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使用Docker多階段構(gòu)建來減小鏡像大小的方法

本文講述了如何通過 Docker 的多階段構(gòu)建功能來大幅度減小鏡像大小，適用于需要在 Dockerfile 中構(gòu)建程式（如 javac），且需要另外安裝編譯工具鏈的鏡像。（如 Java）

先來學習單詞（本文全部采用中文詞匯，如需查詢外文文檔可對照該詞匯表。理論上個人不贊成翻譯術(shù)語）：

multi-stage 多階段
build 構(gòu)建
image 鏡像
stage 階段

再來看一下效果：原 110M+，現(xiàn) 92M。

對比一下 Dockerfile

優(yōu)化前 Dockerfile：

FROM openjdk:8u171-jdk-alpine3.8

ADD . /app
WORKDIR /app

RUN apk add maven \

  && mvn clean package \

  && apk del maven \

  && mv target/final.jar / \

  && cd / \

  && rm -rf /app \

  && rm -rf /root/.m2

ENTRYPOINT java -jar /final.jar

優(yōu)化后 Dockerfile：

FROM openjdk:8u171-jdk-alpine3.8 as builder

ADD . /app
WORKDIR /app

RUN apk add maven \

  && mvn clean package \

  && apk del maven \

  && mv target/final.jar /

FROM openjdk:8u181-jre-alpine3.8 as environment
WORKDIR /
COPY --from=builder /final.jar .
ENTRYPOINT java -jar /final.jar

很明顯，優(yōu)化后的 Dockerfile 新增了 FROM AS 這個命令，并出現(xiàn)了兩個 FROM。這就是多階段構(gòu)建。

了解一下多階段構(gòu)建

多階段構(gòu)建是 Docker 17.05 的新增功能，它可以在一個 Dockerfile 中使用多個 FROM 語句，以創(chuàng)建多個 Stages（階段）。每個階段間獨立（來源請求），可以通過 COPY --from 來獲取其它階段的文件。我們來打個比方，把最終鏡像比作一盤菜（炒青椒）。把原料青椒炒完后上桌。

# 對比清單
鏡像 -> 一盤菜
第一個階段 -> 炒
第二個階段 -> 上桌

兩個階段的目標是做好（生成）最終的菜（鏡像）。我們要做的是將第一個階段「炒」出來的食物進行「上桌」。我們的目標是做出菜，且菜盤子（盛菜和中間產(chǎn)物）最輕。

可視化流程如下：

# 做菜流程
... 省略原料
原料 -> [第一個階段——炒] # 此時盤子里有炒的工具、炒的結(jié)果和中間產(chǎn)物
# 這時候開啟第二個階段，只保留炒的結(jié)果，而不再需要其它。
-> 炒的結(jié)果 -> [開始上桌，只保留結(jié)果] # 把炒出來的青椒拿來（COPY --from），其它不要
-> 最終是一盤菜。

現(xiàn)在應該大致理解多階段構(gòu)建的流程了吧。我們把話筒交給 Java，看看在 Dockerfile 中使用編譯工具構(gòu)建一個 JAR，并只保留構(gòu)建完的 JAR 和運行時交給 Image，其它則扔掉應該怎么做：

# 第一階段——編譯（炒）
FROM openjdk:8u171-jdk-alpine3.8 as builder # 自帶編譯工具

ADD . /app
WORKDIR /app

RUN ... 省略編譯和清理工作...

# 現(xiàn)在，JAR 已經(jīng)出爐。JDK 不再需要，所以不能留在鏡像中。
# 所以我們開啟第二階段——運行（上桌），并扔掉第一階段的所有文件（包括編譯工具）
FROM openjdk:8u181-jre-alpine3.8 as environment # 只帶運行時

# 目前，編譯工具等上一階段的東西已經(jīng)被我們拋下。目前的鏡像中只有運行時，我們需要把上一階段（炒）的結(jié)果拿來，其它不要。
COPY --from=0 /final.jar .

# 好了，現(xiàn)在鏡像只有必要的運行時和 JAR 了。
ENTRYPOINT java -jar /final.jar

如上就是多階段構(gòu)建的介紹。

使用多階段構(gòu)建

多階段構(gòu)建的核心命令是 FROM。FORM 對于身經(jīng)百戰(zhàn)的你來說已經(jīng)不用多講了。在多階段構(gòu)建中，每次 FROM 都會開啟一個新的 Stage（階段），可以看作一個新的 Image（不夠準確、來源請求），與其它階段隔離（甚至包括環(huán)境變量）。只有最后的 FROM 才會被納入 Image 中。

我們來做一個最 simple 的多階段構(gòu)建例子：

# Stage 1
FROM alpine:3.8
WORKDIR /demo
RUN echo "Hello, stage 1" > /demo/hi-1.txt

# Stage 2
FROM alpine:3.8
WORKDIR /demo
RUN echo "Hello, stage 2" > /demo/hi-2.txt

可以自己構(gòu)建一下這個 Dockerfile，然后 docker save <tag> > docker.tar 看看其中的內(nèi)容。不出意外應該只有 /demo/hi-2.txt 和 Alpine。

在這個 Dockerfile 中，我們創(chuàng)建了兩個階段。第一個階段創(chuàng)建 hi-1.txt，第二個階段創(chuàng)建 hi-2.txt，且第二個階段會被加入最終 Image，其它不會。

復制文件——階段間的橋梁

如果階段間完全隔離，那么多階段就沒有意義——上一個階段的結(jié)果會被完全拋棄，并進入全新的下一階段。

我們可以通過 COPY 命令來獲取其它階段的文件。在多階段中使用 COPY 和普通應用完全一致，僅需要添加 –form ` 即可。那么，我們修正上一個例子，使最終鏡像包含兩個階段的產(chǎn)物：

# Stage 1
FROM alpine:3.8
WORKDIR /demo
RUN echo "Hello, stage 1" > /demo/hi-1.txt

# Stage 2
FROM alpine:3.8
WORKDIR /demo
COPY --from=0 /demo/hi-1.txt /demo
RUN echo "Hello, stage 2" > /demo/hi-2.txt

重新構(gòu)建并保存（Save），你會發(fā)現(xiàn)多了一層 Layer，其中包含 hi-1.txt。

階段命名——快速識別

對于只有七秒記憶的我們來說，每次使用 stage index 并不是一件很妙的事情。這時候，可以通過階段命名的方式給它們賦予名字，以方便識別。

為階段添加名字很簡單，只需要在 FROM 后加上 as <name> 即可。

現(xiàn)在，我們更新 Dockerfile，給予階段名稱并使用名稱來 COPY。

# Stage 1, it's name is "build1"
FROM alpine:3.8 as build1
WORKDIR /demo
RUN echo "Hello, stage 1" > /demo/hi-1.txt

# Stage 2, it's name is "build2"
FROM alpine:3.8 as build2
WORKDIR /demo
# No longer use indexes
COPY --from=build1 /demo/hi-1.txt /demo
RUN echo "Hello, stage 2" > /demo/hi-2.txt

重新構(gòu)建并保存，結(jié)果應該同上次相同。

僅構(gòu)建部分階段——輕松調(diào)試

Docker 還為我們提供了一個很方便的調(diào)試方式——僅構(gòu)建部分階段。它可以使構(gòu)建停在某個階段，并不構(gòu)建后面的階段。這可以方便我們調(diào)試；區(qū)分生產(chǎn)、開發(fā)和測試。

仍然沿用上次的 Dockerfile，但使用 --target <stage> 參數(shù)進行構(gòu)建：

$ docker build --target build1 .

再次 Save，你會發(fā)現(xiàn)只有 build1 的內(nèi)容。

總結(jié)

這就是多階段構(gòu)建的全部用法了。我們再回到開篇的兩個 Dockerfile 對比，你能發(fā)現(xiàn)優(yōu)化前的鏡像胖在哪里了嗎？

很顯然，它包含了無用的 JDK，JDK 只在編譯時起作用，編譯完便無用了，只需要 JRE 即可。所以，利用多階段構(gòu)建可以隔離編譯階段和運行階段，以達到鏡像最優(yōu)化。

參考文獻

https://docs.docker.com/develop/develop-images/multistage-build/#name-your-build-stages

https://yeasy.gitbooks.io/docker_practice/image/multistage-builds.html

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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