Dockerfile 多阶段构建

（一）Dockerfile 多阶段构建

1、之前的做法

在 Docker 17.05 版本之前，我们构建 Docker 镜像时，通常会采用两种方式：

全部放入一个 Dockerfile

一种方式是将所有的构建过程编包含在一个 Dockerfile 中，包括项目及其依赖库的编译、测试、打包等流程，这里可能会带来的一些问题：

• Dockerfile 特别长，可维护性降低
• 镜像层次多，镜像体积较大，部署时间变长
• 源代码存在泄露的风险

例如

编写 app.go 文件，该程序输出 Hello World!

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

编写 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"]

 

构建镜像

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

 

分散到多个 Dockerfile

另一种方式，就是我们事先在一个 Dockerfile 将项目及其依赖库编译测试打包好后，再将其拷贝到运行环境中，这种方式需要我们编写两个 Dockerfile 和一些编译脚本才能将其两个阶段自动整合起来，这种方式虽然可以很好地规避第一种方式存在的风险，但明显部署过程较复杂。

例如

编写 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 .

 

编写 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

 

现在运行脚本即可构建镜像

    $ chmod +x build.sh
    
    $ ./build.sh

 

对比两种方式生成的镜像大小

    $ 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、使用多阶段构建

为解决以上问题，Docker v17.05 开始支持多阶段构建 (multistage builds)。使用多阶段构建我们就可以很容易解决前面提到的问题，并且只需要编写一个 Dockerfile：

例如

编写 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"]  

 

构建镜像

    $ docker build -t go/helloworld:3 .

对比三个镜像大小

    $ 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

 

很明显使用多阶段构建的镜像体积小，同时也完美解决了上边提到的问题。

只构建某一阶段的镜像

我们可以使用 as 来为某一阶段命名，例如

    FROM golang:1.9-alpine as builder

例如当我们只想构建 builder 阶段的镜像时，我们可以在使用 docker build 命令时加上 --target 参数即可

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

构建时从其他镜像复制文件

上面例子中我们使用 COPY --from=0 /go/src/github.com/go/helloworld/app . 从上一阶段的镜像中复制文件，我们也可以复制任意镜像中的文件。

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

（二）其它制作镜像的方式

除了标准的使用 Dockerfile 生成镜像的方法外，由于各种特殊需求和历史原因，还提供了一些其它方法用以生成镜像。

1、从 rootfs 压缩包导入

格式：docker import [选项] <文件>|<URL>|- [<仓库名>[:<标签>]]

压缩包可以是本地文件、远程 Web 文件，甚至是从标准输入中得到。压缩包将会在镜像 / 目录展开，并直接作为镜像第一层提交。

比如我们想要创建一个 OpenVZ (opens new window)的 Ubuntu 14.04 模板 (opens new window)的镜像：

    $ 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

 

这条命令自动下载了 ubuntu-14.04-x86_64-minimal.tar.gz 文件，并且作为根文件系统展开导入，并保存为镜像 openvz/ubuntu:14.04。

导入成功后，我们可以用 docker image ls 看到这个导入的镜像：

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

 

如果我们查看其历史的话，会看到描述中有导入的文件链接：

    $ 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 还提供了 docker load 和 docker save 命令，用以将镜像保存为一个 tar 文件，然后传输到另一个位置上，再加载进来。这是在没有 Docker Registry 时的做法，现在已经不推荐，镜像迁移应该直接使用 Docker Registry，无论是直接使用 Docker Hub 还是使用内网私有 Registry 都可以。

保存镜像

使用 docker save 命令可以将镜像保存为归档文件。

比如我们希望保存这个 alpine 镜像。

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

 

保存镜像的命令为：

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

 

然后我们将 alpine-latest.tar.gz 文件复制到了到了另一个机器上，可以用下面这个命令加载镜像：

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

 

如果我们结合这两个命令以及 ssh 甚至 pv 的话，利用 Linux 强大的管道，我们可以写一个命令完成从一个机器将镜像迁移到另一个机器，并且带进度条的功能：

    docker save <镜像名> | bzip2 | pv | ssh <用户名>@<主机名> 'cat | docker load'

（三）镜像的实现原理

Docker 镜像是怎么实现增量的修改和维护的？

每个镜像都由很多层次构成，Docker 使用 Union FS (opens new window)将这些不同的层结合到一个镜像中去。

通常 Union FS 有两个用途, 一方面可以实现不借助 LVM、RAID 将多个 disk 挂到同一个目录下,另一个更常用的就是将一个只读的分支和一个可写的分支联合在一起，Live CD 正是基于此方法可以允许在镜像不变的基础上允许用户在其上进行一些写操作。

Docker 在 AUFS 上构建的容器也是利用了类似的原理。

转自：有梦想的咸鱼