译者按: 最新版Docker将支持多步构建(Multi-stage build)，这样使用单个Dockerfile就可以定义多个中间镜像用于构建，测试以及发布等多个步骤，并且有效减小最终镜像的大小。
原文: Creating Smaller Java Image using Docker Multi-stage Build
译者: Fundebug
为了保证可读性，本文采用意译而非直译。
Github仓库: arun-gupta/docker-java-multistage
DockerCon 2017中与Java开发者直接相关的内容有:
- Docker多步构建(Docker Multi-stage build)
- Oracle JRE in Docker Store
这篇博客介绍了为什么需要****Docker****多步构建****(Docker Multi-stage build)****，并且通过一个示例展示了如何构建更小的Java镜像。
为什么需要多步构建?
为Java应用构建Docker镜像意味着编译源代码以及打包目标代码。开发者通常会使用Maven或者Gradle来构建JAR或WAR文件。若使用Maven镜像作为基础镜像来构建Java应用，则需要下载所有Maven依赖。下载的JAR包数目由pm.xml决定，有可能会非常多。这样的话，生成的Docker镜像中将留下太多多余的文件。
下面为示例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是基础镜像 - 将源代码拷贝到镜像中
- Maven用于构建应用
- 下载并安装WildFly
- 将生成的.war文件拷贝到WildFly的
deployments目录 - 启动WildFly
这个Dockefile存在这些问题：
- 使用
Maven作为基础镜像的话，还需要安装和配置WildFly。 - 构建应用时需要下载很多Maven依赖，它们会继续留在镜像中，但是运行应用时并不需要它们。这导致了镜像过大。
- 修改WildFly版本则需要修改Dockerfile，并重新构建镜像。如果直接使用WildFly镜像作为基础镜像，情况会简单很多。
- 打包应用之前，需要进行单元测试，那么，测试的依赖也需要留在生成的镜像中，这其实是没必要的。
当然，也可以采用其他方式构建Docker镜像。比如，可以将Dockerfile拆分为两个。第一个Dockerfile以Maven镜像为基础镜像，用于构建应用，并将构建好的.war文件通过数据卷(volume)复制到共享的目录；第二个Dockerfile以WildFly镜像作为基础镜像，从数据卷将.war文件拷贝出来就好了。这个方法也是有问题的，因为需要维护多个Dockerfile，并且通过数据卷拷贝文件也不方便。
什么是Docker多步构建？
多步构建(multi-stage build)允许在Dockerfile中使用多个FROM指令。两个FROM指令之间的所有指令会生产一个中间镜像，最后一个FROM指令之后的指令将生成最终镜像。中间镜像中的文件可以通过COPY --from=指令拷贝，其中image-number为镜像编号，0为第一个基础镜像。没有被拷贝的文件都不会存在于最终生成的镜像，这样可以减小镜像大小。
FROM指令可以使用as 来指定步骤名称(stage name):
FROM maven:3.5-jdk-8 as BUILD
这样的话，COPY指令的--from选项可以使用步骤名称代替镜像编号。
下面为示例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:
- 一共有两个
FROM指令，因此为两步构建。 -
maven:3.5-jdk-8是第一步构建的基础镜像。这一步用于构建应用的WAR文件。这一步的名称为build。 -
jboss/wildfly:10.1.0.Final是第二步构建的基础镜像。第一步构建的WAR文件通过COPY --from指令拷贝到WildFly的deloyments目录。
Docker多步构建有什么好处？
- 仅需要一个Dockerfile来定义整个构建过程。这样，不需要定义多个Dockerfile，也不需要使用数据卷来拷贝文件。
- 可以为最终镜像选择合适的基础镜像，来满足生产环境的需求，这样可以有效减小最终镜像的大小。另外，构建步骤的多余文件都被丢弃了。
- 使用官方的WildFly镜像作为生产镜像的基础镜像，而不是手动安装和配置WildFly。这样，WildFly升级时将非常方便。
********注：********Docker多步构建正在开发中，还没有正式发布。可以通过 curl -fsSL https://test.docker.com/ | sh命令安装最新的测试版Docker试用多步构建。
使用第一个Dockerfile构建的镜像为816MB，而使用多步构建的话，镜像只有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，使用多步构建可以有效减小镜像大小。
查看PR #31257，有更加详细的讨论。
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