Docker中Dockerfile多階段構(gòu)建原理及使用場(chǎng)景的示例分析

小編給大家分享一下Docker中Dockerfile多階段構(gòu)建原理及使用場(chǎng)景的示例分析，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

老版本Docker中為什么不支持多個(gè) FROM 指令

在17.05版本之前的Docker，只允許Dockerfile中出現(xiàn)一個(gè)FROM指令，這得從鏡像的本質(zhì)說(shuō)起。

之前我們提到，你可以簡(jiǎn)單理解Docker的鏡像是一個(gè)壓縮文件，其中包含了你需要的程序和一個(gè)文件系統(tǒng)。其實(shí)這樣說(shuō)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?，Docker鏡像并非只是一個(gè)文件，而是由一堆文件組成，最主要的文件是 層。

Dockerfile 中，大多數(shù)指令會(huì)生成一個(gè)層，比如下方的兩個(gè)例子：

# 示例一，foo 鏡像的Dockerfile# 基礎(chǔ)鏡像中已經(jīng)存在若干個(gè)層了
FROM ubuntu:16.04
# RUN指令會(huì)增加一層，在這一層中，安裝了 git 軟件
RUN apt-get update \
  && apt-get install -y --no-install-recommends git \
  && apt-get clean \
  && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# 示例二，bar 鏡像的Dockerfile
FROM foo
# RUN指令會(huì)增加一層，在這一層中，安裝了 nginx
RUN apt-get update \
  && apt-get install -y --no-install-recommends nginx \
  && apt-get clean \
  && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

假設(shè)基礎(chǔ)鏡像 ubuntu:16.04 已經(jīng)存在5層，使用第一個(gè)Dockerfile打包成鏡像 foo，則foo有6層，又使用第二個(gè)Dockerfile打包成鏡像bar，則bar中有7層。

如果 ubuntu:16.04 等其他鏡像不算，如果系統(tǒng)中只存在 foo 和 bar 兩個(gè)鏡像，那么系統(tǒng)中一共保存了多少層呢？

是7層，并非13層，這是因?yàn)?，foo和bar共享了6層。層的共享機(jī)制可以節(jié)約大量的磁盤(pán)空間和傳輸帶寬，比如你本地已經(jīng)有了foo鏡像，又從鏡像倉(cāng)庫(kù)中拉取bar鏡像時(shí)，只拉取本地所沒(méi)有的最后一層就可以了，不需要把整個(gè)bar鏡像連根拉一遍。但是層共享是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？

原來(lái)，Docker鏡像的每一層只記錄文件變更，在容器啟動(dòng)時(shí)，Docker會(huì)將鏡像的各個(gè)層進(jìn)行計(jì)算，最后生成一個(gè)文件系統(tǒng)，這個(gè)被稱為 聯(lián)合掛載。對(duì)此感興趣的話可以進(jìn)入了解一下 AUFS。

Docker的各個(gè)層是有相關(guān)性的，在聯(lián)合掛載的過(guò)程中，系統(tǒng)需要知道在什么樣的基礎(chǔ)上再增加新的文件。那么這就要求一個(gè)Docker鏡像只能有一個(gè)起始層，只能有一個(gè)根。所以，Dockerfile中，就只允許一個(gè) FROM指令。因?yàn)槎鄠€(gè) FROM 指令會(huì)造成多根，則是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。但為什么 Docker 17.05 版本以后允許 Dockerfile支持多個(gè) FROM 指令了呢，莫非已經(jīng)支持了多根？

多個(gè) FROM 指令的意義

多個(gè) FROM 指令并不是為了生成多根的層關(guān)系，最后生成的鏡像，仍以最后一條 FROM 為準(zhǔn)，之前的 FROM 會(huì)被拋棄，那么之前的FROM 又有什么意義呢？

每一條 FROM 指令都是一個(gè)構(gòu)建階段，多條 FROM 就是多階段構(gòu)建，雖然最后生成的鏡像只能是最后一個(gè)階段的結(jié)果，但是，能夠?qū)⑶爸秒A段中的文件拷貝到后邊的階段中，這就是多階段構(gòu)建的最大意義。

最大的使用場(chǎng)景是將編譯環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境分離，比如，之前我們需要構(gòu)建一個(gè)Go語(yǔ)言程序，那么就需要用到go命令等編譯環(huán)境，我們的Dockerfile可能是這樣的：

# Go語(yǔ)言環(huán)境基礎(chǔ)鏡像
FROM golang:1.10.3
# 將源碼拷貝到鏡像中
COPY server.go /build/
# 指定工作目錄
WORKDIR /build
# 編譯鏡像時(shí)，運(yùn)行 go build 編譯生成 server 程序
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=amd64 GOARM=6 go build -ldflags '-w -s' -o server
# 指定容器運(yùn)行時(shí)入口程序 server
ENTRYPOINT ["/build/server"]

基礎(chǔ)鏡像 golang:1.10.3 是非常龐大的，因?yàn)槠渲邪怂械腉o語(yǔ)言編譯工具和庫(kù)，而運(yùn)行時(shí)候我們僅僅需要編譯后的 server 程序就行了，不需要編譯時(shí)的編譯工具，最后生成的大體積鏡像就是一種浪費(fèi)。

使用脈沖云的解決辦法是將程序編譯和鏡像打包分開(kāi)，使用 脈沖云 的編譯構(gòu)建服務(wù)，選擇增加構(gòu)Go語(yǔ)言構(gòu)建工具，然后在構(gòu)建步驟中編譯。

最后將編譯接口拷貝到鏡像中就行了，那么Dockerfile的基礎(chǔ)鏡像并不需要包含Go編譯環(huán)境：

# 不需要Go語(yǔ)言編譯環(huán)境
FROM scratch
# 將編譯結(jié)果拷貝到容器中
COPY server /server
# 指定容器運(yùn)行時(shí)入口程序 server
ENTRYPOINT ["/server"]

提示： scratch 是內(nèi)置關(guān)鍵詞，并不是一個(gè)真實(shí)存在的鏡像。 FROM scratch 會(huì)使用一個(gè)完全干凈的文件系統(tǒng)，不包含任何文件。 因?yàn)镚o語(yǔ)言編譯后不需要運(yùn)行時(shí)，也就不需要安裝任何的運(yùn)行庫(kù)。 FROM scratch 可以使得最后生成的鏡像最小化，其中只包含了 server 程序。

在 Docker 17.05版本以后，就有了新的解決方案，直接一個(gè)Dockerfile就可以解決：

# 編譯階段
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
# 運(yùn)行階段
FROM scratch
# 從編譯階段的中拷貝編譯結(jié)果到當(dāng)前鏡像中
COPY --from=0 /build/server /
ENTRYPOINT ["/server"]Copy

這個(gè) Dockerfile 的玄妙之處就在于 COPY 指令的 --from=0 參數(shù)，從前邊的階段中拷貝文件到當(dāng)前階段中，多個(gè)FROM語(yǔ)句時(shí)，0代表第一個(gè)階段。除了使用數(shù)字，我們還可以給階段命名，比如：

# 編譯階段 命名為 builder
FROM golang:1.10.3 as builder
# ... 省略
# 運(yùn)行階段
FROM scratch
# 從編譯階段的中拷貝編譯結(jié)果到當(dāng)前鏡像中
COPY --from=builder /build/server /

更為強(qiáng)大的是，COPY --from 不但可以從前置階段中拷貝，還可以直接從一個(gè)已經(jīng)存在的鏡像中拷貝。比如，

FROM ubuntu:16.04
COPY --from=quay.io/coreos/etcd:v3.3.9 /usr/local/bin/etcd /usr/local/bin/

我們直接將etcd鏡像中的程序拷貝到了我們的鏡像中，這樣，在生成我們的程序鏡像時(shí)，就不需要源碼編譯etcd了，直接將官方編譯好的程序文件拿過(guò)來(lái)就行了。

有些程序要么沒(méi)有apt源，要么apt源中的版本太老，要么干脆只提供源碼需要自己編譯，使用這些程序時(shí)，我們可以方便地使用已經(jīng)存在的Docker鏡像作為我們的基礎(chǔ)鏡像。但是我們的軟件有時(shí)候可能需要依賴多個(gè)這種文件，我們并不能同時(shí)將 nginx 和 etcd 的鏡像同時(shí)作為我們的基礎(chǔ)鏡像（不支持多根），這種情況下，使用 COPY --from 就非常方便實(shí)用了。

看完了這篇文章，相信你對(duì)“Docker中Dockerfile多階段構(gòu)建原理及使用場(chǎng)景的示例分析”有了一定的了解，如果想了解更多相關(guān)知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！