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title: Docker 的多阶段构建
date: 2018-02-04
publishdate: 2018-02-04
tags: ["docker", "alpine"]
keywords: ["kubernetes", "docker", "golang", "服务"]
slug: multi-stage-build-for-docker
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category: "docker"
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`Docker`的口号是 **Build,Ship,and Run Any App,Anywhere**，在我们使用 Docker 的大部分时候，的确能感觉到其优越性，但是往往在我们 Build 一个应用的时候，是将我们的源代码也构建进去的，这对于类似于 golang 这样的编译型语言肯定是不行的，因为实际运行的时候我只需要把最终构建的二进制包给你就行，把源码也一起打包在镜像中，需要承担很多风险，即使是脚本语言，在构建的时候也可能需要使用到一些上线的工具，这样无疑也增大了我们的镜像体积。

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## 示例
比如我们现在有一个最简单的 golang 服务，需要构建一个最小的`Docker` 镜像，源码如下：
```golang
package main
import (
    "github.com/gin-gonic/gin"
    "net/http"
)
func main() {
    router := gin.Default()
    router.GET("/ping", func(c *gin.Context) {
        c.String(http.StatusOK, "PONG")
    })
    router.Run(":8080")
}
```

## 解决方案
我们最终的目的都是将最终的可执行文件放到一个最小的镜像(比如`alpine`)中去执行，怎样得到最终的编译好的文件呢？基于 `Docker` 的指导思想，我们需要在一个标准的容器中编译，比如在一个 Ubuntu 镜像中先安装编译的环境，然后编译，最后也在该容器中执行即可。

但是如果我们想把编译后的文件放置到 `alpine` 镜像中执行呢？我们就得通过上面的 Ubuntu 镜像将编译完成的文件通过 `volume` 挂载到我们的主机上，然后我们再将这个文件挂载到 `alpine` 镜像中去。

这种解决方案理论上肯定是可行的，但是这样的话在构建镜像的时候我们就得定义两步了，第一步是先用一个通用的镜像编译镜像，第二步是将编译后的文件复制到 `alpine` 镜像中执行，而且通用镜像编译后的文件在 `alpine` 镜像中不一定能执行。

定义编译阶段的 `Dockerfile`：(保存为**Dockerfile.build**)
```Dockerfile
FROM golang
WORKDIR /go/src/app
ADD . /go/src/app
RUN go get -u -v github.com/kardianos/govendor
RUN govendor sync
RUN GOOS=linux GOARCH=386 go build -v -o /go/src/app/app-server
```

定义`alpine`镜像：(保存为**Dockerfile.old**)
```Dockerfile
FROM alpine:latest
RUN apk add -U tzdata
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai  /etc/localtime
WORKDIR /root/
COPY app-server .
CMD ["./app-server"]
```

根据我们的执行步骤，我们还可以简单定义成一个脚本：(保存为**build.sh**)
```shell
#!/bin/sh
echo Building cnych/docker-multi-stage-demo:build

docker build -t cnych/docker-multi-stage-demo:build . -f Dockerfile.build

docker create --name extract cnych/docker-multi-stage-demo:build
docker cp extract:/go/src/app/app-server ./app-server
docker rm -f extract

echo Building cnych/docker-multi-stage-demo:old

docker build --no-cache -t cnych/docker-multi-stage-demo:old . -f Dockerfile.old
rm ./app-server
```
当我们执行完上面的构建脚本后，就实现了我们的目标。

## 多阶段构建
有没有一种更加简单的方式来实现上面的镜像构建过程呢？**Docker 17.05**版本以后，官方就提供了一个新的特性：`Multi-stage builds`（多阶段构建）。
使用多阶段构建，你可以在一个 `Dockerfile` 中使用多个 FROM 语句。每个 FROM 指令都可以使用不同的基础镜像，并表示开始一个新的构建阶段。你可以很方便的将一个阶段的文件复制到另外一个阶段，在最终的镜像中保留下你需要的内容即可。

我们可以调整前面一节的 `Dockerfile` 来使用多阶段构建：(保存为**Dockerfile**)
```Dockerfile
FROM golang AS build-env
ADD . /go/src/app
WORKDIR /go/src/app
RUN go get -u -v github.com/kardianos/govendor
RUN govendor sync
RUN GOOS=linux GOARCH=386 go build -v -o /go/src/app/app-server

FROM alpine
RUN apk add -U tzdata
RUN ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai  /etc/localtime
COPY --from=build-env /go/src/app/app-server /usr/local/bin/app-server
EXPOSE 8080
CMD [ "app-server" ]
```
现在我们只需要一个`Dockerfile`文件即可，也不需要拆分构建脚本了，只需要执行 build 命令即可：
```shell
$ docker build -t cnych/docker-multi-stage-demo:latest .
```

默认情况下，构建阶段是没有命令的，我们可以通过它们的索引来引用它们，第一个 FROM 指令从`0`开始，我们也可以用`AS`指令为阶段命令，比如我们这里的将第一阶段命名为`build-env`，然后在其他阶段需要引用的时候使用`--from=build-env`参数即可。

最后我们简单的运行下该容器测试：
```shell
$ docker run --rm -p 8080:8080 cnych/docker-multi-stage-demo:latest
```
运行成功后，我们可以在浏览器中打开`http://127.0.0.1:8080/ping`地址，可以看到**PONG**返回。

现在我们就把两个镜像的文件最终合并到一个镜像里面了。

文章中涉及到代码可以前往 github 查看：[https://github.com/cnych/docker-multi-stage-demo](https://github.com/cnych/docker-multi-stage-demo)

## 参考资料

* [https://docs.docker.com/develop/develop-images/multistage-build](https://docs.docker.com/develop/develop-images/multistage-build)

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