快捷導(dǎo)航

Dockerfile中multi-stage(多階段構(gòu)建)詳解

更新時間：2018年03月12日 11:16:38 作者：sparkdev

在2017年5月3日即將發(fā)行的 Docker 17.05.0-ce 中，Docker 官方提供了簡便的多階段構(gòu)建 (multi-stage build) 方案，下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Dockerfile中multi-stage(多階段構(gòu)建)的相關(guān)資料，需要的朋友可以參考借鑒，下面隨著小編來一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧。

前言

Docker的口號是Build,Ship,and Run Any App,Anywhere，在我們使用 Docker 的大部分時候，的確能感覺到其優(yōu)越性，但是往往在我們 Build 一個應(yīng)用的時候，是將我們的源代碼也構(gòu)建進去的，這對于類似于 golang 這樣的編譯型語言肯定是不行的，因為實際運行的時候我只需要把最終構(gòu)建的二進制包給你就行，把源碼也一起打包在鏡像中，需要承擔(dān)很多風(fēng)險，即使是腳本語言，在構(gòu)建的時候也可能需要使用到一些上線的工具，這樣無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)過程中，控制容器鏡像的大小可是一件費時費力的事情。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 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。同時為軟件的運行環(huán)境提供另外一個單獨的 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 Dockerfile 中的 multi-stage 來解決構(gòu)造者模式帶來的問題。

常見的容器鏡像構(gòu)建過程

比如我們創(chuàng)建了一個 GO 語言編寫了一個檢查頁面中超級鏈接的程序 app.go(請從 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))
}

下面我們通過容器來構(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。

最后需要使用一個腳本把整個構(gòu)建過程整合起來：

#!/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。這個腳本會先創(chuàng)建出一個容器來構(gòu)建應(yīng)用程序，然后再創(chuàng)建最終運行應(yīng)用程序的鏡像。

把 app.go、Dockerfile.build、Dockerfile 和 build.sh 放在同一個目錄下，然后進入這個目錄執(zhí)行 build.sh 腳本進行構(gòu)建。構(gòu)建后的容器鏡像大小：

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)計了博客園首頁和筆者的首頁中超級鏈接的情況。

采用上面的構(gòu)建過程，我們需要維護兩個 Dockerfile 文件和一個腳本文件 build.sh。能不能簡化一些呢？下面我們看看 docker 針對這種情況提供的解決方案：multi-stage。

在 Dockerfile 中使用 multi-stage

multi-stage 允許我們在 Dockerfile 中完成類似前面 build.sh 腳本中的功能，每個 stage 可以理解為構(gòu)建一個容器鏡像，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的 Dockerfile 文件實現(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 Dockerfile 文件的特點是同時存在多個 FROM 指令，每個 FROM 指令代表一個 stage 的開始部分。我們可以把一個 stage 的產(chǎn)物拷貝到另一個 stage 中。本例中的第一個 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 stage 中的 COPY 指令通過 --from=0 引用了第一個 stage ，并把應(yīng)用程序拷貝到了當(dāng)前 stage 中。接下來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，還生成了一個匿名的鏡像。因此，所謂的 multi-stage 不過時多個 Dockerfile 的語法糖罷了。但是這個語法糖還好很誘人的，現(xiàn)在我們維護一個結(jié)構(gòu)簡潔的 Dockerfile 文件就可以了！

使用命名的 stage

在上面的例子中我們通過 --from=0 引用了 Dockerfile 中第一個 stage，這樣的做法會讓 Dockerfile 變得不容易閱讀。其實我們是可以為 stage 命名的，然后就可以通過名稱來引用 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 stage 使用 as 語法命名為 builder，然后在后面的 stage 中通過名稱 builder 進行引用 --from=builder。通過使用命名的 stage， Dockerfile 更容易閱讀了。

總結(jié)

Dockerfile 中的 multi-stage 雖然只是些語法糖，但它確實為我們帶來了很多便利。尤其是減輕了 Dockerfile 維護者的負擔(dān)(要知道實際生產(chǎn)中的 Dockerfile 可不像 demo 中的這么簡單)。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，是不是該去升級你的 docker 版本了？

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

參考：