精简Docker镜像的方法有哪些

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这篇文章主要为大家展示了“精简 Docker 镜像的方法有哪些”,内容简而易懂,条理清晰,希望能够帮助大家解决疑惑,下面让丸趣 TV 小编带领大家一起研究并学习一下“精简 Docker 镜像的方法有哪些”这篇文章吧。

精简 Docker 镜像大小的必要性

Docker 镜像由很多镜像层(Layers)组成(最多 127 层),镜像层依赖于一系列的底层技术,比如文件系统 (filesystems)、写时复制(copy-on-write)、联合挂载(union mounts) 等技术,你可以查看 Docker 社区文档以了解更多有关 Docker 存储驱动的内容,这里就不再赘述技术细节。总的来说,Dockerfile 中的每条指令都会创建一个镜像层,继而会增加整体镜像的尺寸。

下面是精简 Docker 镜像尺寸的好处:

1、减少构建时间

2、减少磁盘使用量

3、减少下载时间

4、因为包含文件少,攻击面减小,提高了安全性

5、提高部署速度

五点建议减小 Docker 镜像尺寸

优化基础镜像

优化基础镜像的方法就是选用合适的更小的基础镜像,常用的 Linux 系统镜像一般有 Ubuntu、CentOs、Alpine,其中 Alpine 更推荐使用。大小对比如下:

lynzabo@ubuntu ~/s docker images
REPOSITORY        TAG             IMAGE ID            CREATED             SIZE
ubuntu            latest        74f8760a2a8b        8 days ago          82.4MB
alpine            latest        11cd0b38bc3c        2 weeks ago         4.41MB
centos              7           49f7960eb7e4        7 weeks ago         200MB
debian            latest        3bbb526d2608        8 days ago          101MB
lynzabo@ubuntu ~/s

Alpine 是一个高度精简又包含了基本工具的轻量级 Linux 发行版,基础镜像只有 4.41M,各开发语言和框架都有基于 Alpine 制作的基础镜像,强烈推荐使用它。

查看上面的镜像尺寸对比结果,你会发现最小的镜像也有 4.41M,那么有办法构建更小的镜像吗?答案是肯定的,例如  gcr.io/google_containers/pause-amd64:3.1  镜像仅有 742KB。为什么这个镜像能这么小?在为大家解密之前,再推荐两个基础镜像:

 scratch 镜像  

scratch 是一个空镜像,只能用于构建其他镜像,比如你要运行一个包含所有依赖的二进制文件,如 Golang 程序,可以直接使用 scratch 作为基础镜像。现在给大家展示一下上文提到的 Google pause 镜像 Dockerfile:

FROM scratch
ARG ARCH
ADD bin/pause-${ARCH} /pause
ENTRYPOINT [/pause]

Google pause 镜像使用了 scratch 作为基础镜像,这个镜像本身是不占空间的,使用它构建的镜像大小几乎和二进制文件本身一样大,所以镜像非常小。当然在我们的 Golang 程序中也会使用。对于一些 Golang/ C 程序,可能会依赖一些动态库,你可以使用自动提取动态库工具,比如 ldd、linuxdeployqt 等提取所有动态库,然后将二进制文件和依赖动态库一起打包到镜像中。

 busybox 镜像

scratch 是个空镜像,如果希望镜像里可以包含一些常用的 Linux 工具,busybox 镜像是个不错选择,镜像本身只有 1.16M,非常便于构建小镜像。

串联 Dockerfile 指令

大家在定义 Dockerfile 时,如果太多的使用 RUN 指令,经常会导致镜像有特别多的层,镜像很臃肿,而且甚至会碰到超出最大层数(127 层)限制的问题,遵循 Dockerfile 最佳实践,我们应该把多个命令串联合并为一个 RUN(通过运算符 和 /  来实现),每一个 RUN 要精心设计,确保安装构建最后进行清理,这样才可以降低镜像体积,以及最大化的利用构建缓存。

下面是一个优化前 Dockerfile:

FROM ubuntu

ENV VER     3.0.0  
ENV TARBALL http://download.redis.io/releases/redis-$VER.tar.gz  
# == Install curl and helper tools...
RUN apt-get update  
RUN apt-get install -y  curl make gcc  
# == Download, compile, and install...
RUN curl -L $TARBALL | tar zxv  
WORKDIR  redis-$VER  
RUN make  
RUN make install  
#...
# == Clean up...
WORKDIR /  
RUN apt-get remove -y --auto-remove curl make gcc  
RUN apt-get clean  
RUN rm -rf /var/lib/apt/lists/*  /redis-$VER  
#...
CMD [redis-server]

构建镜像,名称叫  test/test:0.1。

我们对 Dockerfile 做优化,优化后 Dockerfile:

FROM ubuntu

ENV VER     3.0.0  
ENV TARBALL http://download.redis.io/releases/redis-$VER.tar.gz

RUN echo == Install curl and helper tools...   \  
   apt-get update                       \
   apt-get install -y  curl make gcc   \
   echo == Download, compile, and install...   \
   curl -L $TARBALL | tar zxv   \
   cd redis-$VER               \
   make                         \
   make install                 \
   echo == Clean up...   \
   apt-get remove -y --auto-remove curl make gcc   \
   apt-get clean                                   \
   rm -rf /var/lib/apt/lists/*  /redis-$VER
#...
CMD [redis-server]

构建镜像,名称叫  test/test:0.2。

对比两个镜像大小:

root@k8s-master:/tmp/iops# docker images
REPOSITORY       TAG           IMAGE ID            CREATED             SIZE
test/test        0.2         58468c0222ed        2 minutes ago       98.1MB
test/test        0.1         e496cf7243f2        6 minutes ago       307MB
root@k8s-master:/tmp/iops#

可以看到,将多条 RUN 命令串联起来构建的镜像大小是每条命令分别 RUN 的三分之一。

提示:为了应对镜像中存在太多镜像层,Docker 1.13 版本以后,提供了一个压扁镜像功能,即将 Dockerfile 中所有的操作压缩为一层。这个特性还处于实验阶段,Docker 默认没有开启,如果要开启,需要在启动 Docker 时添加 -experimental 选项,并在 Docker build 构建镜像时候添加 –squash。我们不推荐使用这个办法,请在撰写 Dockerfile 时遵循最佳实践编写,不要试图用这种办法去压缩镜像。

使用多阶段构建

Dockerfile 中每条指令都会为镜像增加一个镜像层,并且你需要在移动到下一个镜像层之前清理不需要的组件。实际上,有一个 Dockerfile 用于开发(其中包含构建应用程序所需的所有内容)以及一个用于生产的瘦客户端,它只包含你的应用程序以及运行它所需的内容。这被称为“建造者模式”。Docker 17.05.0-ce 版本以后支持多阶段构建。使用多阶段构建,你可以在 Dockerfile 中使用多个 FROM 语句,每条 FROM 指令可以使用不同的基础镜像,这样您可以选择性地将服务组件从一个阶段 COPY 到另一个阶段,在最终镜像中只保留需要的内容。

下面是一个使用 COPY –from  和  FROM … AS …  的 Dockerfile:

# Compile
FROM golang:1.9.0 AS builder
WORKDIR /go/src/v9.git...com/.../k8s-monitor
COPY . .
WORKDIR /go/src/v9.git...com/.../k8s-monitor
RUN make build
RUN mv k8s-monitor /root

# Package
# Use scratch image
FROM scratch
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /root .
EXPOSE 8080
CMD [/root/k8s-monitor]

构建镜像,你会发现生成的镜像只有上面 COPY  指令指定的内容,镜像大小只有 2M。这样在以前使用两个 Dockerfile(一个 Dockerfile 用于开发和一个用于生产的瘦客户端),现在使用多阶段构建就可以搞定。

构建业务服务镜像技巧

Docker 在 build 镜像的时候,如果某个命令相关的内容没有变化,会使用上一次缓存(cache)的文件层,在构建业务镜像的时候可以注意下面两点:

1、不变或者变化很少的体积较大的依赖库和经常修改的自有代码分开;

2、因为 cache 缓存在运行 Docker build 命令的本地机器上,建议固定使用某台机器来进行 Docker build,以便利用 cache。

下面是构建 Spring Boot 应用镜像的例子,用来说明如何分层。其他类型的应用,比如 Java WAR 包,Nodejs 的 npm 模块等,可以采取类似的方式。

1、在 Dockerfile 所在目录,解压缩 maven 生成的 jar 包

$ unzip  path-to-app-jar .jar -d app

2、Dockerfile 我们把应用的内容分成 4 个部分 COPY 到镜像里面:其中前面 3 个基本不变,第 4 个是经常变化的自有代码。最后一行是解压缩后,启动 spring boot 应用的方式。

FROM openjdk:8-jre-alpine

LABEL maintainer opl-xws@xiaomi.com
COPY app/BOOT-INF/lib/ /app/BOOT-INF/lib/
COPY app/org /app/org
COPY app/META-INF /app/META-INF
COPY app/BOOT-INF/classes /app/BOOT-INF/classes
EXPOSE 8080
CMD [/usr/bin/java , -cp , /app , org.springframework.boot.loader.JarLauncher]

这样在构建镜像时候可大大提高构建速度。

其他优化办法

当然,除了以上 4 类办法外,还有其他优化办法可以精简镜像;

1. RUN 命令中执行 apt、apk 或者 yum 类工具技巧

如果在 RUN 命令中执行 apt、apk 或者 yum 类工具,可以借助这些工具提供的一些小技巧来减少镜像层数量及镜像大小。举几个例子:

(1)在执行 apt-get install -y  时增加选项— no-install-recommends ,可以不用安装建议性(非必须)的依赖,也可以在执行 apk add  时添加选项 –no-cache  达到同样效果;

(2)执行 yum install -y  时候,可以同时安装多个工具,比如 yum install -y gcc gcc-c++ make …。将所有 yum install  任务放在一条 RUN 命令上执行,从而减少镜像层的数量;

(3)组件的安装和清理要串联在一条指令里面,如  apk –update add php7 rm -rf /var/cache/apk/* ,因为 Dockerfile 的每条指令都会产生一个文件层,如果将 apk add … 和  rm -rf …  命令分开,清理无法减小 apk 命令产生的文件层的大小。Ubuntu 或 Debian 可以使用  rm -rf /**var**/lib/apt/lists/*  清理镜像中缓存文件;CentOS 等系统使用 yum clean all  命令清理。

2. 压缩镜像

Docker 自带的一些命令还能协助压缩镜像,比如  export  和  import

$ docker run -d test/test:0.2
$ docker export 747dc0e72d13 | docker import - test/test:0.3

使用这种方式需要先将容器运行起来,而且这个过程中会丢失镜像原有的一些信息,比如:导出端口,环境变量,默认指令。

查看这两个镜像 history 信息,如下,可以看到 test/test:0.3  丢失了所有的镜像层信息:

root@k8s-master:/tmp/iops# docker history test/test:0.3
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6fb3f00b7a72        15 seconds ago                          84.7MB              Imported from -
root@k8s-master:/tmp/iops# docker history test/test:0.2
IMAGE               CREATED             CREATED BY                                      SIZE                COMMENT
58468c0222ed        2 hours ago         /bin/sh -c #(nop)  CMD [redis-server]         0B      
1af7ffe3d163        2 hours ago         /bin/sh -c echo == Install curl and helper…   15.7MB  
8bac6e733d54        2 hours ago         /bin/sh -c #(nop)  ENV TARBALL=http://downlo…   0B      
793282f3ef7a        2 hours ago         /bin/sh -c #(nop)  ENV VER=3.0.0                0B      
74f8760a2a8b        8 days ago          /bin/sh -c #(nop)  CMD [/bin/bash]            0B      
missing           8 days ago          /bin/sh -c mkdir -p /run/systemd echo do…   7B
missing           8 days ago          /bin/sh -c sed -i s/^#\s*\(deb.*universe\)$…   2.76kB
missing           8 days ago          /bin/sh -c rm -rf /var/lib/apt/lists/*          0B
missing           8 days ago          /bin/sh -c set -xe   echo #!/bin/sh /…   745B    
missing           8 days ago          /bin/sh -c #(nop) ADD file:5fabb77ea8d61e02d…   82.4MB  
root@k8s-master:/tmp/iops#

以上是“精简 Docker 镜像的方法有哪些”这篇文章的所有内容,感谢各位的阅读!相信大家都有了一定的了解,希望分享的内容对大家有所帮助,如果还想学习更多知识,欢迎关注丸趣 TV 行业资讯频道!

正文完
 
丸趣
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