Dockerfile 原則
一 減少構建時間
1.1 構建順序影響緩存利用率
把不需要經常更改的行放到最前面,更改最頻繁的行放到最后面
鏡像的構建順序很重要,當你向 dockerFile 中添加文件,或者修改其中的某一行時,那一部分的緩存就會失效,該緩存的后續步驟都會中斷,需要重新構建。
1.2 只拷貝需要文件,防止緩存溢出
當拷貝文件到鏡像中時,盡量只拷貝需要的文件,切忌使用 COPY . 指令拷貝整個目錄。如果被拷貝的文件內容發生了更改,緩存就會被破壞。在上面的示例中,鏡像中只需要構建好的 jar 包,因此只需要拷貝這個文件就行了,這樣即使其他不相關的文件發生了更改也不會影響緩存。
1.3 最小化可緩存的執行層
每一個RUN指令都會被看作可緩存的執行單元,太多的RUN指令會增加鏡像的層數,增大鏡像的體積,而將所有的指令都放在一個RUN指令又會破壞緩存,從而延緩開放周期,一般都會先更新軟件索引信息,然后再安裝軟件。推薦將更新索引和安裝軟件放在同一個 RUN 指令中,這樣可以形成一個可緩存的執行單元,否則你可能會安裝舊的軟件包。
1.4 刪除比必要的依賴
刪除不必要的依賴,不要安裝調試工具。如果實在需要調試工具,可以在容器運行之后再安裝。某些包管理工具(如 apt)除了安裝用戶指定的包之外,還會安裝推薦的包,這會無緣無故增加鏡像的體積。apt 可以通過添加參數 -–no-install-recommends 來確保不會安裝不需要的依賴項。如果確實需要某些依賴項,請在后面手動添加。
1.5 刪除管理工具的緩存
包管理工具會維護自己的緩存,這些緩存會保留在鏡像文件中,推薦的處理方法是在每一個 RUN 指令的末尾刪除緩存。如果你在下一條指令中刪除緩存,不會減小鏡像的體積。
二 可維護性
2.1 盡可能使用官方鏡像
使用官方鏡像可以節省大量的維護時間,因為官方鏡像的所有安裝步驟都使用了最佳實踐。如果你有多個項目,可以共享這些鏡像層,因為他們都可以使用相同的基礎鏡像。
2.2 使用更具體的標簽
基礎鏡像盡量不要使用 latest 標簽。雖然這很方便,但隨著時間的推移,latest 鏡像可能會發生重大變化。因此在 Dockerfile 中最好指定基礎鏡像的具體標簽。我們使用 openjdk 作為示例,指定標簽為 8。其他更多標簽請查看官方倉庫。
2.3 使用體積更小的基礎鏡像
基礎鏡像的標簽風格不同,鏡像體積就會不同。slim 風格的鏡像是基于 Debian 發行版制作的,而 alpine 風格的鏡像是基于體積更小的 Alpine Linux 發行版制作的。其中一個明顯的區別是:Debian 使用的是 GNU 項目所實現的 C 語言標準庫,而 Alpine 使用的是 Musl C 標準庫,它被設計用來替代 GNU C 標準庫(glibc)的替代品,用于嵌入式操作系統和移動設備。因此使用 Alpine 在某些情況下會遇到兼容性問題。以 openjdk 為例,jre 風格的鏡像只包含 Java 運行時,不包含 SDK,這么做也可以大大減少鏡像體積。
2.4 給鏡像設置合適的LABEL
在 Dockerfile 中可以使用 Label 命令來為鏡像增加 Label,示例如下:
我們可以查看到 Label 及使用 Label 進行篩選:
三 重復利用
3.1 在一致的環境中從源碼構建
首先應該確定構建應用所需的所有依賴,本文的示例 Java 應用很簡單,只需要 Maven 和 JDK,所以基礎鏡像應該選擇官方的體積最小的 maven 鏡像,該鏡像也包含了 JDK。如果你需要安裝更多依賴,可以在 RUN 指令中添加。pom.xml 文件和 src 文件夾需要被復制到鏡像中,因為最后執行 mvn package 命令(-e 參數用來顯示錯誤,-B 參數表示以非交互式的“批處理”模式運行)打包的時候會用到這些依賴文件。
雖然現在我們解決了環境不一致的問題,但還有另外一個問題:每次代碼更改之后,都要重新獲取一遍 pom.xml 中描述的所有依賴項。下面我們來解決這個問題。
3.2 在單獨的步驟中獲取依賴項目
結合前面提到的緩存機制,我們可以讓獲取依賴項這一步變成可緩存單元,只要 pom.xml 文件的內容沒有變化,無論代碼如何更改,都不會破壞這一層的緩存。上圖中兩個 COPY 指令中間的 RUN 指令用來告訴 Maven 只獲取依賴項。
現在又遇到了一個新問題:跟之前直接拷貝 jar 包相比,鏡像體積變得更大了,因為它包含了很多運行應用時不需要的構建依賴項。
3.3 使用多階段構建來刪除構建時的依賴
多階段構建可以由多個 FROM 指令識別,每一個 FROM 語句表示一個新的構建階段,階段名稱可以用 AS 參數指定。本例中指定第一階段的名稱為 builder,它可以被第二階段直接引用。兩個階段環境一致,并且第一階段包含所有構建依賴項。
第二階段是構建最終鏡像的最后階段,它將包括應用運行時的所有必要條件,本例是基于 Alpine 的最小 JRE 鏡像。上一個構建階段雖然會有大量的緩存,但不會出現在第二階段中。為了將構建好的 jar 包添加到最終的鏡像中,可以使用 COPY --from=STAGE_NAME 指令,其中 STAGE_NAME 是上一構建階段的名稱。
四 構建
4.1 分階段構建
構建鏡像最大的挑戰莫過于防止鏡像過大,造成實際運行時由于并發而導致拉取性能問題。為了應對這個挑戰,很多轉型到容器的團隊采用兩個 Dockerfile,一個負責開發環境的鏡像構建,一個負責生產環境的鏡像構建。開發鏡像包含了代碼構建所需要的環境,鏡像大小自然比較大,生產鏡像僅包含應用運行所需要的內容,是很精簡的體積很小的鏡像。
Docker 分階段構建就可以很好地解決這個問題,使用如下的 Dockerfile 即可:
整個 Dockerfile 流程很清晰,也不在需要額外的 shell 腳本來支持整個流程,并且我們可以指定執行的 stage,具體命令如下:
Docker
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