快速上手 Docker 最新 WebAssembly 技术预览版

本文为译文,原文见:https://nigelpoulton.com/getting-started-with-docker-and-wasm/
轻松体验 Docker 和 Wasm ——编写一个应用,将其编译为 Wasm,将其打包为 OCI 镜像,将之存储在 Docker Hub 中,使用 Docker 运行它......

Docker 最近发布了支持 WebAssembly 的 Docker Desktop 技术预览版。 他们还宣布了 Docker Hub 对 WebAssembly artifacts 的支持。

因为我觉得 WebAssembly 非常有意思,所以我想我应该把它们都试一试,然后写一篇文章来帮助其他任何想亲身体验 Docker 和 Wasm 的人。

快速上手 Docker 最新 WebAssembly 技术预览版_第1张图片

宏观视角

WebAssembly (又称 Wasm) 创建非常小、非常快的二进制文件,这些二进制文件在任何地方的安全沙箱中执行,只要有一个 WebAssembly Runtime。说实话……它们比容器更小、更快、更安全,而且更加跨平台—— 这话是我说的,我承认我是容器的超级粉丝。

关于体积大小的例子,Michael Yuan 最近分享了有着完整的 HTTP 服务器 + MySQL 客户端“app服务器”,只有 2MB!其他人也分享了 Size 更小的 Example。

无论如何,WebAssembly 正成为云原生领域的一件大事,而 Docker 也想在此有一席之地。

体验 Docker 和 Wasm

我将一步一步带领你编写一个 hello world Wasm 应用,将其打包为 OCI 镜像以及推送到 Docker Hub,并使用 Docker 运行它。如果你想跟我一起做,你需要做下面两个准备,但如果你只是想阅读,那也没关系。

  • Docker Desktop
  • Rust 编程语言

可以从此页面上的链接安装 Docker Desktop 技术预览版,并从这里安装 Rust。Docker Desktop 和 Rust 安装后,我们将完成以下步骤:

  1. 配置 Rust 将代码编译成 Wasm
  2. 编写 app
  3. 将 app 编译成 Wasm 二进制文件
  4. 将 app 打包成 OCI 镜像
  5. 将镜像推送到 Docker Hub
  6. 使用 Docker 运行 Wasm app

下文的所有任务都将使用命令行执行。 你会需要 Docker Desktop 和 Rust 。

配置 Rust 将代码编译成 Wasm

运行下面的 rustup 命令,安装 wasm32-wasi target。这样 Rust 就可以将源代码编译成 Wasm 二进制文件。

rustup target add wasm32-wasi

如果你运行 rustup target list ,发现 wasm32-wasi (installed) 出现在列表里, Rust 就配置好了,你就可以创建这个app了。

写 app

运行以下命令来构建一个简单的 Rust app。 它将创建一个简单的 Hello World 应用 hello-docker/src/main.rs

cargo new hello-docker

检查 hello-docker/src/main.rs 文件并更改打印到屏幕上的文字。 我更改为打印“Hello, Docker Hub!” 了。如下。

fn main() {
    println!("Hello, Docker Hub!");
}

此时,Rust app 已编写好,并可以编译为 Wasm 二进制文件了。

将 app 编译为一个 Wasm 二进制码

运行以下 cargo 命令将 Rust app 为 wasm32-wasi 二进制文件。 这将创建一个 Wasm 字节码二进制文件,它可以在任何有 WebAssembly 运行时的系统上运行。

cargo 命令作为 Rust 的一部分已经安装。 它还知道在哪里可以找到源代码以及如何将其编译为 Wasm 二进制文件。

cargo build --target wasm32-wasi --release

该命令将 hello-docker.wasm Wasm 二进制文件输出到 hello-docker/target/wasm32-wasi/release 文件夹中。

我们将在接下来的步骤中借助 Docker 执行它。 然而,在此之前,我们会将其构建到 OCI 镜像中,以便它可以存储在 Docker Hub 中并由 Docker 执行。

将 Wasm app 构建到 OCI 镜像中

Docker 可以将 Wasm 模块打包到 OCI 镜像中( Docker 镜像的别名)。

现在执行此操作的方式感觉有点过时,我希望将来会有所改变。 但是,你从一个临时基础镜像开始,复制 Wasm 模块,并将程序设置为作为 Wasm 二进制文件执行。

以下的 Dockerfile 对此进行了描述。 在你的当前目录中创建它(你应该在你的 hello-docker 目录中)。

FROM scratch
COPY ./target/wasm32-wasi/release/hello-docker.wasm /hello-docker.wasm
ENTRYPOINT [ "hello-docker.wasm" ]

创建 Dockerfile 后,运行以下命令来构建镜像。 该命令假定你与 Dockerfile 位于同一目录中。

docker buildx build --platform wasi/wasm32 -t docker-wasm:0.1 .

--platform wasi/wasm32 flag 将镜像的目标操作系统设置为 wasi 并将目标架构设置为 wasm32。 -t docker-wasm:0.1 标记/命名镜像“docker-wasm:0.1”,最后的句点告诉 Docker 使用当前目录中的 Dockerfile。

运行以下命令以验证新镜像是否存在。

docker image ls

REPOSITORY      TAG    IMAGE ID        CREATED   SIZE
docker-wasm     0.1    6b43e0bdf164    2 mins    501kB

此时 Wasm app 被打包在了一个 OCI 镜像。

将 Wasm 应用推送到 Docker Hub

这是一个可选步骤。 如果你不打算使用 Docker Hub,请跳过。 但是,如果执行此步骤,则需要一个 Docker ID。 它们是免费的,如果想认真学习和使用 Docker,它们就很重要。

运行以下命令以使用你自己的 Docker ID 标记镜像,以便你可以将其推送到自己的 Docker Hub 存储库。 我的 Docker ID 是 nigelpoulton,所以我将运行下面的命令。

docker image tag docker-wasm:0.1 nigelpoulton/docker-wasm:0.1

使用标记有你的 Docker ID 的镜像,运行以下命令将其推送到 Docker Hub。 请记住替换成自己的 Docker ID。 我第一次尝试时失败了,我不得不执行手动 docker login 并再次运行命令。

docker image push nigelpoulton/docker-wasm:0.1

6b43e0bdf164: Pushed
33b9d7fa88a0: Pushed
4c601df9af6e: Pushed
0.1: digest: sha256:6b43...31f8, size: 526

此时 Wasm 应用被打包为 OCI 镜像并托管在 Docker Hub 上。 注意 OS/ARCH 和 SIZE 字段。

使用 Docker 运行 Wasm app

在撰写本文时,你需要 Docker Desktop 的技术预览版才能完成此步骤。 你可以在这篇文章中找到下载链接。

运行以下命令告诉 Docker 运行打包在 OCI 镜像中的 Wasm app。 为了可读性,它是一个打包在多行上的单个命令。

docker container run --rm --name=dockerwasm \
  --runtime=io.containerd.wasmedge.v1 \
  --platform=wasi/wasm32 \
  nigelpoulton/docker-wasm:0.1

flag 是 Docker 如何告诉 containerd 使用 runwasi containerd shim ,它使用 WasmEdge 运行打包在镜像中 Wasm 模块。

输出如下。

Hello, Docker Hub!

恭喜。 你成功使用 Docker 构建、共享和运行了 Wasm app!

总结

现在还是非常早期的阶段,写作本文时(2022 年 11 月),有些内容也许会过时。 实现细节会有变化,一些 CLI flag 也会改变。 例如,--platform=wasi/wasm32 已经计划更改为 wasi/wasm

然而,方向很明确,并且能够使用熟悉的 Docker 工具和技能去创建 WebAssembly app 是意义重大的

我也确信这只是 Docker 和 Wasm 的宏伟前景的很小一步!

如果你觉得 WasmEdge 还不错,别忘了给我们一个 star

https://github.com/WasmEdge/WasmEdge

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