利用 Docker 19.03 以上版本引入的插件 buildx[4],可以很轻松地构建多平台 Docker 镜像。buildx 是 docker build ...
命令的下一代替代品,它利用 BuildKit[5] 的全部功能扩展了 docker build
的功能。
要想使用 buildx
,首先要确保 Docker 版本不低于 19.03
,同时还要通过设置环境变量 DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL
来启用。可以通过下面的命令来为当前终端启用 buildx 插件:
export DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL=enabled
验证是否开启:
docker buildx version
注:如果在系统上设置环境变量DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL不生效(比如Arch Linux),可以通过源代码编译:
export DOCKER_BUILDKIT=1
docker build --platform=local -o . git://github.com/docker/buildx
mkdir -p ~/.docker/cli-plugins && mv buildx ~/.docker/cli-plugins/docker-buildx
如果你使用的是 Docker 桌面版(MacOS 和 Windows),默认已经启用了 binfmt_misc
,可以跳过这一步。
如果你使用的是 Linux,需要手动启用 binfmt_misc
。大多数 Linux 发行版都很容易启用,不过还有一个更容易的办法,直接运行一个特权容器,容器里面写好了设置脚本:
docker run --rm --privileged docker/binfmt:66f9012c56a8316f9244ffd7622d7c21c1f6f28d
CentOS用户建议Linux内核升级到4.x以上。
验证binfmt_misc是否开启:
ls -al /proc/sys/fs/binfmt_misc/
total 0
drwxr-xr-x 2 root root 0 4月 28 20:19 .
dr-xr-xr-x 1 root root 0 4月 28 18:44 ..
-rw-r--r-- 1 root root 0 4月 28 20:19 qemu-aarch64
-rw-r--r-- 1 root root 0 4月 28 20:19 qemu-arm
-rw-r--r-- 1 root root 0 4月 28 20:19 qemu-ppc64le
-rw-r--r-- 1 root root 0 4月 28 20:19 qemu-s390x
--w------- 1 root root 0 4月 28 20:19 register
-rw-r--r-- 1 root root 0 4月 28 20:19 status
验证是否启用了相应的处理器:
cat /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-aarch64
enabled
interpreter /usr/bin/qemu-aarch64
flags: OCF
offset 0
magic 7f454c460201010000000000000000000200b7
mask ffffffffffffff00fffffffffffffffffeffff
Docker默认会使用不支持多CPU架构的构建器,需要手动切换。
先创建一个新的构建器:
docker buildx create --use --name mybuilder #创建新的构建器
docker buildx inspect mybuilder --bootstrap #启动构建器
创建的多平台构建器如下:
[+] Building 118.9s (1/1) FINISHED
=> [internal] booting buildkit 118.8s
=> => pulling image moby/buildkit:buildx-stable-1 117.6s
=> => creating container buildx_buildkit_mybuilder0 1.3s
Name: mybuilder
Driver: docker-container
Nodes:
Name: mybuilder0
Endpoint: unix:///var/run/docker.sock
Status: running
Platforms: linux/amd64, linux/amd64/v2, linux/amd64/v3, linux/arm64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6
查看当前使用的构建器及构建器支持的 CPU 架构,可以看到支持很多 CPU 架构:
docker buildx ls
NAME/NODE DRIVER/ENDPOINT STATUS PLATFORMS
mybuilder * docker-container
mybuilder0 unix:///var/run/docker.sock running linux/amd64, linux/amd64/v2, linux/amd64/v3, linux/arm64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6
default docker
default default running linux/amd64, linux/386, linux/arm64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/arm/v7, linux/arm/v6
简单的 golang 程序源码:
gedit ./hello.go
package main
import (
"fmt"
"runtime"
)
func main() {
fmt.Printf("Hello, %s!\n", runtime.GOARCH)
}
创建一个 Dockerfile 将该应用容器化:
gedit Dockerfile
FROM golang:alpine AS builder
RUN mkdir /app
ADD . /app/
WORKDIR /app
RUN go build -o hello .
FROM alpine
RUN mkdir /app
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/hello .
CMD ["./hello"]
这是一个多阶段构建 Dockerfile,使用 Go 编译器来构建应用,并将构建好的二进制文件拷贝到 alpine 镜像中。
现在就可以使用 buildx 构建一个支持 arm、arm64 和 amd64 多架构的 Docker 镜像了,同时将其推送到 Docker Hub[6]:
docker buildx build -t pgf/hello-arch --platform=linux/arm,linux/arm64,linux/amd64 . --push
现在就可以通过 docker pull pgf/hello-arch
拉取刚刚创建的镜像了,Docker 将会根据你的 CPU 架构拉取匹配的镜像。
背后的原理也很简单,之前已经提到过了,buildx 会通过 QEMU
和 binfmt_misc
分别为 3 个不同的 CPU 架构(arm,arm64 和 amd64)构建 3 个不同的镜像。构建完成后,就会创建一个 manifest list[7],其中包含了指向这 3 个镜像的指针。
如果想将构建好的镜像保存在本地,可以将 type
指定为 docker
,但必须分别为不同的 CPU 架构构建不同的镜像,不能合并成一个镜像,即:
docker buildx build -t yangchuansheng/hello-arch --platform=linux/arm -o type=docker .
docker buildx build -t yangchuansheng/hello-arch --platform=linux/arm64 -o
type=docker .
docker buildx build -t yangchuansheng/hello-arch --platform=linux/amd64 -o type=docker .
由于之前已经启用了 binfmt_misc
,现在我们就可以运行任何 CPU 架构的 Docker 镜像了,因此可以在本地系统上测试之前生成的 3 个镜像是否有问题。
首先列出每个镜像的 digests
:
docker buildx imagetools inspect yangchuansheng/hello-arch
Name: docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest
MediaType: application/vnd.docker.distribution.manifest.list.v2+json
Digest: sha256:ec55f5ece9a12db0c6c367acda8fd1214f50ee502902f97b72f7bff268ebc35a
Manifests:
Name: docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:38e083870044cfde7f23a2eec91e307ec645282e76fd0356a29b32122b11c639
MediaType: application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json
Platform: linux/arm/v7
Name: docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:de273a2a3ce92a5dc1e6f2d796bb85a81fe1a61f82c4caaf08efed9cf05af66d
MediaType: application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json
Platform: linux/arm64
Name: docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:8b735708d7d30e9cd6eb993449b1047b7229e53fbcebe940217cb36194e9e3a2
MediaType: application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json
Platform: linux/amd64
运行每一个镜像并观察输出结果:
docker run --rm docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:38e083870044cfde7f23a2eec91e307ec645282e76fd0356a29b32122b11c639
Hello, arm!
docker run --rm docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:de273a2a3ce92a5dc1e6f2d796bb85a81fe1a61f82c4caaf08efed9cf05af66d
Hello, arm64!
docker run --rm docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:8b735708d7d30e9cd6eb993449b1047b7229e53fbcebe940217cb36194e9e3a2
Hello, amd64!
参考链接:
跨平台构建 Docker 镜像新姿势,x86、arm 一把梭 - 云+社区 - 腾讯云
[1]
QEMU: https://www.wikiwand.com/zh-hans/QEMU
[2]
binfmt_misc: https://en.wikipedia.org/wiki/Binfmt_misc
[3]
chroot: https://en.wikipedia.org/wiki/Chroot
[4]
buildx: https://github.com/docker/buildx
[5]
BuildKit: https://github.com/moby/buildkit
[6]
Docker Hub: https://hub.docker.com/
[7]
manifest list: https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/manifest/
[8]
Building Multi-Arch Images for Arm and x86 with Docker Desktop: https://engineering.docker.com/2019/04/multi-arch-images/
[9]
Getting started with Docker for Arm on Linux: https://engineering.docker.com/2019/06/getting-started-with-docker-for-arm-on-linux/
[10]
Leverage multi-CPU architecture support: https://docs.docker.com/docker-for-mac/multi-arch/
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