Earthly：Dockerfile 和 Makefile 的完美结合体

Earthly：Dockerfile 和 Makefile 的完美结合体

【免费下载链接】earthly Super simple build framework with fast, repeatable builds and an instantly familiar syntax – like Dockerfile and Makefile had a baby. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/ea/earthly

Earthly 是一个革命性的构建自动化工具，巧妙地将 Dockerfile 的容器化优势与 Makefile 的灵活性和易用性相结合，为现代软件开发提供了全新的构建范式。它重新定义了构建流程的标准，让开发者能够编写一次构建脚本，即可在任何环境中实现可重复、高效的构建。Earthly 基于 Go 语言构建，底层使用与 Docker 相同的 BuildKit 技术，但提供了更高级的抽象和更强大的功能，其核心价值体现在构建可重复性、极简语法设计、全栈语言支持、智能并行化与缓存以及现代化的导入系统等方面。

Earthly 项目介绍与核心价值

Earthly 是一个革命性的构建自动化工具，它巧妙地将 Dockerfile 的容器化优势与 Makefile 的灵活性和易用性相结合，为现代软件开发提供了全新的构建范式。作为 Dockerfile 和 Makefile 的完美结合体，Earthly 重新定义了构建流程的标准，让开发者能够编写一次构建脚本，即可在任何环境中实现可重复、高效的构建。

项目定位与技术架构

Earthly 定位为一个超级简单的构建框架，其核心设计理念是提供快速、可重复的构建体验，同时保持语法的高度直观性。项目基于 Go 语言构建，充分利用了容器技术的优势，底层使用与 Docker 相同的 BuildKit 技术，但在此基础上提供了更高级的抽象和更强大的功能。

核心价值主张

Earthly 的核心价值体现在以下几个关键方面：

1. 构建可重复性（Repeatable Builds）

Earthly 通过在容器中执行所有构建步骤，确保了构建过程的完全隔离和一致性。这意味着无论构建在开发者的本地机器、远程服务器还是任何 CI/CD 环境中运行，结果都是完全一致的。

特性	传统构建工具	Earthly
环境一致性	依赖系统环境	容器化隔离
依赖管理	手动安装配置	声明式定义
可移植性	有限	完全可移植

2. 极简语法设计（Super Simple Syntax）

Earthly 的语法设计借鉴了 Dockerfile 和 Makefile 的最佳实践，使得大多数工程师无需学习新知识就能立即理解 Earthfile 的结构。这种设计大大降低了学习曲线，提高了团队协作效率。

# 示例 Earthfile 结构
VERSION 0.8
FROM golang:1.19-alpine

build:
    COPY go.mod go.sum .
    RUN go mod download
    COPY . .
    RUN go build -o app main.go
    SAVE ARTIFACT app AS LOCAL bin/app

docker:
    FROM alpine:latest
    COPY +build/app /usr/local/bin/
    ENTRYPOINT ["/usr/local/bin/app"]
    SAVE IMAGE my-app:latest

3. 全栈语言支持（Universal Language Support）

Earthly 与所有编程语言、框架和构建工具完全兼容。只要能够在 Linux 环境中运行的工具，都可以在 Earthly 中无缝使用，无需重写现有的构建配置。

4. 智能并行化与缓存（Intelligent Parallelization & Caching）

Earthly 自动分析构建目标之间的依赖关系，构建有向无环图（DAG），并尽可能并行执行独立的目标。同时，它提供了与 Docker 构建相同的缓存机制，显著提升了构建速度。

5. 现代化的导入系统（Modern Import System）

Earthly 引入了革命性的导入机制，允许开发者跨目录甚至跨代码库重用构建逻辑。这种设计特别适合 monorepo 和 polyrepo 架构，极大地促进了代码复用。

# 导入本地其他目录的目标
BUILD ./shared-lib+build

# 导入远程代码库的目标  
BUILD github.com/org/repo:v1.0.0+build

# 使用导入的制品
COPY github.com/org/repo:v1.0.0+build/bin/app ./vendor/app

技术实现原理

Earthly 的技术实现基于以下几个核心组件：

1. 容器运行时集成：利用 Docker 容器提供隔离的执行环境
2. BuildKit 后端：使用与 Docker 相同的底层构建引擎
3. 依赖图分析：自动解析目标间的依赖关系并优化执行顺序
4. 智能缓存策略：基于内容哈希的精细粒度缓存管理
5. 跨平台支持：原生支持多架构容器构建

适用场景与优势

Earthly 特别适用于以下场景：

• 复杂项目的构建管理：当项目包含多个相互依赖的组件时
• 混合技术栈项目：使用多种编程语言和构建工具的项目
• CI/CD 流水线标准化：确保开发、测试、生产环境构建一致性
• 大规模团队协作：需要统一构建标准和流程的团队
• 多平台应用部署：需要为不同架构构建二进制文件的应用

通过将 Dockerfile 的容器化优势与 Makefile 的灵活性和易读性完美结合，Earthly 为现代软件开发提供了真正意义上的"一次编写，处处运行"的构建体验，极大地提升了开发效率和构建可靠性。

Earthly 与传统构建工具对比分析

在现代软件开发中，构建工具的选择直接影响着开发效率和部署质量。Earthly 作为新一代构建工具，与传统工具如 Dockerfile、Makefile、Bash 脚本等相比，展现出了显著的优势。本节将从多个维度深入分析 Earthly 与传统构建工具的差异。

语法设计与可读性对比

Earthly 采用了独特的语法设计，结合了 Dockerfile 的容器化优势和 Makefile 的目标依赖管理，形成了直观易读的 Earthfile 格式。

传统工具语法特点：

# Dockerfile - 专注于镜像构建
FROM node:18-alpine
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
RUN npm run build
CMD ["npm", "start"]

# Makefile - 基于 shell 命令的目标管理
build:
    docker build -t myapp .
test:
    docker run myapp npm test
push:
    docker push myapp

Earthfile 语法优势：

# Earthfile - 结合两者优势
VERSION 0.8
FROM node:18-alpine
WORKDIR /app

deps:
    COPY package*.json ./
    RUN npm install
    SAVE ARTIFACT package*.json

build:
    FROM +deps
    COPY . .
    RUN npm run build
    SAVE ARTIFACT dist/

test:
    FROM +deps
    COPY . .
    RUN npm test

docker:
    COPY +build/dist/ .
    CMD ["npm", "start"]
    SAVE IMAGE myapp:latest

Earthfile 的语法设计使得构建逻辑更加清晰，每个目标都有明确的输入输出，便于理解和维护。

构建执行模型对比

特性	Earthly	Dockerfile	Makefile	Bash 脚本
并行执行	✅ 自动并行	❌ 顺序执行	⚠️ 手动配置	❌ 顺序执行
缓存机制	✅ 智能缓存	✅ 分层缓存	❌ 无内置缓存	❌ 无内置缓存
环境隔离	✅ 容器隔离	✅ 容器隔离	❌ 宿主机环境	❌ 宿主机环境
依赖管理	✅ 显式声明	⚠️ 隐式依赖	⚠️ 文件时间戳	❌ 手动管理
跨平台支持	✅ 原生支持	✅ 原生支持	❌ 平台相关	❌ 平台相关

Earthly 的构建执行模型基于有向无环图（DAG），能够自动分析目标间的依赖关系并并行执行独立任务，大幅提升构建效率。

缓存机制深度分析

Earthly 的缓存机制是其核心优势之一，相比传统工具更加智能和高效：

Dockerfile 缓存：

• 基于指令层级缓存
• 缓存失效条件严格
• 无法跨构建共享缓存

Earthly 缓存：

• 基于目标层级缓存
• 智能依赖分析
• 支持远程缓存共享
• 跨项目缓存复用

# Earthly 缓存示例 - 依赖变更自动失效缓存
VERSION 0.8
FROM python:3.9-slim

deps:
    COPY requirements.txt .
    RUN pip install -r requirements.txt
    # 仅当 requirements.txt 变更时重新执行

app:
    FROM +deps
    COPY src/ .
    # 仅当 src/ 文件变更时重新构建
    RUN python -m compileall .

跨环境一致性保障

传统构建工具在跨环境一致性方面存在显著挑战：

Makefile + Bash 的问题：

• 依赖宿主机环境变量
• 工具版本不一致
• 路径差异导致构建失败
• 难以复现构建环境

Earthly 的解决方案：

• 所有构建在容器中执行
• 环境完全隔离和标准化
• 工具版本精确控制
• 构建结果完全可重现

复杂项目支持能力

对于大型复杂项目，Earthly 展现出更强的适应性：

Monorepo 支持对比：

# Earthly monorepo 示例
VERSION 0.8

# 前端项目
frontend:
    BUILD ./frontend+build

# 后端项目  
backend:
    BUILD ./backend+build

# 共享工具库
common-utils:
    BUILD ./libs/common-utils+build

# 整体构建
all:
    BUILD +common-utils
    BUILD +frontend
    BUILD +backend
    BUILD +integration-test

传统工具在 monorepo 场景下往往需要复杂的脚本编排，而 Earthly 通过内置的导入和引用机制天然支持多项目协作。

集成与扩展性分析

Earthly 在 CI/CD 集成方面具有明显优势：

CI 集成复杂度：

• Earthly: 单一命令集成，环境无关
• 传统工具: 需要配置复杂的环境准备步骤

扩展模式对比：

扩展需求	Earthly 方案	传统方案
新增构建步骤	添加 Earthfile 目标	修改 Makefile/Bash
跨项目复用	BUILD github.com/...	手动复制脚本
多平台构建	内置平台参数	手动交叉编译配置
测试集成	内置测试目标	外部测试框架集成

学习曲线与迁移成本

虽然 Earthly 引入了新的概念，但其学习曲线相对平缓：

迁移路径分析：

从 Dockerfile 迁移到 Earthfile 通常只需要复制粘贴并稍作调整，大多数 Dockerfile 指令在 Earthly 中都有对应实现。

性能基准对比

在实际项目中的性能表现：

场景	Earthly	Dockerfile	Makefile
初次构建	基准时间	类似时间	类似时间
增量构建	⚡ 快速（智能缓存）	🐢 中等（层级缓存）	🐌 慢（无缓存）
并行构建	⚡ 快速（自动并行）	❌ 不支持	⚠️ 手动配置
跨团队共享	✅ 远程缓存	❌ 无共享	❌ 无共享

适用场景推荐

基于对比分析，以下是工具选型建议：

• 简单镜像构建: Dockerfile 足够
• 复杂多阶段构建: Earthly 更优
• 本地开发脚本: Makefile 仍有用武之地
• 企业级CI/CD: Earthly 提供完整解决方案
• 跨团队协作: Earthly 远程缓存优势明显
• 混合技术栈: Earthly 统一构建接口

Earthly 并非要完全取代传统工具，而是在复杂构建场景下提供了更现代化、更高效的解决方案。其设计哲学是"站在巨人的肩膀上"，吸收 Dockerfile 和 Makefile 的优点，同时解决它们的局限性。

Earthfile 语法基础与快速入门

Earthfile 是 Earthly 的核心配置文件，它融合了 Dockerfile 和 Makefile 的最佳特性，提供了一种既熟悉又强大的构建语法。无论你是 Docker 用户还是 Makefile 用户，都能快速上手 Earthfile。

Earthfile 基本结构

每个 Earthfile 都以 VERSION 声明开始，后跟一系列目标（target）定义。基本结构如下：

VERSION 0.8
FROM base-image

target-name:
    # 构建步骤
    RUN command
    COPY files
    SAVE ARTIFACT output

核心指令详解

VERSION 指令

每个 Earthfile 必须以 VERSION 指令开头，指定 Earthly 版本：

VERSION 0.8

FROM 指令

FROM 指令设置基础镜像，支持多种引用方式：

# 使用 Docker 镜像
FROM alpine:3.18

# 引用本地目标
FROM +deps

# 引用其他目录的目标  
FROM ./subdir+build-target

# 引用远程仓库目标
FROM github.com/user/repo:v1.0+target

RUN 指令

执行命令，支持丰富的选项：

# 基本用法
RUN apt-get update && apt-get install -y git

# 使用选项
RUN --no-cache npm install
RUN --push docker push my-image:latest
RUN --secret API_KEY=token deploy-script

COPY 指令

复制文件和目录，支持从其他目标复制制品：

# 复制本地文件
COPY src/ ./src/

# 从其他目标复制制品
COPY +build/app ./app

# 复制多个文件
COPY package.json package-lock.json ./

SAVE 指令

保存构建产出，分为制品和镜像：

# 保存制品（文件或目录）
SAVE ARTIFACT build/output /app AS LOCAL dist/

# 保存镜像
SAVE IMAGE my-app:latest
SAVE IMAGE --push registry/my-app:v1.0

目标定义与依赖管理

Earthfile 使用目标（target）来组织构建逻辑，目标之间可以建立依赖关系：

完整示例分析

让我们通过一个完整的 Go 项目 Earthfile 来理解语法：

VERSION 0.8
FROM golang:1.21-alpine3.18
WORKDIR /go-example

deps:
    COPY go.mod go.sum ./
    RUN go mod download
    SAVE ARTIFACT go.mod AS LOCAL go.mod
    SAVE ARTIFACT go.sum AS LOCAL go.sum

build:
    FROM +deps
    COPY main.go .
    RUN go build -o build/go-example main.go
    SAVE ARTIFACT build/go-example /go-example AS LOCAL build/go-example

docker:
    COPY +build/go-example .
    ENTRYPOINT ["/go-example/go-example"]
    SAVE IMAGE --push earthly/examples:go

all:
    BUILD +build
    BUILD +docker

关键特性表格

特性	语法示例	说明
多阶段构建	FROM +target	引用其他目标作为基础
并行执行	BUILD +target1 +target2	自动并行化独立目标
制品共享	COPY +target/artifact	跨目标共享构建产出
缓存机制	RUN --no-cache	精细控制缓存行为
秘密管理	RUN --secret KEY=value	安全处理敏感信息
远程引用	FROM github.com/...	引用远程仓库目标

快速入门步骤

1. 创建 Earthfile：在项目根目录创建 Earthfile 文件
2. 声明版本：以 VERSION 0.8 开头
3. 定义基础镜像：使用 FROM 指定基础环境
4. 组织构建目标：按功能划分目标（deps、build、test等）
5. 建立目标依赖：使用 FROM +target 引用依赖
6. 保存构建产出：使用 SAVE ARTIFACT 和 SAVE IMAGE
7. 执行构建：运行 earthly +target-name

最佳实践提示

• 使用明确的目标命名（如 deps、build、test、docker）
• 将依赖安装与构建分离到不同目标
• 利用 SAVE ARTIFACT 共享中间制品
• 为生产部署使用 SAVE IMAGE --push
• 使用 WORKDIR 设置工作目录避免路径混乱

Earthfile 的语法设计既保持了 Dockerfile 的直观性，又引入了 Makefile 的目标依赖管理能力，使得构建脚本更加模块化、可重用和可维护。

Earthly 在现代化开发流程中的定位

在当今快速迭代的软件开发环境中，构建和部署流程的复杂性日益增加。Earthly 作为一个现代化的构建自动化工具，在开发流程中扮演着至关重要的桥梁角色，将开发者的本地环境与持续集成/持续部署（CI/CD）流水线无缝连接起来。

开发与生产环境的一致性保障

Earthly 通过容器化技术确保了构建环境的一致性，这是现代化开发流程中的核心需求。传统的开发流程中，开发者经常面临"在我机器上能运行"的问题，而 Earthly 彻底解决了这一痛点。

这种一致性机制使得开发者能够在本地环境中完全复现 CI/CD 流水线的构建过程，大大减少了因环境差异导致的构建失败。

多语言和多框架的统一构建平台

现代软件开发往往涉及多种编程语言和技术栈的混合使用。Earthly 提供了一个统一的构建抽象层，能够处理各种不同的构建工具和依赖管理方式。

技术栈	Earthly 支持方式	优势
Go	集成 go.mod 和 go build	自动依赖下载和缓存
JavaScript/Node.js	支持 npm/yarn/pnpm	统一的 node_modules 管理
Python	兼容 pip 和 virtualenv	环境隔离和依赖锁定
Java	Maven/Gradle 集成	构建工具版本管理
Rust	Cargo 支持	编译缓存优化

现代化开发工作流的集成

Earthly 与现代开发工具链深度集成，支持各种开发场景：

本地开发体验优化：

• 支持热重载和文件监听模式
• 与 IDE 和编辑器插件集成
• 提供详细的构建日志和调试信息

团队协作标准化：

# 团队共享的基础构建模板
VERSION 0.8
FROM earthly/dev-base:latest

# 标准化构建阶段
base-setup:
    RUN apt-get update && apt-get install -y common-dependencies
    SAVE IMAGE

code-quality:
    FROM +base-setup
    RUN install-linters
    SAVE ARTIFACT . AS LOCAL quality-tools

微服务和云原生架构的支持

在微服务架构中，Earthly 能够有效管理多个服务的构建依赖关系：

DevOps 文化的实践工具

Earthly 促进了 DevOps 文化的落地实施，它使得：

1. 开发者和运维人员的协作更加顺畅 - 构建脚本成为团队共享的资产
2. 基础设施即代码的实践 - Earthfile 作为可版本控制的构建基础设施
3. 可观测性的提升 - 详细的构建时间线和性能指标
4. 安全性的增强 - 容器隔离和依赖漏洞扫描集成

未来开发模式的演进支持

随着云原生和边缘计算的发展，Earthly 的定位也在不断演进：

• 多架构构建支持：同时构建 x86、ARM 等多种架构的镜像
• 混合云部署：统一的构建流程适应不同的云环境
• AI/ML 工作流集成：支持机器学习模型的版本化和可重复构建
• 无服务器架构：为 serverless 函数提供标准化的打包方式

Earthly 在现代化开发流程中的定位不仅仅是另一个构建工具，而是一个连接开发、测试、部署各环节的综合性平台。它通过提供一致的构建环境、支持多种技术栈、集成现代开发工具链，以及适应云原生架构的需求，成为了现代化软件开发不可或缺的基础设施。这种定位使得 Earthly 能够帮助团队构建更加可靠、高效和可维护的软件交付流水线，最终提升整个组织的软件开发效能和质量水平。

Earthly 在现代化开发流程中的定位总结

Earthly 在现代化开发流程中定位为一个连接开发、测试、部署各环节的综合性平台，而不仅仅是另一个构建工具。它通过提供一致的构建环境、支持多种技术栈、集成现代开发工具链，以及适应云原生架构的需求，成为了现代化软件开发不可或缺的基础设施。Earthly 促进了 DevOps 文化的落地实施，使得开发者和运维人员的协作更加顺畅，构建脚本成为团队共享的资产，同时支持未来开发模式的演进，包括多架构构建、混合云部署、AI/ML 工作流集成和无服务器架构等。这种定位使得 Earthly 能够帮助团队构建更加可靠、高效和可维护的软件交付流水线，最终提升整个组织的软件开发效能和质量水平。

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