Docker | Dockerfile的多阶段构建

引用处：
Docker多阶段构建最佳实践
有关Dockerfile 多阶段构建原理和使用场景的分享

摘要:

Docker目前在容器市场可以说是占领了大部分市场，Docker掀起了容器革命，同时也改变了现代化云平台的构建方式。尽管Docker很强大，但使用过程当中也遇到了一些问题。比如说我想要构建一个编译型语言镜像，需要先在一个Dockerfile中编译，然后再使用另外一个Dockerfile把编译好的文件放到镜像中。这样无形当中就增大了CI/CD的复杂度。
Docker多阶段构建是17.05以后引入的新特性，旨在解决编译和构建复杂的问题。减小镜像大小。因此要使用多阶段构建特性必须使用高于或等于17.05的Docker。

多阶段构建出现之前
构建镜像最具挑战性的一点是使镜像大小尽可能的小。Dockerfile中的每条指令都为图像添加了一个图层，您需要记住在移动到下一层之前清理任何不需要的工件。

为了编写一个真正高效的Dockerfile，传统上需要使用shell技巧和其他逻辑来保持层尽可能小，并确保每个层都具有前一层所需的工件而不是其他任何东西。

实际上，有一个Dockerfile用于开发（包含构建应用程序所需的所有内容），以及用于生产环境的精简版Dockerfile，它只包含您的应用程序以及运行它所需的内容。这被称为“建造者模式”。维护两个Dockerfiles并不理想。

这是一个Dockerfile.build和Dockerfile的例子，它遵循上面的模式：

Dockerfile.build：
FROM golang:1.7.3
WORKDIR /go/src/github.com/alexellis/href-counter/
COPY app.go .
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html \
&& CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

请注意，此示例使用Bash &&运算符人为压缩两个RUN命令，以避免在image中创建其他层。这很容易出错并且难以维护。

Dockerfile：
FROM alpine:latest  
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY app .
CMD ["./app"]

build.sh：

#!/bin/sh
echo Building alexellis2/href-counter:build
docker build --build-arg https_proxy=$https_proxy --build-arg http_proxy=$http_proxy \  
-t alexellis2/href-counter:build . -f Dockerfile.build
docker container create --name extract alexellis2/href-counter:build  
docker container cp extract:/go/src/github.com/alexellis/href-counter/app ./app  
docker container rm -f extract
echo Building alexellis2/href-counter:latest
docker build --no-cache -t alexellis2/href-counter:latest .
rm ./app

当您运行build.sh脚本时，它需要构建第一个image，从中创建容器以复制工件，然后构建第二个image。多阶段构建大大简化了这种情况！

使用多阶段构建
对于多阶段构建，您可以在Dockerfile中使用多个FROM语句。每个FROM指令可以使用不同的基础，并且每个指令都开始一个新的构建。您可以选择性地将工件从一个阶段复制到另一个阶段，从而在最终image中只留下您想要的内容。

为了说明这是如何工作的，让我们调整上述示例的Dockerfile以使用多阶段构建。

Dockerfile：
FROM golang:1.7.3
WORKDIR /go/src/github.com/alexellis/href-counter/
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html  
COPY app.go .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .
FROM alpine:latest  
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY --from=0 /go/src/github.com/alexellis/href-counter/app .
CMD ["./app"]  

您只需要单个Dockerfile。您也不需要单独的构建脚本。只需运行docker build：

$ docker build -t app:latest .

最终结果是产生与之前相同大小的image，复杂性显著降低。您不需要创建任何中间image，也不需要将任何artifacts提取到本地系统。
它是如何工作的？第二个FROM指令以alpine:latest image为基础开始一个新的构建阶段。

COPY –from = 0行仅将前一阶段的构建文件复制到此新阶段。Go SDK和任何中间层都被遗忘，而不是保存在最终image中。
为多构建阶段命名

默认情况下，阶段未命名，您可以通过整数来引用它们，从第0个FROM指令开始。

但是，您可以通过向FROM指令添加as NAME来命名您的阶段。此示例通过命名阶段并使用COPY指令中的名称来改进前一个示例。
这意味着即使稍后重新排序Dockerfile中的指令，COPY也不会中断。

FROM golang:1.7.3 as builder
WORKDIR /go/src/github.com/alexellis/href-counter/
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html  
COPY app.go    .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .
FROM alpine:latest  
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /go/src/github.com/alexellis/href-counter/app .
CMD ["./app"] 

停在特定的构建阶段

构建镜像时，不一定需要构建整个Dockerfile每个阶段。您可以指定目标构建阶段。以下命令假定您使用的是以前的Dockerfile，但在名为builder的阶段停止：

$ docker build --target builder -t alexellis2/href-counter:latest .

使用此功能可能的一些非常适合的场景是：

• 调试特定的构建阶段
• 在debug阶段，启用所有调试或工具，而在production阶段尽量精简
• 在testing阶段，您的应用程序将填充测试数据，但在production阶段则使用生产数据

使用外部镜像作为stage
使用多阶段构建时，您不仅可以从Dockerfile中创建的镜像中进行复制。
您还可以使用COPY –from指令从单独的image中复制，使用本地image名称，本地或Docker注册表中可用的标记或标记ID。
如有必要，Docker会提取image并从那里开始复制。

语法是：

COPY --from=nginx:latest /etc/nginx/nginx.conf /nginx.conf

说明：

• 最后生成的镜像，仍以最后一条 FROM 为准，之前的 FROM 会被抛弃
• 每一条 FROM 指令都是一个构建阶段，多条 FROM就是多阶段构建，虽然最后生成的镜像只能是最后一个阶段的结果，但是，能够将前置阶段中的文件拷贝到后边的阶段中，这就是多阶段构建的最大意义。
• scratch 是内置关键词，并不是一个真实存在的镜像。 FROM scratch 会使用一个完全干净的文件系统，不包含任何文件。因为Go语言编译后不需要运行时，也就不需要安装任何的运行库。FROM scratch可以使得最后生成的镜像最小化，其中只包含了 server程序。
  如:

# 编译阶段
FROM golang:1.10.3

COPY server.go /build/

WORKDIR /build

RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=amd64 GOARM=6 go build -ldflags '-w -s' -o server

# 运行阶段
 FROM scratch

# 从编译阶段的中拷贝编译结果到当前镜像中
COPY --from=0 /build/server /

ENTRYPOINT ["/server"]