Docker多步構建更小的Java鏡像

譯者按: 最新版Docker將支持多步構建(Multi-stage build)，這樣使用單個Dockerfile就能夠定義多箇中間鏡像用於構建，測試以及發佈等多個步驟，而且有效減少最終鏡像的大小。

原文: Creating Smaller Java Image using Docker Multi-stage Build

譯者: Fundebug

爲了保證可讀性，本文采用意譯而非直譯。

Github倉庫: arun-gupta/docker-java-multistage

DockerCon 2017中與Java開發者直接相關的內容有:

• Docker多步構建(Docker Multi-stage build)
• Oracle JRE in Docker Store

這篇博客介紹了爲何須要Docker多步構建(Docker Multi-stage build)，而且經過一個示例展現瞭如何構建更小的Java鏡像。

爲何須要多步構建?

爲Java應用構建Docker鏡像意味着編譯源代碼以及打包目標代碼。開發者一般會使用Maven或者Gradle來構建JAR或WAR文件。若使用Maven鏡像做爲基礎鏡像來構建Java應用，則須要下載全部Maven依賴。下載的JAR包數目由pm.xml決定，有可能會很是多。這樣的話，生成的Docker鏡像中將留下太多多餘的文件。

下面爲示例Dockerfile:

FROM maven:3.5-jdk-8
 
COPY src /usr/src/myapp/src
COPY pom.xml /usr/src/myapp
RUN mvn -f /usr/src/myapp/pom.xml clean package
 
ENV WILDFLY_VERSION 10.1.0.Final
ENV WILDFLY_HOME /usr
 
RUN cd $WILDFLY_HOME && curl http://download.jboss.org/wildfly/$WILDFLY_VERSION/wildfly-$WILDFLY_VERSION.tar.gz | tar zx && mv $WILDFLY_HOME/wildfly-$WILDFLY_VERSION $WILDFLY_HOME/wildfly
 
RUN cp /usr/src/myapp/target/people-1.0-SNAPSHOT.war $WILDFLY_HOME/wildfly/standalone/deployments/people.war
 
EXPOSE 8080
 
CMD ["/usr/wildfly/bin/standalone.sh", "-b", "0.0.0.0"]

由Dockerfile可知:

• maven:3.5-jdk-8 是基礎鏡像
• 將源代碼拷貝到鏡像中
• Maven用於構建應用
• 下載並安裝WildFly
• 將生成的.war文件拷貝到WildFly的deployments目錄
• 啓動WildFly

這個Dockefile存在這些問題：

• 使用Maven做爲基礎鏡像的話，還須要安裝和配置WildFly。
• 構建應用時須要下載不少Maven依賴，它們會繼續留在鏡像中，可是運行應用時並不須要它們。這致使了鏡像過大。
• 修改WildFly版本則須要修改Dockerfile，並從新構建鏡像。若是直接使用WildFly鏡像做爲基礎鏡像，狀況會簡單不少。
• 打包應用以前，須要進行單元測試，那麼，測試的依賴也須要留在生成的鏡像中，這實際上是不必的。

固然，也能夠採用其餘方式構建Docker鏡像。好比，能夠將Dockerfile拆分爲兩個。第一個Dockerfile以Maven鏡像爲基礎鏡像，用於構建應用，並將構建好的.war文件經過數據卷(volume)複製到共享的目錄；第二個Dockerfile以WildFly鏡像做爲基礎鏡像，從數據卷將.war文件拷貝出來就行了。這個方法也是有問題的，由於須要維護多個Dockerfile，而且經過數據卷拷貝文件也不方便。

什麼是Docker多步構建？

多步構建(multi-stage build)容許在Dockerfile中使用多個FROM指令。兩個FROM指令之間的全部指令會生產一箇中間鏡像，最後一個FROM指令以後的指令將生成最終鏡像。中間鏡像中的文件能夠經過COPY --from=<image-number>指令拷貝，其中image-number爲鏡像編號，0爲第一個基礎鏡像。沒有被拷貝的文件都不會存在於最終生成的鏡像，這樣能夠減少鏡像大小。

FROM指令可使用as <stage-name>來指定步驟名稱(stage name):

FROM maven:3.5-jdk-8 as BUILD

這樣的話，COPY指令的--from選項可使用步驟名稱代替鏡像編號。

下面爲示例Dockerfile:

FROM maven:3.5-jdk-8 as BUILD
 
COPY src /usr/src/myapp/src
COPY pom.xml /usr/src/myapp
RUN mvn -f /usr/src/myapp/pom.xml clean package
 
FROM jboss/wildfly:10.1.0.Final
 
COPY --from=BUILD /usr/src/myapp/target/people-1.0-SNAPSHOT.war /opt/jboss/wildfly/standalone/deployments/people.war

由Dockerfile可知:

• 一共有兩個FROM指令，所以爲兩步構建。
• maven:3.5-jdk-8 是第一步構建的基礎鏡像。這一步用於構建應用的WAR文件。這一步的名稱爲build。
• jboss/wildfly:10.1.0.Final 是第二步構建的基礎鏡像。第一步構建的WAR文件經過COPY --from指令拷貝到WildFly的deloyments目錄。

Docker多步構建有什麼好處？

• 僅須要一個Dockerfile來定義整個構建過程。這樣，不須要定義多個Dockerfile，也不須要使用數據捲來拷貝文件。
• 能夠爲最終鏡像選擇合適的基礎鏡像，來知足生產環境的需求，這樣能夠有效減少最終鏡像的大小。另外，構建步驟的多餘文件都被丟棄了。
• 使用官方的WildFly鏡像做爲生產鏡像的基礎鏡像，而不是手動安裝和配置WildFly。這樣，WildFly升級時將很是方便。

**注：**Docker多步構建正在開發中，尚未正式發佈。能夠經過 curl -fsSL https://test.docker.com/ | sh命令安裝最新的測試版Docker試用多步構建。

使用第一個Dockerfile構建的鏡像爲816MB，而使用多步構建的話，鏡像只有584MB。

docker-java-multistage $ docker images
REPOSITORY                          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
people                              multistage          d36a4b82ad87        59 seconds ago      584MB
people                              singlestage         13dbcf8f54f6        5 minutes ago       816MB

可知，使用多步構建能夠有效減少鏡像大小。

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