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buildx中怎么構建多平臺 Docker 鏡像，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細講解，有這方面需求的人可以來學習下，希望你能有所收獲。
如果你能夠訪問目標 CPU 架構的系統(tǒng)，并且該操作系統(tǒng)支持運行構建所需的各種工具，那么你可以直接在目標系統(tǒng)上編譯程序。
以構建 Docker 鏡像為例，你可以在樹莓派上安裝 Docker，然后在樹莓派上通過 Dockerfile 直接構建 arm 平臺的鏡像。
如果無法訪問目標 CPU 架構的系統(tǒng)該怎么辦？有沒有辦法通過某種方式直接在當前系統(tǒng)上構建目標 CPU 架構的程序？請看下文...
還記得我們小時候在各種網(wǎng)吧臺球室之類的場合玩的街機游戲嗎？放張圖給你們回憶一下：
如果現(xiàn)在我們想重新體驗以前玩過的街機游戲該怎么辦？這時候就需要用到模擬器（Emulator）了。借助模擬器，我們可以讓時光倒流，體驗經(jīng)典游戲的樂趣。
模擬器除了可以用來玩游戲之外，還可以用來跨 CPU 架構構建程序。最常用的模擬器是開源的 QEMU，QEMU 支持許多常見的 CPU 架構，包括 ARM、Power-PC 和 RISC-V 等。通過模擬一個完整的操作系統(tǒng)，可以創(chuàng)建通用的 ARM 虛擬機，該虛擬機可以引導 Linux，設置開發(fā)環(huán)境，也可以在虛擬機內(nèi)編譯程序。
然而，模擬整個操作系統(tǒng)還是有點浪費，因為在這種模式下，QEMU 將會模擬整個系統(tǒng)，包括計時器、內(nèi)存控制器、總線控制器等硬件。但編譯程序根本不需要關心這些，還可以再精簡些。
在 Linux 上，QEMU 除了可以模擬完整的操作系統(tǒng)之外，還有另外一種模式叫用戶態(tài)模式（User mod）。該模式下 QEMU 將通過 binfmt_misc 在 Linux 內(nèi)核中注冊一個二進制轉(zhuǎn)換處理程序，并在程序運行時動態(tài)翻譯二進制文件，根據(jù)需要將系統(tǒng)調(diào)用從目標 CPU 架構轉(zhuǎn)換為當前系統(tǒng)的 CPU 架構。最終的效果看起來就像在本地運行目標 CPU 架構的二進制文件。
通過 QEMU 的用戶態(tài)模式，我們可以創(chuàng)建輕量級的虛擬機（chroot 或容器），然后在虛擬機系統(tǒng)中編譯程序，和本地編譯一樣簡單輕松。后面我們就會看到，跨平臺構建 Docker 鏡像用的就是這個方法。
最后介紹一種嵌入式系統(tǒng)社區(qū)常用的方法：交叉編譯（cross-compilation）。
交叉編譯器是專門為在給定的系統(tǒng)平臺上運行而設計的編譯器，但是可以編譯出另一個系統(tǒng)平臺的可執(zhí)行文件。例如，amd64 架構的 Linux 系統(tǒng)上的 C++ 交叉編譯器可以編譯出運行在 aarch74(64-bit ARM) 架構的嵌入式設備上的可執(zhí)行文件。再舉個真實的例子，安卓設備的 APP 基本上都是通過這種方法來編譯的。
從性能角度來看，該方法與方法一沒什么區(qū)別，因為不需要模擬器的參與，幾乎沒有性能損耗。但交叉編譯不具有通用性，它的復雜度取決于程序使用的語言，如果使用 Golang 的話，那就超級容易了。
在全民容器時代，我們討論構建時不僅包括構建單個可執(zhí)行文件，還包括構建容器鏡像。而且構建容器鏡像比上面說的方法更復雜，再加上 Docker 本身的復雜性，這幾乎是一個老大難的問題。
但引入了新的實驗性插件之后，構建多平臺架構的 Docker 鏡像就比以前容易多了，至于這個插件到底是啥，下文會詳細介紹。
利用 Docker 19.03 引入的插件 buildx，可以很輕松地構建多平臺 Docker 鏡像。buildx 是 docker build ... 命令的下一代替代品，它利用 BuildKit 的全部功能擴展了 docker build 的功能。
下面就來演示一下如何在短短幾分鐘內(nèi)使用 buildx 構建出不同平臺的 Docker 鏡像。步驟如下：
要想使用 buildx，首先要確保 Docker 版本不低于 19.03，同時還要通過設置環(huán)境變量 DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL 來啟用?？梢酝ㄟ^下面的命令來為當前終端啟用 buildx 插件：
???? → export DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL=enabled
驗證是否開啟：
???? → docker buildx version github.com/docker/buildx v0.3.1-tp-docker 6db68d029599c6710a32aa7adcba8e5a344795a7
如果在某些系統(tǒng)上設置環(huán)境變量 DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL 不生效（比如 Arch Linux）,你可以選擇從源代碼編譯：
???? → export DOCKER_BUILDKIT=1 ???? → docker build --platform=local -o . git://github.com/docker/buildx ???? → mkdir -p ~/.docker/cli-plugins && mv buildx ~/.docker/cli-plugins/docker-buildx
> 如果你使用的是 Docker 桌面版（MacOS 和 Windows），默認已經(jīng)啟用了 binfmt_misc，可以跳過這一步。
如果你使用的是 Linux，需要手動啟用 binfmt_misc。大多數(shù) Linux 發(fā)行版都很容易啟用，不過還有一個更容易的辦法，直接運行一個特權容器，容器里面寫好了設置腳本：
???? → docker run --rm --privileged docker/binfmt:66f9012c56a8316f9244ffd7622d7c21c1f6f28d
> 建議將 Linux 內(nèi)核版本升級到 4.x 以上，特別是 CentOS 用戶，你可能會遇到錯誤。
驗證是 binfmt_misc 否開啟：
???? → ls -al /proc/sys/fs/binfmt_misc/ 總用量 0 總用量 0 -rw-r--r-- 1 root root 0 11月 18 00:12 qemu-aarch74 -rw-r--r-- 1 root root 0 11月 18 00:12 qemu-arm -rw-r--r-- 1 root root 0 11月 18 00:12 qemu-ppc64le -rw-r--r-- 1 root root 0 11月 18 00:12 qemu-s390x --w------- 1 root root 0 11月 18 00:09 register -rw-r--r-- 1 root root 0 11月 18 00:12 status
驗證是否啟用了相應的處理器：
???? → cat /proc/sys/fs/binfmt_misc/qemu-aarch74 enabled interpreter /usr/bin/qemu-aarch74 flags: OCF offset 0 magic 7f454c460201010000000000000000000200b7 mask ffffffffffffff00fffffffffffffffffeffff
Docker 默認會使用不支持多 CPU 架構的構建器，我們需要手動切換。
先創(chuàng)建一個新的構建器：
???? → docker buildx create --use --name mybuilder
啟動構建器：
???? → docker buildx inspect mybuilder --bootstrap [+] Building 5.0s (1/1) FINISHED => [internal] booting buildkit 5.0s => => pulling image moby/buildkit:buildx-stable-1 4.4s => => creating container buildx_buildkit_mybuilder0 0.6s Name: mybuilder Driver: docker-container Nodes: Name: mybuilder0 Endpoint: unix:///var/run/docker.sock Status: running Platforms: linux/amd64, linux/arm64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6
查看當前使用的構建器及構建器支持的 CPU 架構，可以看到支持很多 CPU 架構：
???? → docker buildx ls NAME/NODE DRIVER/ENDPOINT STATUS PLATFORMS mybuilder * docker-container mybuilder0 unix:///var/run/docker.sock running linux/amd64, linux/arm64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6 default docker default default running linux/amd64, linux/386
現(xiàn)在我們就可以構建支持多 CPU 架構的鏡像了！假設有一個簡單的 golang 程序源碼：
???? → cat hello.go
package main
import (
"fmt"
"runtime"
)
func main() {
fmt.Printf("Hello, %s!\n", runtime.GOARCH)
}創(chuàng)建一個 Dockerfile 將該應用容器化：
???? → cat Dockerfile FROM golang:alpine AS builder RUN mkdir /app ADD . /app/ WORKDIR /app RUN go build -o hello . FROM alpine RUN mkdir /app WORKDIR /app COPY --from=builder /app/hello . CMD ["./hello"]
這是一個多階段構建 Dockerfile，使用 Go 編譯器來構建應用，并將構建好的二進制文件拷貝到 alpine 鏡像中。
現(xiàn)在就可以使用 buildx 構建一個支持 arm、arm64 和 amd64 多架構的 Docker 鏡像了，同時將其推送到 Docker Hub：
???? → docker buildx build -t yangchuansheng/hello-arch --platform=linux/arm,linux/arm64,linux/amd64 . --push
> 需要提前通過 docker login 命令登錄認證 Docker Hub。
現(xiàn)在就可以通過 docker pull mirailabs/hello-arch 拉取剛剛創(chuàng)建的鏡像了，Docker 將會根據(jù)你的 CPU 架構拉取匹配的鏡像。
背后的原理也很簡單，之前已經(jīng)提到過了，buildx 會通過 QEMU 和 binfmt_misc 分別為 3 個不同的 CPU 架構（arm，arm64 和 amd64）構建 3 個不同的鏡像。構建完成后，就會創(chuàng)建一個 manifest list，其中包含了指向這 3 個鏡像的指針。
如果想將構建好的鏡像保存在本地，可以將 type 指定為 docker，但必須分別為不同的 CPU 架構構建不同的鏡像，不能合并成一個鏡像，即：
???? → docker buildx build -t yangchuansheng/hello-arch --platform=linux/arm -o type=docker . ???? → docker buildx build -t yangchuansheng/hello-arch --platform=linux/arm64 -o type=docker . ???? → docker buildx build -t yangchuansheng/hello-arch --platform=linux/amd64 -o type=docker .
由于之前已經(jīng)啟用了 binfmt_misc，現(xiàn)在我們就可以運行任何 CPU 架構的 Docker 鏡像了，因此可以在本地系統(tǒng)上測試之前生成的 3 個鏡像是否有問題。
首先列出每個鏡像的 digests：
???? → docker buildx imagetools inspect yangchuansheng/hello-arch Name: docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest MediaType: application/vnd.docker.distribution.manifest.list.v2+json Digest: sha256:ec55f5ece9a12db0c6c367acda8fd1214f50ee502902f97b72f7bff268ebc35a Manifests: Name: docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:38e083870044cfde7f23a2eec91e307ec645282e76fd0356a29b32122b11c639 MediaType: application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json Platform: linux/arm/v7 Name: docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:de273a2a3ce92a5dc1e6f2d796bb85a81fe1a61f82c4caaf08efed9cf05af66d MediaType: application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json Platform: linux/arm64 Name: docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:8b735708d7d30e9cd6eb993449b1047b7229e53fbcebe940217cb36194e9e3a2 MediaType: application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json Platform: linux/amd64
運行每一個鏡像并觀察輸出結果：
???? → docker run --rm docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:38e083870044cfde7f23a2eec91e307ec645282e76fd0356a29b32122b11c639 Hello, arm! ???? → docker run --rm docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:de273a2a3ce92a5dc1e6f2d796bb85a81fe1a61f82c4caaf08efed9cf05af66d Hello, arm64! ???? → docker run --rm docker.io/yangchuansheng/hello-arch:latest@sha256:8b735708d7d30e9cd6eb993449b1047b7229e53fbcebe940217cb36194e9e3a2 Hello, amd64!
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