一. 概述

本文將通過(guò)如下幾個(gè)方式來(lái)構(gòu)建 docker 鏡像，通過(guò)記錄每種方式的構(gòu)建時(shí)間，從而得到在 Docker 中構(gòu)建 Maven 項(xiàng)目最快的方式：

• 常規(guī)多階段構(gòu)建鏡像
• 使用 Buildkit 構(gòu)建鏡像
• 使用依賴分層的方式構(gòu)建鏡像
• 在 Buildkit 構(gòu)建期間使用卷掛載
• 使用 Maven 守護(hù)進(jìn)程構(gòu)建鏡像

在每次運(yùn)行之間，我們通過(guò)添加一個(gè)空行來(lái)更改源代碼；在每個(gè)部分之間，我們刪除所有構(gòu)建的鏡像，包括作為多階段構(gòu)建結(jié)果的中間鏡像，這樣是為了避免重復(fù)使用以前構(gòu)建的鏡像，以便得到每種方式更準(zhǔn)確的構(gòu)建時(shí)間。下面使用一個(gè)簡(jiǎn)單的 spring boot 項(xiàng)目進(jìn)行測(cè)試。

二. 常規(guī)多階段構(gòu)建鏡像

這是相關(guān)的Dockerfile：

FROM openjdk:11-slim-buster as build                         

COPY .mvn .mvn                                               
COPY mvnw .                                                  
COPY pom.xml .                                               
COPY src src                                                 

RUN ./mvnw -B package                                        

FROM openjdk:11-jre-slim-buster                              

COPY --from=build target/fast-maven-builds-1.0.jar .         

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "fast-maven-builds-1.0.jar"]     

讓我們執(zhí)行構(gòu)建：

time DOCKER_BUILDKIT=0 docker build -t fast-maven:1.0 .      

暫時(shí)忘記環(huán)境變量，我將在下一節(jié)中解釋

以下是五次運(yùn)行的結(jié)果：

* 0.36s user 0.53s system 0% cpu 1:53.06 total
* 0.36s user 0.56s system 0% cpu 1:52.50 total
* 0.35s user 0.55s system 0% cpu 1:56.92 total
* 0.36s user 0.56s system 0% cpu 2:04.55 total
* 0.38s user 0.61s system 0% cpu 2:04.68 total

三. 使用 Buildkit 構(gòu)建鏡像

前面的命令行使用了DOCKER_BUILDKIT環(huán)境變量，這是告訴 Docker 使用舊引擎的方式。如果你有一段時(shí)間沒有更新 Docker，那是你正在使用的引擎。如今，BuildKit已取代它，成為新的默認(rèn)設(shè)置。

BuildKit 帶來(lái)了多項(xiàng)性能改進(jìn)：

• 自動(dòng)垃圾收集
• 并發(fā)依賴解析
• 高效的指令緩存
• 構(gòu)建緩存導(dǎo)入/導(dǎo)出
• 等等。

讓我們?cè)谛乱嫔现匦聢?zhí)行之前的命令：

time docker build -t fast-maven:1.1 .

這是第一次運(yùn)行的控制臺(tái)日志的摘錄：

...
 => => transferring context: 4.35kB
 => [build 2/6] COPY .mvn .mvn
 => [build 3/6] COPY mvnw .
 => [build 4/6] COPY pom.xml .
 => [build 5/6] COPY src src
 => [build 6/6] RUN ./mvnw -B package
...

0.68s user 1.04s system 1% cpu 2:06.33 total

相同命令的以下執(zhí)行具有稍微不同的輸出：

...
 => => transferring context: 1.82kB
 => CACHED [build 2/6] COPY .mvn .mvn
 => CACHED [build 3/6] COPY mvnw .
 => CACHED [build 4/6] COPY pom.xml .
 => [build 5/6] COPY src src
 => [build 6/6] RUN ./mvnw -B package
...

請(qǐng)記住，我們?cè)趦纱芜\(yùn)行之間更改了源代碼。我們不會(huì)更改的文件，即.mvn,mvnw和pom.xml，由 BuildKit 緩存。但是這些資源很小，因此緩存不會(huì)顯著改善構(gòu)建時(shí)間。

* 0.69s user 1.01s system 1% cpu 2:05.08 total
* 0.65s user 0.95s system 1% cpu 1:58.51 total
* 0.68s user 0.99s system 1% cpu 1:59.31 total
* 0.64s user 0.95s system 1% cpu 1:59.82 total

快速瀏覽日志發(fā)現(xiàn)構(gòu)建中的最大瓶頸是所有依賴項(xiàng)（包括插件）的下載。每次我們更改源代碼時(shí)都會(huì)發(fā)生這種情況，這就是 BuildKit 沒有提高性能的原因。

四. 使用依賴分層的方式構(gòu)建鏡像

我們應(yīng)該將精力集中在依賴關(guān)系上。為此，我們可以利用層并將構(gòu)建分為兩個(gè)步驟：

• 第一步，我們下載依賴
• 在第二個(gè)，我們做適當(dāng)?shù)陌b

每一步都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)層，第二個(gè)取決于第一個(gè)。
通過(guò)分層，如果我們?cè)诘诙痈脑创a，則第一層不受影響，可以重復(fù)使用。我們不需要再次下載依賴項(xiàng)。新的Dockerfile看起來(lái)像：

FROM openjdk:11-slim-buster as build

COPY .mvn .mvn
COPY mvnw .
COPY pom.xml .

RUN ./mvnw -B dependency:go-offline                          

COPY src src

RUN ./mvnw -B package                                        

FROM openjdk:11-jre-slim-buster

COPY --from=build target/fast-maven-builds-1.2.jar .

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "fast-maven-builds-1.2.jar"]

注意：go-offline不會(huì)下載所有內(nèi)容。如果您嘗試使用該-o選項(xiàng)（用于離線），該命令將不會(huì)成功運(yùn)行。這是一個(gè)眾所周知的老錯(cuò)誤。在所有情況下，它都“足夠好”。

讓我們運(yùn)行構(gòu)建：

time docker build -t fast-maven:1.2 .

第一次運(yùn)行比常規(guī)構(gòu)建花費(fèi)更多的時(shí)間：

0.84s user 1.21s system 1% cpu 2:35.47 total

但是，后續(xù)構(gòu)建要快得多。更改源代碼僅影響第二層，不會(huì)觸發(fā)（大多數(shù)）依賴項(xiàng)的下載：

* 0.23s user 0.36s system 5% cpu 9.913 total
* 0.21s user 0.33s system 5% cpu 9.923 total
* 0.22s user 0.38s system 6% cpu 9.990 total
* 0.21s user 0.34s system 5% cpu 9.814 total
* 0.22s user 0.37s system 5% cpu 10.454 total

五. 在 Buildkit 構(gòu)建期間使用卷掛載

分層構(gòu)建大大縮短了構(gòu)建時(shí)間，不過(guò)還有一個(gè)問題，更改單個(gè)依賴項(xiàng)會(huì)使鏡像依賴的層無(wú)效，因此我們需要再次下載所有依賴項(xiàng)。

幸運(yùn)的是，BuildKit在構(gòu)建期間（而不僅僅是在運(yùn)行期間）引入了卷掛載。有多種類型的掛載可用，但我們感興趣的一種是緩存掛載。這是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)性功能，因此您需要明確選擇加入：

Dockerfile看起來(lái)像：

# syntax=docker/dockerfile:experimental                      
FROM openjdk:11-slim-buster as build

COPY .mvn .mvn
COPY mvnw .
COPY pom.xml .
COPY src src

# 使用緩存構(gòu)建
RUN --mount=type=cache,target=/root/.m2,rw ./mvnw -B package 

FROM openjdk:11-jre-slim-buster

COPY --from=build target/fast-maven-builds-1.3.jar .

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "fast-maven-builds-1.3.jar"]

其中 # syntax=docker/dockerfile:experimental 用來(lái)開啟實(shí)驗(yàn)性功能。
使用如下命令構(gòu)建鏡像：

time docker build -t fast-maven:1.3 .

構(gòu)建時(shí)間高于常規(guī)構(gòu)建，但仍低于分層構(gòu)建：

0.71s user 1.01s system 1% cpu 1:50.50 total

以下構(gòu)建與層相當(dāng)：

* 0.22s user 0.33s system 5% cpu 9.677 total
* 0.30s user 0.36s system 6% cpu 10.603 total
* 0.24s user 0.37s system 5% cpu 10.461 total
* 0.24s user 0.39s system 6% cpu 10.178 total
* 0.24s user 0.35s system 5% cpu 10.283 total

六. 使用 Maven 守護(hù)進(jìn)程構(gòu)建鏡像

使用 Maven 守護(hù)進(jìn)程構(gòu)建鏡像的 Dockerfile 文件內(nèi)容如下：

FROM openjdk:11-slim-buster as build
# 下載最新版本的 Maven 守護(hù)進(jìn)程
ADD https://github.com/mvndaemon/mvnd/releases/download/0.6.0/mvnd-0.6.0-linux-amd64.zip . 
# 更新包索引
RUN apt-get update \     
# 安裝 unzip
 && apt-get install unzip \     
# 創(chuàng)建專用文件夾
 && mkdir /opt/mvnd \       
# 提取我們?cè)谇懊嫦螺d的 mvnd
 && unzip mvnd-0.6.0-linux-amd64.zip \ 
# 將提取的存檔內(nèi)容移動(dòng)到之前創(chuàng)建的文件夾
 && mv mvnd-0.6.0-linux-amd64/* /opt/mvnd                    

COPY .mvn .mvn
COPY mvnw .
COPY pom.xml .
COPY src src
# 使用 mvnd 代替 Maven 包裝器
RUN /opt/mvnd/bin/mvnd -B package                            

FROM openjdk:11-jre-slim-buster

COPY --from=build target/fast-maven-builds-1.4.jar .

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "fast-maven-builds-1.4.jar"]

使用下面的命令構(gòu)建鏡像：

time docker build -t fast-maven:1.4 .

日志輸出如下：

* 0.70s user 1.01s system 1% cpu 1:51.96 total
* 0.72s user 0.98s system 1% cpu 1:47.93 total
* 0.66s user 0.93s system 1% cpu 1:46.07 total
* 0.76s user 1.04s system 1% cpu 1:50.35 total
* 0.80s user 1.18s system 1% cpu 2:01.45 total

與常規(guī)構(gòu)建鏡像相比沒有顯著改善。

七. 結(jié)論

以下是所有執(zhí)行時(shí)間的匯總：

在 Docker 中加快 Maven 構(gòu)建的性能與常規(guī)構(gòu)建有很大不同，限制因素是依賴項(xiàng)的下載速度，需要使用層來(lái)緩存依賴項(xiàng)。
對(duì)于 BuildKit，建議使用新的緩存掛載功能，以避免在層失效時(shí)下載所有依賴項(xiàng)。

參考文章

https://blog.frankel.ch/faster-maven-builds/2/

到此這篇關(guān)于在Docker中更快地構(gòu)建Maven項(xiàng)目的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Docker構(gòu)建Maven項(xiàng)目?jī)?nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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