Dockerfile 多階段構建


(一)Dockerfile 多階段構建

1、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:

  • Dockerfile 特別長,可維護性降低
  • 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
 

2、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,我們可以在使用 docker build 命令時加上 --target 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

(二)其它制作鏡像的方式

除了標准的使用 Dockerfile 生成鏡像的方法外,由於各種特殊需求和歷史原因,還提供了一些其它方法用以生成鏡像。

1、從 rootfs 壓縮包導入

格式:docker import [選項] <文件>|<URL>|- [<倉庫名>[:<標簽>]]

壓縮包可以是本地文件、遠程 Web 文件,甚至是從標准輸入中得到。壓縮包將會在鏡像 / 目錄展開,並直接作為鏡像第一層提交。

比如我們想要創建一個 OpenVZ (opens new window)的 Ubuntu 14.04 模板 (opens new window)的鏡像:

    $ docker import \
        http://download.openvz.org/template/precreated/ubuntu-14.04-x86_64-minimal.tar.gz \
        openvz/ubuntu:14.04
    Downloading from http://download.openvz.org/template/precreated/ubuntu-14.04-x86_64-minimal.tar.gz
    sha256:f477a6e18e989839d25223f301ef738b69621c4877600ae6467c4e5289822a79B/78.42 MB
 

這條命令自動下載了 ubuntu-14.04-x86_64-minimal.tar.gz 文件,並且作為根文件系統展開導入,並保存為鏡像 openvz/ubuntu:14.04

導入成功后,我們可以用 docker image ls 看到這個導入的鏡像:

    $ docker image ls openvz/ubuntu
    REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
    openvz/ubuntu       14.04               f477a6e18e98        55 seconds ago      214.9 MB
 

如果我們查看其歷史的話,會看到描述中有導入的文件鏈接:

    $ docker history openvz/ubuntu:14.04
    IMAGE               CREATED              CREATED BY          SIZE                COMMENT
    f477a6e18e98        About a minute ago                       214.9 MB            Imported from http://download.openvz.org/template/precreated/ubuntu-14.04-x86_64-minimal.tar.gz
 

2、docker save 和 docker load

Docker 還提供了 docker load 和 docker save 命令,用以將鏡像保存為一個 tar 文件,然后傳輸到另一個位置上,再加載進來。這是在沒有 Docker Registry 時的做法,現在已經不推薦,鏡像遷移應該直接使用 Docker Registry,無論是直接使用 Docker Hub 還是使用內網私有 Registry 都可以。

保存鏡像

使用 docker save 命令可以將鏡像保存為歸檔文件。

比如我們希望保存這個 alpine 鏡像。

    $ docker image ls alpine
    REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
    alpine              latest              baa5d63471ea        5 weeks ago         4.803 MB
 

保存鏡像的命令為:

    $ docker save alpine | gzip > alpine-latest.tar.gz
 

然后我們將 alpine-latest.tar.gz 文件復制到了到了另一個機器上,可以用下面這個命令加載鏡像:

    $ docker load -i alpine-latest.tar.gz
    Loaded image: alpine:latest
 

如果我們結合這兩個命令以及 ssh 甚至 pv 的話,利用 Linux 強大的管道,我們可以寫一個命令完成從一個機器將鏡像遷移到另一個機器,並且帶進度條的功能:

    docker save <鏡像名> | bzip2 | pv | ssh <用戶名>@<主機名> 'cat | docker load'



(三)鏡像的實現原理

Docker 鏡像是怎么實現增量的修改和維護的?

每個鏡像都由很多層次構成,Docker 使用 Union FS (opens new window)將這些不同的層結合到一個鏡像中去。

通常 Union FS 有兩個用途, 一方面可以實現不借助 LVM、RAID 將多個 disk 掛到同一個目錄下,另一個更常用的就是將一個只讀的分支和一個可寫的分支聯合在一起,Live CD 正是基於此方法可以允許在鏡像不變的基礎上允許用戶在其上進行一些寫操作。

Docker 在 AUFS 上構建的容器也是利用了類似的原理。

轉自:有夢想的咸魚


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