docker 多階段構建

多階段構建

之前的做法

在 Docker 17.05 版本之前，我們構建 Docker 鏡像時，通常會采用兩種方式：

全部放入一個 Dockerfile

一種方式是將所有的構建過程編包含在一個 Dockerfile 中，包括項目及其依賴庫的編譯、測試、打包等流程，這里可能會帶來的一些問題：

• 鏡像層次多，鏡像體積較大，部署時間變長

• 源代碼存在泄露的風險

例如，編寫 app.go 文件，該程序輸出 Hello World!

package main
import "fmt"
func main(){
    fmt.Printf("Hello World!");
}

編寫 Dockerfile.one 文件

FROM golang:1.9-alpine

RUN apk --no-cache add git ca-certificates

WORKDIR /go/src/github.com/go/helloworld/

COPY app.go .

RUN go get -d -v github.com/go-sql-driver/mysql \
  && CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app . \
  && cp /go/src/github.com/go/helloworld/app /root

WORKDIR /root/

CMD ["./app"]

構建鏡像

$ docker build -t go/helloworld:1 -f Dockerfile.one .

分散到多個 Dockerfile

另一種方式，就是我們事先在一個 Dockerfile 將項目及其依賴庫編譯測試打包好后，再將其拷貝到運行環境中，這種方式需要我們編寫兩個 Dockerfile 和一些編譯腳本才能將其兩個階段自動整合起來，這種方式雖然可以很好地規避第一種方式存在的風險，但明顯部署過程較復雜。

例如，編寫 Dockerfile.build 文件

FROM golang:1.9-alpine

RUN apk --no-cache add git

WORKDIR /go/src/github.com/go/helloworld

COPY app.go .

RUN go get -d -v github.com/go-sql-driver/mysql \
  && CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

編寫 Dockerfile.copy 文件

FROM alpine:latest

RUN apk --no-cache add ca-certificates

WORKDIR /root/

COPY app .

CMD ["./app"]

新建 build.sh

#!/bin/sh
echo Building go/helloworld:build

docker build -t go/helloworld:build . -f Dockerfile.build

docker create --name extract go/helloworld:build
docker cp extract:/go/src/github.com/go/helloworld/app ./app
docker rm -f extract

echo Building go/helloworld:2

docker build --no-cache -t go/helloworld:2 . -f Dockerfile.copy
rm ./app

現在運行腳本即可構建鏡像

$ chmod +x build.sh

$ ./build.sh

對比兩種方式生成的鏡像大小

$ docker image ls

REPOSITORY      TAG    IMAGE ID        CREATED         SIZE
go/helloworld   2      f7cf3465432c    22 seconds ago  6.47MB
go/helloworld   1      f55d3e16affc    2 minutes ago   295MB

使用多階段構建

為解決以上問題，Docker v17.05 開始支持多階段構建 (multistage builds)。使用多階段構建我們就可以很容易解決前面提到的問題，並且只需要編寫一個 Dockerfile：

例如，編寫 Dockerfile 文件

FROM golang:1.9-alpine as builder

RUN apk --no-cache add git

WORKDIR /go/src/github.com/go/helloworld/

RUN go get -d -v github.com/go-sql-driver/mysql

COPY app.go .

RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

FROM alpine:latest as prod

RUN apk --no-cache add ca-certificates

WORKDIR /root/

COPY --from=0 /go/src/github.com/go/helloworld/app .

CMD ["./app"]

構建鏡像

$ docker build -t go/helloworld:3 .

對比三個鏡像大小

$ docker image ls

REPOSITORY        TAG   IMAGE ID         CREATED            SIZE
go/helloworld     3     d6911ed9c846     7 seconds ago      6.47MB
go/helloworld     2     f7cf3465432c     22 seconds ago     6.47MB
go/helloworld     1     f55d3e16affc     2 minutes ago      295MB

很明顯使用多階段構建的鏡像體積小，同時也完美解決了上邊提到的問題。

只構建某一階段的鏡像

我們可以使用 as 來為某一階段命名，例如

FROM golang:1.9-alpine as builder

例如當我們只想構建 builder 階段的鏡像時，增加 --target=builder 參數即可

$ docker build --target builder -t username/imagename:tag .

構建時從其他鏡像復制文件

上面例子中我們使用 COPY --from=0 /go/src/github.com/go/helloworld/app . 從上一階段的鏡像中復制文件，我們也可以復制任意鏡像中的文件。

$ COPY --from=nginx:latest /etc/nginx/nginx.conf /nginx.conf

實戰多階段構建 Laravel 鏡像

本節適用於 PHP 開發者閱讀。

准備

新建一個 Laravel 項目或在已有的 Laravel 項目根目錄下新建 Dockerfile .dockerignore laravel.conf 文件。

在 .dockerignore 文件中寫入以下內容。

.idea/
.git/
vendor/
node_modules/
public/js/
public/css/
yarn-error.log

bootstrap/cache/*
storage/

# 自行添加其他需要排除的文件，例如 .env.* 文件

在 laravel.conf 文件中寫入 nginx 配置。

server {
  listen 80 default_server;
  root /app/laravel/public;
  index index.php index.html;

  location / {
      try_files $uri $uri/ /index.php?$query_string;
  }

  location ~ .*\.php(\/.*)*$ {
    fastcgi_pass   laravel:9000;
    include        fastcgi.conf;

    # fastcgi_connect_timeout 300;
    # fastcgi_send_timeout 300;
    # fastcgi_read_timeout 300;
  }
}

前端構建

第一階段進行前端構建。

FROM node:alpine as frontend

COPY package.json /app/

RUN cd /app \
      && npm install --registry=https://registry.npm.taobao.org

COPY webpack.mix.js /app/
COPY resources/assets/ /app/resources/assets/

RUN cd /app \
      && npm run production

安裝 Composer 依賴

第二階段安裝 Composer 依賴。

FROM composer as composer

COPY database/ /app/database/
COPY composer.json composer.lock /app/

RUN cd /app \
      && composer config -g repo.packagist composer https://mirrors.aliyun.com/composer/ \
      && composer install \
           --ignore-platform-reqs \
           --no-interaction \
           --no-plugins \
           --no-scripts \
           --prefer-dist

整合以上階段所生成的文件

第三階段對以上階段生成的文件進行整合。

FROM php:7.2-fpm-alpine as laravel

ARG LARAVEL_PATH=/app/laravel

COPY --from=composer /app/vendor/ ${LARAVEL_PATH}/vendor/
COPY . ${LARAVEL_PATH}
COPY --from=frontend /app/public/js/ ${LARAVEL_PATH}/public/js/
COPY --from=frontend /app/public/css/ ${LARAVEL_PATH}/public/css/
COPY --from=frontend /app/mix-manifest.json ${LARAVEL_PATH}/mix-manifest.json

RUN cd ${LARAVEL_PATH} \
      && php artisan package:discover \
      && mkdir -p storage \
      && mkdir -p storage/framework/cache \
      && mkdir -p storage/framework/sessions \
      && mkdir -p storage/framework/testing \
      && mkdir -p storage/framework/views \
      && mkdir -p storage/logs \
      && chmod -R 777 storage

最后一個階段構建 NGINX 鏡像

FROM nginx:alpine as nginx

ARG LARAVEL_PATH=/app/laravel

COPY laravel.conf /etc/nginx/conf.d/
COPY --from=laravel ${LARAVEL_PATH}/public ${LARAVEL_PATH}/public

構建 Laravel 及 Nginx 鏡像

使用 docker build 命令構建鏡像。

$ docker build -t my/laravel --target=laravel .

$ docker build -t my/nginx --target=nginx .

啟動容器並測試

新建 Docker 網絡

$ docker network create laravel

啟動 laravel 容器， --name=laravel 參數設定的名字必須與 nginx 配置文件中的 fastcgi_pass laravel:9000; 一致

$ docker run -it --rm --name=laravel --network=laravel my/laravel

啟動 nginx 容器

$ docker run -it --rm --network=laravel -p 8080:80 my/nginx

瀏覽器訪問 127.0.0.1:8080 可以看到 Laravel 項目首頁。

也許 Laravel 項目依賴其他外部服務，例如 redis、MySQL，請自行啟動這些服務之后再進行測試，本小節不再贅述。

生產環境優化

本小節內容為了方便測試，將配置文件直接放到了鏡像中，實際在使用時 建議 將配置文件作為 config 或 secret 掛載到容器中，請讀者自行學習 Swarm mode 或 Kubernetes 的相關內容。

附錄

完整的 Dockerfile 文件如下。

FROM node:alpine as frontend

COPY package.json /app/

RUN cd /app \
      && npm install --registry=https://registry.npm.taobao.org

COPY webpack.mix.js /app/
COPY resources/assets/ /app/resources/assets/

RUN cd /app \
      && npm run production

FROM composer as composer

COPY database/ /app/database/
COPY composer.json /app/

RUN cd /app \
      && composer config -g repo.packagist composer https://mirrors.aliyun.com/composer/ \
      && composer install \
           --ignore-platform-reqs \
           --no-interaction \
           --no-plugins \
           --no-scripts \
           --prefer-dist

FROM php:7.2-fpm-alpine as laravel

ARG LARAVEL_PATH=/app/laravel

COPY --from=composer /app/vendor/ ${LARAVEL_PATH}/vendor/
COPY . ${LARAVEL_PATH}
COPY --from=frontend /app/public/js/ ${LARAVEL_PATH}/public/js/
COPY --from=frontend /app/public/css/ ${LARAVEL_PATH}/public/css/
COPY --from=frontend /app/mix-manifest.json ${LARAVEL_PATH}/mix-manifest.json

RUN cd ${LARAVEL_PATH} \
      && php artisan package:discover \
      && mkdir -p storage \
      && mkdir -p storage/framework/cache \
      && mkdir -p storage/framework/sessions \
      && mkdir -p storage/framework/testing \
      && mkdir -p storage/framework/views \
      && mkdir -p storage/logs \
      && chmod -R 777 storage

FROM nginx:alpine as nginx

ARG LARAVEL_PATH=/app/laravel

COPY laravel.conf /etc/nginx/conf.d/
COPY --from=laravel ${LARAVEL_PATH}/public ${LARAVEL_PATH}/public