陈伟，叶宏杰，周家宏，魏峻

1. 中国科学院大学，北京 100190；2. 中国科学院软件研究所，北京 100190

1 引言

在传统软件开发过程中，开发部署和运行演化两阶段相互割裂，各阶段数据汇聚与知识提炼、关联与运用程度低，难以快速响应需求变化。为此，开发运维一体化（DevOps）[1]被提出，旨在加强开发和运维部门之间的沟通协作，提高软件运行演化过程中生产活动的效率和质量。DevOps的引入对软件产品的开发、测试、交付和运维有重要意义。

Docker[2]是当前主流的容器技术，在DevOps中被广泛使用。Docker容器是Docker镜像的实例，封装了软件应用程序及其系统依赖项（即操作系统和相关软件包），构建了保证软件系统能够正常运行的环境。Docker镜像成为DevOps中软件系统构建和发布的主流制品形式，Docker容器则成为复杂分布式系统部署和运行的主流基本构成。Dockerfile是基于领域特定语言（domain specific language，DSL）编写的脚本代码，用于构建Docker镜像，并实例化Docker容器。Dockerfile包含一组构建Docker镜像的指令序列[2]，声明了构建镜像时使用的操作系统、安装的软件包以及安装顺序等。

尽管Dockerfile被广泛用于构建Docker镜像，但人工编写Dockerfile十分复杂且容易出错，Dockerfile质量问题导致的Docker镜像构建失败案例普遍存在[3]。一方面，Dockerfile指定了镜像构建的系统环境配置，特别是软件包之间的关联和依赖、软件包与操作系统的兼容性、软件下载安装的操作以及顺序等，需要全面的领域知识；另一方面，人工编写Dockerfile时的拼写错误、语法错误、违反最佳实践[4]和Dockerfile坏味（bad smell）[5]等质量问题难以避免。例如，在为Python代码片段构建Docker容器运行环境时，开发人员平均要花费2 h编写Dockerfile，但是仍难以保证Python代码片段正确运行[6]。……