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很酷的南瓜  ·  How Can I Run a ...·  1 年前    · 

梁晓勇 译 分布式实验室

Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java

在构建Docker容器时,我们应尽可能减小镜像的大小。使用共享层的镜像尺寸越小,其传输和部署速度越快。
不过在每个RUN语句都会创建一个新层的情况下,如果我们需要获取镜像完成前的中间产物,又如何控制其大小呢?
你可能已经注意到市面上多数的Dockerfile都会使用类似这样的招数: Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_02

为什么要使用&&,而不像这样运行两个RUN语句? Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_03

从Docker 1.10起,COPY、AD和RUN语句会在镜像中添加新层。上述示例将创建两个层,而不是一个。
Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_04
层跟Git提交类似。
Docker层存储了镜像上一版本和当前版本之间的差异。与Git提交类似,层有利于与其他仓库或镜像进行共享。
实际上,当我们从Registry请求镜像时,我们只会下载那些不存在的层。这种方式让镜像共享更高效。
但是,层是有代价的。
层会占用空间,层越多,最终的镜像就越大。Git仓库在这方面是相似的。因为Git需要保存提交之间的所有变更,仓库的大小会随着层数的增加而增加。在过去,做法就是像第一个例子那样将几个RUN语句合并在一行中。
然后就没有然后了。
Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_05



当Git仓库变得越来越大时,我们可以放弃所有过往信息,将历史提交合并成一个。
使用Docker的多阶段构建,我们也能实现类似的功能。
接下来的例子中,我们将构建一个Node.js容器。
首先是index.js文件:
Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_06

Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_07

通过以下Dockerfile来打包该应用:
Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_08

构建镜像:

$ docker build -t node-vanilla .

然后我们可以这么验证它:

$ docker run -p 3000:3000 -ti --rm --init node-vanilla

访问http://localhost:3000应该就能看到“Hello World!”欢迎语。
这个Dockerfile文件中有一个COPY和一个RUN语句。在我们的预期中,在基础镜像上应该至少有两层:
Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_09

实际上,最终的镜像上添加了五个新层:Dockerfile里的每条语句一层。
我们来试试Docker的多阶段构建。
我们使用的Dockerfile与之前相同,不过分成了两部分:
Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_10 Dockerfile的第一部分创建了三个层。接着这些层被合并复制到第二个阶段中。然后又在这个镜像之上添加了两层,最终变成三个层。


Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_11
现在来验证一下。首先,构建该容器:

$ docker build -t node-multi-stage .

查看其构建历史: Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_12
Dockerfile的第一部分创建了三个层。接着这些层被合并复制到第二个阶段中。然后又在这个镜像之上添加了两层,最终变成三个层。 Dockerfile的第一部分创建了三个层。接着这些层被合并复制到第二个阶段中。然后又在这个镜像之上添加了两层,最终变成三个层。

符合预期!文件大小有变化么?

Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_13

是的,新的镜像要小一点点。
看起来还不错!尽管应用本身已经做了精简,我们还是减少了其整体大小。
不过,镜像依然很大!
要让它变得更小一点,我们还能做点什么?
使用Distroless移除容器中的所有累赘

Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_14


目前的镜像不仅含有Node.js,还含有yarn、npm、bash以及大量其他二进制文件。同时,它是基于Ubuntu的。因此拥有一个完整的操作系统以及所有的二进制文件和实用程序。
这些在运行容器时都不是必需的。我们唯一的依赖项是Node.js。
Docker容器应封装在单一进程中,且只包含运行所需的最精简内容。我们不需要一个操作系统。
实际上,除了Node.js,其他都可以移除。
那么要怎么做呢?

幸运的是,Google也有同样的想法,他们带来了GoogleCloudPlatform/distroless[1]。
有如其仓库说明所述:“Distroless”镜像只包含应用程序及其运行时依赖。不包含包管理器、Shell以及其他标准Linux发行版中能找到的其他程序。这正是我们所需要的!
我们可以调整Dockerfile文件来使用这个新的基础镜像: Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_15 Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_16

然后像平常那样编译镜像:

$ docker build -t node-distroless .

应用程序应能正常运行。要验证这一点,可以像这样运行容器:

$ docker run -p 3000:3000 -ti --rm --init node-distroless

访问http://localhost:3000页面即可。
这个未包含额外程序的镜像会多小呢? Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_17


仅仅76.76MB!
比前一个镜像少了600MB!
真是个好消息!不过在使用Distroless时有些事项需要注意。
容器运行时,如果想对其进行检查,可以这么做:

$ docker exec -ti <替换成_docker_id> bash

上述命令将附加到容器中并运行bash,这与发起一个SSH会话相近。
不过由于Distroless是原始操作系统的精简版本,不包含额外的程序。容器里并没有Shell!
如果没有Shell,要如何附加到运行的容器中呢?
好消息和坏消息是,做不到。
坏消息是我们只能运行容器中的二进制程序。这里能运行的只有Node.js:

$ docker exec -ti <替换成_docker_id> node

好消息是因为没有Shell,如果黑客入侵了我们的应用程序并获取了容器的访问权限,他也无法造成太大的损害。也就是说,程序越少则尺寸越小也越安全。不过,代价是调试更麻烦。需要注意的是,我们不应该在生产环境中附加到容器中进行调试,而应依靠正确的日志和监控。如果我们既希望能调试,又关心尺寸大小,又该怎么办?
使用Alpine作为更小的基础镜像

Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_14


我们可以使用Alpine取代Distroless来作为基础镜像。
Alpine Linux[2]是:一个基于musl libc[3]和busybox[4]、面向安全的轻量级Linux发行版。换言之,它是一个尺寸更小、更安全的Linux发行版。
是否言过其实,我们来检查一下这个镜像是否更小。
修改之前的Dockerfile并使用node:8-alpine

Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_19 Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_20

构建该镜像:

$ docker build -t node-alpine .

现在看一下它的大小: Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_21



69.7MB!
甚至比Distroless镜像还要小!
我们来看看能不能附加运行中的容器。
首先,启动容器: Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_22

现在附加到容器中: Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_23

运气不佳。但或许容器有sh这个Shell? Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_24

很好!我们既可以附加到运行的容器中,得到的镜像尺寸也很小。
听起来很棒,不过有一个小问题。
Alpine基础镜像是基于muslc的,这是一个C的替代标准库。
但是,多数Linux发行版,比如Ubuntu、Debian及CentOS都是基于glibc的。这两个库照理应该实现了相同的接口。
不过,它们的目标不同:

  • glibc 最常用,速度更快

  • muslc 占用空间更少,以安全为核心


在编译应用程序时,多数情况下是使用某个libc来编译的。如果想在其他libc中使用,只能重新编译。
也就是说,使用Alpine镜像来构建容器可能会造成不可预期的问题,因为使用的是不同的C标准库。
特别是在处理预编译的二进制文件时,比如Node.js的C++扩展,这个差异更明显。
举个例子,PhantomJS预置包就无法在Alpine中工作。
怎么选择基础镜像?

Docker容器镜像瘦身的三个小窍门_Java_14


Alpine、Distroless或是原生镜像到底用哪个?
如果是在生产环境中运行,并且注重安全性, Distroless镜像可能会更合适。
Docker镜像中每增加一个二进制程序,就会给整个应用程序带来一定的风险。
在容器中只安装一个二进制程序即可降低整体风险。
举个例子,如果黑客在运行于Distroless的应用中发现了一个漏洞,他也无法在容器中创建Shell,因为根本就没有。注意:最小化攻击面是OWASP的推荐做法[5]。 如果更在意要是大小,则可以换成Alpine基础镜像。
这两个都很小,代价是兼容性。Alpine用了一个稍稍有点不一样的C标准库——muslc。时不时会碰到点兼容性的问题。比如这个[6]和这个[7]。
原生基础镜像非常适合用于测试和开发。
它的尺寸比较大,不过用起来就像你主机上安装的Ubuntu一样。并且,你能访问该操作系统里有的所有二进制程序。
下面,回顾一下各个镜像大小:
node:8 681MBnode:8结合多阶段构建 678MBgcr.io/distroless/nodejs 76.7MBnode:8-alpine 69.7MB
相关链接:
  1. https://github.com/GoogleCloudPlatform/distroless

  2. https://alpinelinux.org

  3. https://www.musl-libc.org

  4. https://www.busybox.net

  5. https://www.owasp.org/index.php/Minimize_attack_surface_area

  6. https://github.com/grpc/grpc/issues/8528

  7. https://github.com/grpc/grpc/issues/6126


原文链接:https://itnext.io/3-simple-tricks-for-smaller-docker-images-f0d2bda17d1e