两个奇技淫巧，将 Docker 镜像体积减小 99%

原文链接：Docker Images : Part I - Reducing Image Size

对于刚接触容器的人来说，他们很容易被自己构建的 Docker 镜像体积吓到，我只需要一个几 MB 的可执行文件而已，为何镜像的体积会达到 1 GB 以上？本文将会介绍几个奇技淫巧来帮助你精简镜像，同时又不牺牲开发人员和运维人员的操作便利性。本系列文章将分为三个部分：

第一部分着重介绍多阶段构建（multi-stage builds），因为这是镜像精简之路至关重要的一环。在这部分内容中，我会解释静态链接和动态链接的区别，它们对镜像带来的影响，以及如何避免那些不好的影响。中间会穿插一部分对 Alpine 镜像的介绍。

第二部分将会针对不同的语言来选择适当的精简策略，其中主要讨论 Go，同时也涉及到了 Java，Node，Python，Ruby 和 Rust。这一部分也会详细介绍 Alpine 镜像的避坑指南。什么？你不知道 Alpine 镜像有哪些坑？我来告诉你。

第三部分将会探讨适用于大多数语言和框架的通用精简策略，例如使用常见的基础镜像、提取可执行文件和减小每一层的体积。同时还会介绍一些更加奇特或激进的工具，例如 Bazel，Distroless，DockerSlim 和 UPX，虽然这些工具在某些特定场景下能带来奇效，但大多情况下会起到反作用。

本文介绍第一部分。

1. 万恶之源

我敢打赌，每一个初次使用自己写好的代码构建 Docker 镜像的人都会被镜像的体积吓到，来看一个例子。

让我们搬出那个屡试不爽的 hello world C 程序：

/* hello.c */
int main () {
  puts("Hello, world!");
  return 0;
}

并通过下面的 Dockerfile 构建镜像：

FROM gcc
COPY hello.c .
RUN gcc -o hello hello.c
CMD ["./hello"]

然后你会发现构建成功的镜像体积远远超过了 1 GB。。。因为该镜像包含了整个 gcc 镜像的内容。

如果使用 Ubuntu 镜像，安装 C 编译器，最后编译程序，你会得到一个大概 300 MB 大小的镜像，比上面的镜像小多了。但还是不够小，因为编译好的可执行文件还不到 20 KB：

$ ls -l hello
-rwxr-xr-x   1 root root 16384 Nov 18 14:36 hello

类似地，Go 语言版本的 hello world 会得到相同的结果：

package main

import "fmt"

func main () {
  fmt.Println("Hello, world!")
}

使用基础镜像 golang 构建的镜像大小是 800 MB，而编译后的可执行文件只有 2 MB 大小：

$ ls -l hello
-rwxr-xr-x 1 root root 2008801 Jan 15 16:41 hello

还是不太理想，有没有办法大幅度减少镜像的体积呢？往下看。

为了更直观地对比不同镜像的大小，所有镜像都使用相同的镜像名，不同的标签。例如：hello:gcc，hello:ubuntu，hello:thisweirdtrick 等等，这样就可以直接使用命令 docker images hello 列出所有镜像名为 hello 的镜像，不会被其他镜像所干扰。

2. 多阶段构建

要想大幅度减少镜像的体积，多阶段构建是必不可少的。多阶段构建的想法很简单：“我不想在最终的镜像中包含一堆 C 或 Go 编译器和整个编译工具链，我只要一个编译好的可执行文件！”

多阶段构建可以由多个 FROM 指令识别，每一个 FROM 语句表示一个新的构建阶段，阶段名称可以用 AS 参数指定，例如：

FROM gcc AS mybuildstage
COPY hello.c .
RUN gcc -o hello hello.c
FROM ubuntu
COPY --from=mybuildstage hello .
CMD ["./hello"]

本例使用基础镜像 gcc 来编译程序 hello.c，然后启动一个新的构建阶段，它以 ubuntu 作为基础镜像，将可执行文件 hello 从上一阶段拷贝到最终的镜像中。最终的镜像大小是 64 MB，比之前的 1.1 GB 减少了 95%：