 Dockerfile
# 使用官方 Python 运行时作为基础镜像
FROM python:3.9-slim
# 设置工作目录
WORKDIR /app
# 复制依赖文件并安装
COPY requirements.txt .
RUN pip install -r requirements.txt
# 复制应用代码
COPY . .
# 暴露应用运行端口
EXPOSE 5000
# 指定容器启动时的默认命令
CMD ["python", "app.py"]
3.3 构建镜像
在项目目录下运行以下命令构建镜像：
docker build -t flask-app .
-t flask-app：为镜像指定名称为flask-app。.：当前目录为构建上下文。
3.4 运行容器
构建完成后，可以运行容器测试镜像：
docker run -d -p 5000:5000 flask-app
打开浏览器访问 http://localhost:5000，应看到输出 Hello, Docker!。
四、理解构建缓存机制
Docker 构建时的缓存机制可以显著提升构建速度。每条指令都会创建一个镜像层，Docker 会缓存这些层并在满足条件时复用它们。
4.1 缓存的规则
- Dockerfile 指令相同：如
RUN apt-get update。 - 上下文文件未更改：如
COPY或ADD的文件内容未变。 - 前置层未改变：如基础镜像或前一层指令未变化。
4.2 示例：缓存的效果
初次构建
docker build -t flask-app .
输出示例：
Step 1/7 : FROM python:3.9-slim
---> 1a2b3c4d5e6f
Step 2/7 : WORKDIR /app
---> Using cache
Step 3/7 : COPY requirements.txt .
---> Using cache
Step 4/7 : RUN pip install -r requirements.txt
---> Running in abc123
再次构建（未修改文件）
docker build -t flask-app .
输出示例：
Step 1/7 : FROM python:3.9-slim
---> 1a2b3c4d5e6f
Step 2/7 : WORKDIR /app
---> Using cache
Step 3/7 : COPY requirements.txt .
---> Using cache
Step 4/7 : RUN pip install -r requirements.txt
---> Using cache
4.3 缓存的限制
- 如果修改了
requirements.txt，缓存会失效，重新执行相关指令。 - 使用
--no-cache强制禁用缓存。
五、优化构建过程
5.1 减少镜像层的数量
合并多个 RUN 指令，减少创建的中间层数量。
优化前
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y nginx
优化后
RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
5.2 按文件变化频率排序指令
高频变化的文件应尽量放在 Dockerfile 的后面，以减少缓存失效的影响。
优化前
COPY . .
RUN pip install -r requirements.txt
优化后
COPY requirements.txt .
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .
5.3 使用轻量级基础镜像
基础镜像的大小直接影响最终镜像体积。优先选择如 alpine 的轻量级镜像。
示例
FROM python:3.9-alpine
5.4 清理构建中产生的临时文件
使用 rm 删除无用文件或目录，保持镜像干净。
示例
RUN apt-get update && apt-get install -y nginx && \
apt-get clean && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
六、传递构建参数
6.1 使用 --build-arg
可以通过 --build-arg 传递参数到 Dockerfile 中。
示例 Dockerfile
ARG APP_ENV=production
RUN echo "Environment: $APP_ENV"
构建镜像时传递参数
docker build --build-arg APP_ENV=development -t custom-app .
七、总结
本文详细介绍了如何使用 docker build 构建自定义镜像，解析了构建的缓存机制，并提供了一系列优化构建的最佳实践。从简单的构建命令到缓存规则，再到镜像优化技巧，这些知识将帮助你更高效地构建和管理 Docker 镜像。
熟练掌握这些内容，你可以：
- 构建高效、自定义的应用镜像。
- 减少镜像体积，提升构建速度。
- 为容器化应用部署打下坚实基础。