Docker镜像优化

前言

上篇博文说到使用Visual Studio Tools for Docker帮助我们生成Dockerfile，现在我们讨论下生成的Dockerfile的优劣。

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一、以往Dockerfile构建模式

（1）发布API项目

新建Web API项目，项目名称为API

在项目所在目录输入指令：dotnet publish --runtime ubuntu.16.04-x64

（2）创建镜像

在发布目录publish文件下新建Dockerfile文件，黏贴以下代码

# 声明使用的基础镜像

FROM microsoft/dotnet:2.1-sdk

# 设置工作目录

WORKDIR /app

# 将本地应用拷贝到 容器/app 目录下

COPY ./ ./

# 设置导出端口

EXPOSE 80

# 指定应用入口点 API.dll代表的是主程序文件

ENTRYPOINT ["dotnet", "API.dll"]

在Dockerfile所在的目录下输入指令生成镜像：docker build -t api .

不要忘记后面有一个点 .

生成api:latest镜像成功

参考博客操作步骤：https://www.cnblogs.com/bluesummer/p/8087326.html

（3）分析镜像

我们来查看镜像信息，输入：docker images

发现api:latest镜像的大小为1.83GB，大得有点夸张。

现在我们来分析这个Dockerfile：

       FROM microsoft/dotnet:2.1-sdk

FROM：指定所创建的基础镜像，如果本地不存在，则默认去Docker Hub下载指定镜像。任何Dockerfile中的第一条指令必须为FROM指令。并且，如果在同一个Dockerfile中创建多个镜像，可以使用多个FROM指令。

文中Dockerfile基于microsoft/dotnet:2.1-sdk镜像，而图中可看到，microsoft/dotnet:2.1-sdk镜像大小已经达到1.73GB了，所以最后生成的api:latest镜像大小为1.83GB也不足为怪。

那问题来了，我们应该采用哪个镜像作为基础镜像，来创建我们自己的镜像呢？

查阅了微软官网文档说明：

microsoft/dotnet:<version>-sdk包含带有.NET Core 和命令行工具 (CLI) 的.NET Core SDK。此镜像将映射到开发方案，可使用此镜像进行本地开发、调试和单元测试。

microsoft/dotnet:<version>-runtime包含.NET Core（runtime和库），并且针对在生产环境中运行.NET Core 应用进行了优化。

我们修改Dockerfile的FROM指令为

       FROM microsoft/dotnet:2.1-aspnetcore-runtime

其他指令保持不变，新建一个api:1.0.0的镜像。

可以看到，镜像大小瞬间小了很多。但是我们还不满足，因为原本microsoft/dotnet:2.1-aspnetcore-runtime镜像才253MB，而我们的镜像是353MB。

       WORKDIR /app

WORKDIR：为后续RUN、CMD和ENTRYPOINT指令设置工作目录。可以使用多个WORKDIR，后续命令如果参数是相对路径，则会基于之前命令指定路径。例如：

WORKDIR /app

WORKDIR publish

WORKDIR api

最终路径为：/app/publish/api

这个指令在这里看上去应该优化不了。

       COPY ./ ./

COPY：格式为COPY <src> <dest>。复制本地主机的<src>（为Dockerfile所在的目录的相对路径）下的内容到容器中的<dest>下。目标路径不存在，则自动创建。

./ ./ 就是将本地Dockerfile所在的目录的文件和文件夹都复制到镜像中的/app目录下。

注意区分以下两条指令：

COPY test relativeDir/   # adds "test" to `WORKDIR`/relativeDir/

COPY test /absoluteDir/  # adds "test" to /absoluteDir/

想了下，这里应该是不合理的，把全部文件都复制过去，这肯定会造成镜像变大。

又想了下，这个已经是我们发布过的文件，那还能怎么办。问题先放这里，等会再解决。

       EXPOSE 80

EXPOSE：声明镜像内服务所监听的端口。

       ENTRYPOINT ["dotnet", "API.dll"]

ENTRYPOINT：指定镜像的默认入口命令，该入口命令会在启动容器是作为跟命令执行，所有传入值作为该命令的参数。支持两种格式：

ENTRYPOINT [“executable”,”param1”,”param2”] （exec调用执行）

ENTRYPOINT command param1 param2 （shell中执行）

每个Dockerfile里若出现多个ENTRYPOINT，只有放后面的那个ENTRYPOINT有效。

Dockerfile参考：https://docs.docker.com/engine/reference/builder/#usage  里面有各个指令的详细介绍。

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二、multi-stage builds（多阶段构建）

在多阶段构建的过程中，我们在Dockerfile使用多个FROM指令，每个FROM指令使用不同的基础镜像构成了不同阶段。你可以选择从上一个阶段的产物（artifacts）复制到下一个阶段，从而确保不会把不需要的东西带到下一阶段。这种方法可以有效减小Docker镜像的大小。

默认情况下，这些阶段没有被命名，可以通过它们的整数引用它们，第一个FROM指令从0开始。然而，我们也可以以as <NAME>的方式命名每个阶段。

参考官网：https://docs.docker.com/develop/develop-images/multistage-build/

以下我们用Visual Studio Tools for Docker生成的Dockerfile进行介绍。

FROM microsoft/dotnet:2.1-aspnetcore-runtime AS base

WORKDIR /app

EXPOSE 80

FROM microsoft/dotnet:2.1-sdk AS build

WORKDIR /src

COPY ["API/API.csproj", "API/"]

RUN dotnet restore "API/API.csproj"

COPY . .

WORKDIR "/src/API"

RUN dotnet build "API.csproj" -c Release -o /app

FROM build AS publish

RUN dotnet publish "API.csproj" -c Release -o /app

FROM base AS final

WORKDIR /app

COPY --from=publish /app .

ENTRYPOINT ["dotnet", "API.dll"]

它分为四个阶段，分别是base、build、publish和final。

       base阶段：上面已经分析了这里不再详述。

       build阶段：

FROM microsoft/dotnet:2.1-sdk AS build以microsoft/dotnet:2.1-sdk为基础镜像

WORKDIR /src工作目录为/src

COPY ["API/API.csproj", "API/"]把Dockerfile所在目录的API/API.csproj文件复制到容器的/src/API/中

RUN dotnet restore "API/API.csproj"在当前镜像的基础上执行dotnet restore "API/API.csproj"，把API项目的依赖项和工具还原，并输出结果。

dotnet restore这条命令是使用 NuGet 还原依赖项以及在 project 文件中指定项目特殊的工具执行对依赖项和工具的还原。

COPY . .

WORKDIR "/src/API"切换工作目录到/src/API，可以用WORKDIR API替代，但明显第一种方法更直观。

RUN dotnet build "API.csproj" -c Release -o /app执行dotnet build "API.csproj" -c Release -o /app，以Release模式生成API项目及其所有依赖项并把生成的二进制文件输出到/app目录。

        publish阶段：

FROM build AS publish以上一阶段build为基础镜像

RUN dotnet publish "API.csproj" -c Release -o /app执行dotnet publish "API.csproj" -c Release -o /app，以Release模式把API应用程序及其依赖项打包到/app目录以部署到托管系统。

        final阶段:

FROM base AS final以上阶段base为基础镜像

WORKDIR /app以/app为工作目录

COPY --from=publish /app .把publish阶段生成的/app目录下的文件和文件夹复制到/app目录。

这样做的原因是，上阶段的产物是不会带到下一阶段。

现在可以解释为什么使用Visual Studio Tools for Docker不用发布也能生成可运行的镜像了，它实时 (JIT) 编译，提高启动性能。而且它只获取了程序运行所需要的文件放到镜像中。

我们生成一个最新的镜像

发现它和microsoft/dotnet:2.1-aspnetcore-runtime镜像一样大，这下满足了，毕竟我们没写什么代码到项目中。

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三、优化Docker镜像的方向

1.精简镜像用途，尽量让每个镜像的用途都比较集中、单一，避免构造大而复杂，功能多的镜像。

2.选用合适的基础镜像。

3.在Dockerfile中写上注释，方便维护和他人使用。

4.正确使用版本号，如1.0.1。

5.使用多阶段构建镜像。