前言

Docker的口號(hào)是Build,Ship,and Run Any App,Anywhere，在我們使用 Docker 的大部分時(shí)候，的確能感覺(jué)到其優(yōu)越性，但是往往在我們 Build 一個(gè)應(yīng)用的時(shí)候，是將我們的源代碼也構(gòu)建進(jìn)去的，這對(duì)于類似于 golang 這樣的編譯型語(yǔ)言肯定是不行的，因?yàn)閷?shí)際運(yùn)行的時(shí)候我只需要把最終構(gòu)建的二進(jìn)制包給你就行，把源碼也一起打包在鏡像中，需要承擔(dān)很多風(fēng)險(xiǎn)，即使是腳本語(yǔ)言，在構(gòu)建的時(shí)候也可能需要使用到一些上線的工具，這樣無(wú)疑也增大了我們的鏡像體積。

在應(yīng)用了容器技術(shù)的軟件開發(fā)過(guò)程中，控制容器鏡像的大小可是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事情。如果我們構(gòu)建的鏡像既是編譯軟件的環(huán)境，又是軟件最終的運(yùn)行環(huán)境，這是很難控制鏡像大小的。所以常見的配置模式為：分別為軟件的編譯環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境提供不同的容器鏡像。比如為編譯環(huán)境提供一個(gè) Dockerfile.build，用它構(gòu)建的鏡像包含了編譯軟件需要的所有內(nèi)容，比如代碼、SDK、工具等等。同時(shí)為軟件的運(yùn)行環(huán)境提供另外一個(gè)單獨(dú)的 Dockerfile，它從 Dockerfile.build 中獲得編譯好的軟件，用它構(gòu)建的鏡像只包含運(yùn)行軟件所必須的內(nèi)容。這種情況被稱為構(gòu)造者模式(builder pattern)，本文將介紹如何通過(guò) Dockerfile 中的 multi-stage 來(lái)解決構(gòu)造者模式帶來(lái)的問(wèn)題。

常見的容器鏡像構(gòu)建過(guò)程

比如我們創(chuàng)建了一個(gè) GO 語(yǔ)言編寫了一個(gè)檢查頁(yè)面中超級(jí)鏈接的程序 app.go(請(qǐng)從 sparkdev  （本地下載）獲取本文相關(guān)的代碼)：

package main
import (
 "encoding/json"
 "fmt"
 "log"
 "net/http"
 "net/url"
 "os"
 "strings"
 "golang.org/x/net/html"
)
type scrapeDataStore struct {
 Internal int `json:"internal"`
 External int `json:"external"`
}
func isInternal(parsedLink *url.URL, siteUrl *url.URL, link string) bool {
 return parsedLink.Host == siteUrl.Host || strings.Index(link, "#") == 0 || len(parsedLink.Host) == 0
}
func main() {
 urlIn := os.Getenv("url")
 if len(urlIn) == 0 {
 urlIn = "https://www.cnblogs.com/"
 }
 resp, err := http.Get(urlIn)
 scrapeData := &scrapeDataStore{}
 tokenizer := html.NewTokenizer(resp.Body)
 end := false
 for {
 tt := tokenizer.Next()
 switch {
 case tt == html.StartTagToken:
 token := tokenizer.Token()
 switch token.Data {
 case "a":
 for _, attr := range token.Attr {
  if attr.Key == "href" {
  link := attr.Val
  parsedLink, parseLinkErr := url.Parse(link)
  if parseLinkErr == nil {
  if isInternal(parsedLink, siteUrl, link) {
  scrapeData.Internal++
  } else {
  scrapeData.External++
  }
  }
  if parseLinkErr != nil {
  fmt.Println("Can't parse: " + token.Data)
  }
  }
 }
 break
 }
 case tt == html.ErrorToken:
 end = true
 break
 }
 if end {
 break
 }
 }
 data, _ := json.Marshal(&scrapeData)
 fmt.Println(string(data))
}

下面我們通過(guò)容器來(lái)構(gòu)建它，并把它部署到生產(chǎn)型的容器鏡像中。

首先構(gòu)建編譯應(yīng)用程序的鏡像：

FROM golang:1.7.3
WORKDIR /go/src/github.com/sparkdevo/href-counter/
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html
COPY app.go .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

把上面的內(nèi)容保存到 Dockerfile.build 文件中。

接著把構(gòu)建好的應(yīng)用程序部署到生產(chǎn)環(huán)境用的鏡像中：

FROM alpine:latest 
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY app .
CMD ["./app"] 

把上面的內(nèi)容保存到 Dockerfile 文件中。

最后需要使用一個(gè)腳本把整個(gè)構(gòu)建過(guò)程整合起來(lái)：

#!/bin/sh
echo Building sparkdevo/href-counter:build
# 構(gòu)建編譯應(yīng)用程序的鏡像
docker build --no-cache -t sparkdevo/href-counter:build . -f Dockerfile.build
# 創(chuàng)建應(yīng)用程序
docker create --name extract sparkdevo/href-counter:build
# 拷貝編譯好的應(yīng)用程序
docker cp extract:/go/src/github.com/sparkdevo/href-counter/app ./app
docker rm -f extract

echo Building sparkdevo/href-counter:latest
# 構(gòu)建運(yùn)行應(yīng)用程序的鏡像
docker build --no-cache -t sparkdevo/href-counter:latest .

把上面的內(nèi)容保存到 build.sh 文件中。這個(gè)腳本會(huì)先創(chuàng)建出一個(gè)容器來(lái)構(gòu)建應(yīng)用程序，然后再創(chuàng)建最終運(yùn)行應(yīng)用程序的鏡像。

把 app.go、Dockerfile.build、Dockerfile 和 build.sh 放在同一個(gè)目錄下，然后進(jìn)入這個(gè)目錄執(zhí)行 build.sh 腳本進(jìn)行構(gòu)建。構(gòu)建后的容器鏡像大?。?/p>

從上圖中我們可以觀察到，用于編譯應(yīng)用程序的容器鏡像大小接近 700M，而用于生產(chǎn)環(huán)境的容器鏡像只有 10.3 M，這樣的大小在網(wǎng)絡(luò)間傳輸?shù)男适呛芨叩摹?/p>

運(yùn)行下面的命令可以檢查我們構(gòu)建的容器是否可以正常的工作：

$ docker run -e url=https://www.cnblogs.com/ sparkdevo/href-counter:latest
$ docker run -e url=http://www.cnblogs.com/sparkdev/ sparkdevo/href-counter:latest

OK，我們寫的程序正確的統(tǒng)計(jì)了博客園首頁(yè)和筆者的首頁(yè)中超級(jí)鏈接的情況。

采用上面的構(gòu)建過(guò)程，我們需要維護(hù)兩個(gè) Dockerfile 文件和一個(gè)腳本文件 build.sh。能不能簡(jiǎn)化一些呢？ 下面我們看看 docker 針對(duì)這種情況提供的解決方案：multi-stage。

在 Dockerfile 中使用 multi-stage

multi-stage 允許我們?cè)?Dockerfile 中完成類似前面 build.sh 腳本中的功能，每個(gè) stage 可以理解為構(gòu)建一個(gè)容器鏡像，后面的 stage 可以引用前面 stage 中創(chuàng)建的鏡像。所以我們可以使用下面單個(gè)的 Dockerfile 文件實(shí)現(xiàn)前面的需求：

FROM golang:1.7.3
WORKDIR /go/src/github.com/sparkdevo/href-counter/
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html
COPY app.go .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

FROM alpine:latest
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY --from=0 /go/src/github.com/sparkdevo/href-counter/app .
CMD ["./app"]

把上面的內(nèi)容保存到文件 Dockerfile.multi 中。這個(gè) Dockerfile 文件的特點(diǎn)是同時(shí)存在多個(gè) FROM 指令，每個(gè) FROM 指令代表一個(gè) stage 的開始部分。我們可以把一個(gè) stage 的產(chǎn)物拷貝到另一個(gè) stage 中。本例中的第一個(gè) stage 完成了應(yīng)用程序的構(gòu)建，內(nèi)容和前面的 Dockerfile.build 是一樣的。第二個(gè) stage 中的 COPY 指令通過(guò) --from=0 引用了第一個(gè) stage ，并把應(yīng)用程序拷貝到了當(dāng)前 stage 中。接下來(lái)讓我們編譯新的鏡像：

$ docker build --no-cache -t sparkdevo/href-counter:multi . -f Dockerfile.multi

這次使用 href-counter:multi 鏡像運(yùn)行應(yīng)用：

$ docker run -e url=https://www.cnblogs.com/ sparkdevo/href-counter:multi
$ docker run -e url=http://www.cnblogs.com/sparkdev/ sparkdevo/href-counter:multi

結(jié)果和之前是一樣的。那么新生成的鏡像有沒(méi)有特別之處呢：

好吧，從上圖我們可以看到，除了 sparkdevo/href-counter:multi 鏡像，還生成了一個(gè)匿名的鏡像。因此，所謂的 multi-stage 不過(guò)時(shí)多個(gè) Dockerfile 的語(yǔ)法糖罷了。但是這個(gè)語(yǔ)法糖還好很誘人的，現(xiàn)在我們維護(hù)一個(gè)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔的 Dockerfile 文件就可以了！

使用命名的 stage

在上面的例子中我們通過(guò) --from=0 引用了 Dockerfile 中第一個(gè) stage，這樣的做法會(huì)讓 Dockerfile 變得不容易閱讀。其實(shí)我們是可以為 stage 命名的，然后就可以通過(guò)名稱來(lái)引用 stage 了。下面是改造后的 Dockerfile.mult 文件：

FROM golang:1.7.3 as builder
WORKDIR /go/src/github.com/sparkdevo/href-counter/
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html
COPY app.go .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

FROM alpine:latest
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /go/src/github.com/sparkdevo/href-counter/app .
CMD ["./app"]

我們把第一個(gè) stage 使用 as 語(yǔ)法命名為 builder，然后在后面的 stage 中通過(guò)名稱 builder 進(jìn)行引用 --from=builder。通過(guò)使用命名的 stage， Dockerfile 更容易閱讀了。

總結(jié)

Dockerfile 中的 multi-stage 雖然只是些語(yǔ)法糖，但它確實(shí)為我們帶來(lái)了很多便利。尤其是減輕了 Dockerfile 維護(hù)者的負(fù)擔(dān)(要知道實(shí)際生產(chǎn)中的 Dockerfile 可不像 demo 中的這么簡(jiǎn)單)。需要注意的是舊版本的 docker 是不支持 multi-stage 的，只有 17.05 以及之后的版本才開始支持。好了，是不是該去升級(jí)你的 docker 版本了？

好了，以上就是這篇文章的全部?jī)?nèi)容了，希望本文的內(nèi)容對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值，如果有疑問(wèn)大家可以留言交流，謝謝大家對(duì)腳本之家的支持。

參考：

• Use multi-stage builds
• Builder pattern vs. Multi-stage builds in Docker

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