Docker multi-stage build机制

摘要： 随着17.05版本的发布，Docker对于镜像构建这块也作了一项重要更新，那就是 multi-stage build（多阶段构建），这对于长期因为构建镜像太大而困扰的小伙伴们来说真是雪中送炭。

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随着17.05版本的发布，Docker对于镜像构建这块也作了一项重要更新，那就是 multi-stage build（多阶段构建），这对于长期因为构建镜像太大而困扰的小伙伴们来说真是雪中送炭。

不支持多阶段构建

在17.05版本之前，我们构建Docker镜像时，通常会采用两种方式：

• 将所有的构建过程编写在同一个Dockerfile中，包括项目及其依赖库的编译、测试、打包等流程，这里可能会带来的一些问题：

  1. Dockerfile特别臃肿
  2. 镜像层次特别深
  3. 存在源码泄露的风险

• 稍微优雅的一种方式，就是我们事先在外部将项目及其依赖库编译测试打包好后，再将其拷贝到构建目录中，这种虽然可以很好地规避第一种方式存在的风险点，但仍需要我们编写两套Dockerfile或者一些脚本才能将其两个阶段自动整合起来

这里以一个简单的JAVA项目镜像构建为例来说明这两种构建方式，该项目仅仅包含一个App.java类：

public class App {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, multi-stage build...");
    }

}

• 采用最简单的方式

FROM dojomadness/alpine-jdk8-maven:latest

# add pom.xml and source code
ADD ./pom.xml pom.xml
ADD ./src src/

# package jar and remove source code and temporary class files
RUN mvn clean package && cp -f target/msb-1.0.jar msb.jar && rm -rf pom.xml src/ target/

# run jar
CMD ["java", "-jar", "msb.jar"]

这里是将所有的构建流程都编写在同一个Dockerfile中，但为了尽可能地减小镜像层次，我们将多个执行命令合并到同一个RUN指令中，同时我们需要自行清理掉源码目录文件以及编译后的临时目录文件，以防止源码泄露。

• 采用稍优雅的方式

这里我们需要分为两个阶段：
1）编译打包 Dockerfile.2.1

FROM maven:3.5.0-jdk-8-alpine

# add pom.xml and source code
ADD ./pom.xml pom.xml
ADD ./src src/

# package jar
RUN mvn clean package

2）构建镜像 Dockerfile.2.2

From openjdk:8-jre-alpine

# copy jar
COPY ./msb.jar msb.jar

# run jar
CMD ["java", "-jar", "msb.jar"]

3）整合两个构建阶段 build.sh

#!/bin/bash

# First stage: complete build environment
docker build -t msb:build -f Dockerfile.2.1 .
# create temporary container
docker create --name extract msb:build
# extract jar
docker cp extract:/target/msb-1.0.jar ./msb.jar
# remove temporary container
docker rm -f extract

# Second stage: minimal runtime environment
docker build --no-cache -t msb:build-2 -f Dockerfile.2.2 .

# remove local jar
rm -rf ./msb.jar

这里我们编写了两个Dockerfile和一个Shell脚本，通过两阶段将最终镜像构建出来，但可预见的一个问题是，假若有多个项目彼此关联和依赖，就需要我们维护多个Dockerfile，或者需要编写更复杂的build.sh脚本，导致后期维护成本很高。

支持多阶段构建

在Docker 17.05 多阶段构建推出之后，我们就可以很容易规避前面遇到的这些问题，并且只需要维护一个Dockerfile即可：

# First stage: complete build environment
FROM maven:3.5.0-jdk-8-alpine AS builder
# add pom.xml and source code
ADD ./pom.xml pom.xml
ADD ./src src/
# package jar
RUN mvn clean package

# Second stage: minimal runtime environment
From openjdk:8-jre-alpine
# copy jar from the first stage
COPY --from=builder target/msb-1.0.jar msb.jar
# run jar
CMD ["java", "-jar", "msb.jar"]

对于上面的Dockerfile是不是很熟悉，它仅仅是将第二种方式中的两个Dockerfile合并到同一个Dockerfile中，同时在构建过程中自动帮您完成了build.sh的流程。

对于multi-stage build，其关键点主要有两点：

• 在前面阶段的FROM指令后面增加了一个AS参数，可为该构建阶段命名，便于后续构建阶段引用，格式如下：

FROM image[:tag | @digest] AS stage

• 在后续阶段的COPY指令后面增加了--from参数，指明引用前面哪一个构建阶段的成果，格式如下：

COPY --from=stage ...

同理，多阶段构建同样可以很方便地将多个彼此依赖的项目通过一个Dockerfile就可轻松构建出期望的容器镜像，而不用担心镜像太大、源码泄露等风险。