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Dockerfile 撰寫教學

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歡迎來到 Docker 的進階玩法——撰寫 Dockerfile！在前兩篇文章中，我們聊過 Docker 的核心架構（咖啡機的運作原理）和常用指令（如何點單與沖咖啡）。這次，我們要更進一步，自己動手調配「咖啡配方」，也就是撰寫 Dockerfile，讓你能打造專屬的 Docker Image。一樣會沿用「咖啡機」的比喻，若還沒閱讀過前文的讀者，可以先至上篇閱讀 或 前篇閱讀 看看。準備好了嗎？讓我們開始調配吧！

什麼是 Dockerfile？

Dockerfile 就像是咖啡店裡的「沖泡配方單」。它告訴 Docker 如何從一堆原料（Base Image、程式碼、依賴）一步步沖出一杯完美的咖啡（Container）。有了 Dockerfile，你可以：

  • 定義咖啡機的基礎環境（例如用哪款咖啡機）。
  • 加入自己的原料（程式碼、設定檔）。
  • 設定沖泡步驟（安裝依賴、啟動應用）。

最終，這個配方會被打包成一個 Image，就可以隨時能用 docker run 沖出來。

基本結構：咖啡配方的組成

假設你要做一杯「Node.js 拿鐵」，以下是撰寫 Dockerfile 的基本指令：

FROM：選一台咖啡機

指定 Dockerfile 的基礎映像檔（Base Image），作為構建的起點。所有的後續指令都基於這個映像檔執行。

語法：FROM <image>[:<tag>] [AS <name>]

  • <image>：映像檔名稱，例如 node、ubuntu。
  • <tag>：版本標籤，例如 18、latest（不指定會預設為 latest）。
  • AS <name>：可選，用於多階段構建時命名這個階段。
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FROM node:18

就像選擇一台「Node.js 品牌的咖啡機」，版本是 18，裡面已經裝好了基本的沖泡工具（Node.js 環境）。

注意

  • 每個 Dockerfile 必須以 FROM 開始（多階段構建除外）。
  • 可以從 Docker Hub 或 Private 倉庫拉取映像檔。
  • 選擇適當

WORKDIR：設定沖泡檯面

設定工作目錄，將本機的檔案或目錄複製到容器內的指定路徑，所有後續操作都在這裡進行。

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WORKDIR /app

就像在咖啡店裡選一個乾淨的檯面，準備開始調配。

COPY：加入原料

把本地的檔案（程式碼、設定檔）複製到容器內的工作目錄。

語法：COPY <src> <dest>

  • <src>：來源路徑（本機檔案）。
  • <dest>：目標路徑（容器內部）。
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COPY . .

把你的咖啡豆（app.js）、糖（package.json）搬到檯面上，準備開始調配。

注意

  • 如果 <dest> 不存在，會自動創建。
  • 建議搭配 .dockerignore（類似 .gitignore），排除不必要的檔案（例如 node_modules），避免浪費空間。

ADD：拿食材（進階版）

類似 COPY，但支援自動解壓縮和從 URL 下載文件。

語法：ADD <src> <dest>

  • ：主機上的文件、目錄或 URL。
  • ：容器內的目標路徑。
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ADD https://example.com/file.tar.gz /app/

注意

由於功能較多，ADD 可能導致意外行為，建議僅在需要解壓縮或下載時使用。
一般拷貝本地文件時，優先選擇 COPY 以保持簡單明確。

ENV：設定沖泡參數

設置容器內的環境變數。

語法：ENV <key>=<value>
：環境變數的名稱。
：環境變數的值。 

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ENV APP_PORT=8080

就像設定咖啡機的「水溫」或「沖泡時間」，這裡設定 APP_PORT=8080 作為應用程式的運行端口。

注意

環境變數在 Dockerfile 中是持久的，會影響後續指令和容器行為。
避免在 ENV 中存儲敏感資訊（如密碼），以確保安全性。

RUN：準備沖泡環境

執行指令，通常用來安裝依賴，並將結果保存到映像檔中。

語法：

  • Shell 格式：RUN <command>（例如 RUN npm install）。
  • Exec 格式：RUN ["executable", "param1", "param2"]（例如 RUN ["apt-get", "update"]）。
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RUN npm install

像是把咖啡豆磨碎、加入濾紙、清洗咖啡機，這些都是準備沖泡的步驟。這些動作在打包配方（Image）時完成，而不是端上桌時才做。

注意

  • RUN 在 docker build 時執行，每次執行都會生成一個新的映像層（Layer）。
  • 盡量將多個命令用 && 合併（例如 RUN apt-get update && apt-get install -y curl），減少層數，節省空間。
  • 與後面的 CMD 不同，RUN 不影響容器運行時的行為。

CMD：按下開始鍵

指定容器啟動時要執行的命令。每個 Dockerfile 只能有一個 CMD，如果有多個，只有最後一個有效。

語法：

  • Exec 格式（推薦）：CMD ["executable", "param1", "param2"]。
  • Shell 格式：CMD command param1 param2。
  • 參數格式：CMD ["param1", "param2"]（搭配 ENTRYPOINT 使用）。
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CMD ["node", "app.js"]

指定容器啟動時要執行的命令。
就像告訴咖啡機：「用這些原料沖一杯咖啡吧！」

注意

  • CMD 在 docker run 時執行，且可以被命令列參數覆蓋（例如 docker run my-image bash 會取代 CMD）。
  • 如果沒指定 CMD，容器可能無法運行（除非有 ENTRYPOINT）。
  • 與 RUN 的區別：RUN 是構建時跑，CMD 是啟動時跑。

ENTRYPOINT：咖啡機的預設模式

設定容器啟動時的預設執行程式，類似 CMD，但更像一個固定的「入口點」。它不會被 docker run 的參數輕易覆蓋。

語法：

  • Exec 格式（推薦）：ENTRYPOINT ["executable", "param1", "param2"]。
  • Shell 格式：ENTRYPOINT command param1 param2。
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ENTRYPOINT ["node"]
CMD ["app.js"]

容器啟動時固定執行 node，而 app.js 是預設參數，可以被 docker run 覆蓋（例如 docker run my-image index.js 變成 node index.js）。

就像設定咖啡機的「預設模式」為「沖泡模式」（node），而 CMD 是你給的配方（app.js）。你可以臨時換配方，但模式不會變。

注意

  • ENTRYPOINT 和 CMD 搭配使用時，CMD 提供預設參數，ENTRYPOINT 提供執行程式。
  • 如果只有 ENTRYPOINT，沒有 CMD，容器啟動時不會有預設行為，除非在 docker run 提供參數。
  • Shell 格式的 ENTRYPOINT 會忽略 CMD 和 docker run 的參數，建議用 Exec 格式。

EXPOSE：標示咖啡出口

告訴 Docker 這個容器預計使用哪些端口，並作為文件提示。它不會自動映射端口，實際映射仍需靠 docker run -p。

語法：EXPOSE <port>[/<protocol>]

  • <port>：端口號。
  • <protocol>：通訊協定（預設為 tcp，可選 udp）。
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EXPOSE 3000

表示容器內的應用會使用 3000 端口。

就像在咖啡機上貼個標籤：「咖啡從 3000 號出口出來哦！」但你還是得自己把杯子（本機端口）拿到出口（-p 3000:3000）接咖啡。

注意事項

  • EXPOSE 只是元資料，不會自動開放端口。
  • 查看映像的暴露端口：docker inspect <image>。
  • 多個端口可以用多行，例如：
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    EXPOSE 80
    EXPOSE 443

實戰演練：打造 Node.js 拿鐵

讓我們實際寫一個簡單的 Node.js 應用，並用 Dockerfile 打包。

準備程式碼

創建一個資料夾（例如 coffee-app），裡面放以下檔案：

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// app.js
const express = require('express');
const app = express();
app.get('/', (req, res) => res.send('Enjoy your Docker Coffee!'));
app.listen(3000, () => console.log('Coffee brewing on port 3000'));
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// package.json
{
  "name": "coffee-app",
  "version": "1.0.0",
  "dependencies": {
    "express": "^4.18.2"
  }
}

撰寫 Dockerfile

在同一個資料夾裡創建 Dockerfile：

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# 選一台 Node.js 18 的咖啡機
FROM node:18

# 設定沖泡檯面
WORKDIR /app

# 加入原料（程式碼）
COPY . .

# 準備環境（安裝依賴）
RUN npm install

# 按下開始鍵（啟動應用）
CMD ["node", "app.js"]

打包成 Image

打開終端機，進入 coffee-app 資料夾，執行：

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docker build -t my-coffee .
  • 比喻：就像把配方單交給店長（Docker Daemon），說：「幫我把這份配方打包好！」
  • 結果：生成一個名叫 my-coffee 的 Image。

4：沖一杯咖啡

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docker run -d -p 3000:3000 my-coffee
  • 比喻：按下咖啡機的開始鍵，把咖啡送到 3000 號桌。
  • 結果：瀏覽 http://localhost:3000，會看到「Enjoy your Docker Coffee!」。

進階技巧：讓咖啡更好喝

多階段構建：減肥版咖啡

如果你的 Image 太大，可以用多階段構建。例如：

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# 第一階段：準備原料
FROM node:18 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN npm install

# 第二階段：只保留必要部分
FROM node:18-slim
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app .
CMD ["node", "app.js"]
  • 比喻：就像先把咖啡豆磨好（第一階段），然後只用輕巧的咖啡機沖泡（第二階段），減少浪費。

ENV：加入秘密調味料

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ENV PORT=3000
CMD ["node", "app.js"]

設定環境變數。
像是偷偷加點糖漿，讓咖啡更有風味。

EXPOSE：標示咖啡出口

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EXPOSE 3000

告訴別人這個容器會用哪個端口（只是提示，不強制）。
就像在咖啡機上貼個標籤：「咖啡從 3000 號出口出來哦！」

常見問題與注意事項

  1. 檔案大小太大？

    • 檢查是否複製了不必要的檔案。用 .dockerignore 排除（例如 node_modules）。
    • 比喻：別把整個原料倉庫搬進咖啡機，只帶需要的就好。

  2. CMD vs RUN？

    • RUN 是構建時執行（磨豆子），CMD 是啟動時執行（沖咖啡）。
    • 比喻：準備原料和端上桌是兩回事。

  3. 忘了加 WORKDIR？

    • 指令會在根目錄（/）執行，可能導致混亂。
    • 比喻：沒選檯面，原料會散落一地。

撰寫 Dockerfile 就像調配咖啡配方：從選咖啡機（FROM）、準備原料（COPY）、設定步驟（RUN），到最後按下開始鍵（CMD）。學會這些，你就能打造屬於自己的 Docker Image，隨時沖出一杯穩定的「程式咖啡」！