为什么需要ARM架构下的OpenJDK8的Docker镜像？

对现有的Java应用，之前一直运行在x86处理器环境下，编译和运行都是JDK8，如今在树莓派的Docker环境运行（或者其他ARM架构电脑，例如华为泰山服务器），需要JDK8镜像作为基础镜像。

现在有什么问题？

在《ARM64架构下，OpenJDK的官方Docker镜像为何没有8版本？》一文中，已经确定了OpenJDK官方并未提供8版本的Docker镜像，因此，原有的Java应用，如果是基于JDK8编译和运行的，现在从X86架构转战到ARM架构的Docker环境下，就会面临没有JDK基础镜像的问题；

应对之道

《ARM64架构下，OpenJDK的官方Docker镜像为何没有8版本？》一文曾经提到应对之道：

  1. 自己编译一个8版本的OpenJDK安装包，以此来做Docker镜像；
  2. Oracle提供了ARM版本的JDKD安装包，以此包来做Docker镜像；
  3. 用OpenJDK的11版本，但是11和8的差异要自行处理；

对于第一种方式，自己编译8版本的OpenJDK，难度太大(对我自己而言)，因为编译OpenJDK需要低版本的OpenJDK作为编译工具，也就是说我要找到ARM版本的OpenJDK7，才能编译ARM版本的OpenJDK8，因此我觉得这样做的难度太大…

今天要讨论的是第二种和第三种，

环境信息

  1. 硬件：树莓派4B
  2. 操作系统：openfans的64为Debian
  3. Docker：19.03.1
  4. docker-compose：1.24.1

参考文档

  1. 在树莓派4B安装64位Debian和Docker的方法，请参考《树莓派4B安装64位Linux(不用显示器键盘鼠标)》
  2. 在树莓派4B安装docker-compose的方法，请参考《树莓派4B安装docker-compose(64位Linux)》
  3. 将Java应用制作成Docker镜像，请参考《Docker与Jib(maven插件版)实战》

Java应用的源码

本文要解决的问题是ARM架构的电脑上，如何在Docker环境运行Java应用，因此需要有个Java应用来验证，这里找了个最普通的SpringBoot应用，提供一个hello world的http接口，通过jib插件构建成Docker镜像，整个应用的源码可以从GitHub上下载，地址和链接信息如下表所示：

名称 链接 备注
项目主页 https://github.com/zq2599/blog_demos 该项目在GitHub上的主页
git仓库地址(https) https://github.com/zq2599/blog_demos.git 该项目源码的仓库地址，https协议
git仓库地址(ssh) git@github.com:zq2599/blog_demos.git 该项目源码的仓库地址，ssh协议

这个git项目中有多个文件夹，本章的源码在hellojib文件夹下，如下图红框所示：

操作步骤简介

接下来的操作步骤，如下图所示：

ARM机器上安装JDK

要想在ARM机器上编译构建hellojib工程，就要把JDK和Maven装好，先装JDK；

  1. 去Oracle网站下载ARM版本的JDK8，地址是：https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html ，如下图红框所示：

  2. 上述JDK文件解压后是个名为jdk1.8.0_221的文件夹，将此文件夹放在ARM电脑的/usr/lib/jvm目录下；
  3. 打开文件~/.bashrc，增加以下内容：
export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/jdk1.8.0_221

export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre

export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib

export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
  1. 执行source ~/.bashrc，使得配置立即生效；
  2. 执行命令java -version试试JDK是否已经可用：
root@raspbian:~# java -version

java version "1.8.0_221"

Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_221-b11)

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.221-b11, mixed mode)

ARM机器上安装Maven

  1. 去Maven官网下载安装包，我这里下载的是3.6.2版本，地址：https://www-eu.apache.org/dist/maven/maven-3/3.6.2/binaries/apache-maven-3.6.2-bin.tar.gz
  2. 安装包解压之后是个名为apache-maven-3.6.2的文件夹，将此文件夹放在ARM电脑的/usr/local目录下；
  3. 打开文件~/.bashrc，增加以下内容：
export MAVEN_HOME=/usr/local/apache-maven-3.6.2

export PATH=$MAVEN_HOME/bin:$PATH
  1. 执行source ~/.bashrc，使得配置立即生效；
  2. 执行命令mvn -version试试maven是否已经可用：
root@raspbian:~# mvn -version

Apache Maven 3.6.2 (40f52333136460af0dc0d7232c0dc0bcf0d9e117; 2019-08-27T23:06:16+08:00)

Maven home: /usr/local/apache-maven-3.6.2

Java version: 1.8.0_221, vendor: Oracle Corporation, runtime: /usr/lib/jvm/jdk1.8.0_221/jre

Default locale: en_US, platform encoding: UTF-8

OS name: "linux", version: "4.19.69-openfans+20190906-v8", arch: "aarch64", family: "unix"

折腾了这么久，总算是完成了准备工作，接下来开始做作镜像了；

要把咱们自己的Java应用做成Docker镜像，需要有个JDK8镜像作为基础镜像，接下来我们来做这个基础镜像；

自己动手，做一个JDK8镜像

  1. 在ARM电脑上新建一个文件夹，里面新建名为Dockerfile的文件，内容如下：
#Docker image of JDK8 in ARM64

# VERSION 8

# Author: bolingcavalry

#基础镜像使用的是OpenJDK官方镜像公用的

FROM buildpack-deps:stretch-scm

#作者

MAINTAINER BolingCavalry <zq2599@gmail.com>

# Default to UTF-8 file.encoding

ENV LANG C.UTF-8

ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk8

ENV PATH $JAVA_HOME/bin:$PATH

ENV JDK_FILE jdk-8u221-linux-arm64-vfp-hflt.tar.gz

COPY $JDK_FILE /usr/local/

RUN mkdir -p "$JAVA_HOME"; \

    tar --extract \

		--file /usr/local/$JDK_FILE \

		--directory "$JAVA_HOME" \

		--strip-components 1 \

		--no-same-owner; \

    rm /usr/local/$JDK_FILE
  1. 将之前下载的jdk-8u221-linux-arm64-vfp-hflt.tar.gz文件复制到Dockerfile文件所在目录；
  2. 在Dockerfile文件所在目录执行命令docker build -t bolingcavalry/arm64jdk:8 .（注意命令的末尾有个小数点，不要漏了）
  3. 执行成功后控制台输出以下信息：
root@raspbian:~/test# docker build -t bolingcavalry/arm64jdk:8 .

Sending build context to Docker daemon   73.2MB

Step 1/8 : FROM buildpack-deps:stretch-scm

 ---> 1838b930d30a

Step 2/8 : MAINTAINER BolingCavalry <zq2599@gmail.com>

 ---> Using cache

 ---> ce7488aef612

Step 3/8 : ENV LANG C.UTF-8

 ---> Using cache

 ---> 0bdb9ce285a9

Step 4/8 : ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk8

 ---> Using cache

 ---> 39a412f0d874

Step 5/8 : ENV PATH $JAVA_HOME/bin:$PATH

 ---> Using cache

 ---> 1a3077d36d4e

Step 6/8 : ENV JDK_FILE jdk-8u221-linux-arm64-vfp-hflt.tar.gz

 ---> Using cache

 ---> c39af69e10f7

Step 7/8 : COPY $JDK_FILE /usr/local/

 ---> Using cache

 ---> 5fc704c5b9ff

Step 8/8 : RUN mkdir -p "$JAVA_HOME";     tar --extract 		--file /usr/local/$JDK_FILE 		--directory "$JAVA_HOME" 		--strip-components 1 		--no-same-owner;     rm /usr/local/$JDK_FILE

 ---> Running in a63663306adc

Removing intermediate container a63663306adc

 ---> ddc652d5dec0

Successfully built ddc652d5dec0

Successfully tagged bolingcavalry/arm64jdk:8
  1. 验证一下效果：
root@raspbian:~/test# docker run --rm bolingcavalry/arm64jdk:8 java -version

java version "1.8.0_221"

Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_221-b11)

Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.221-b11, mixed mode)

把镜像推送到镜像仓库

将刚刚做好的镜像推送到仓库，这么做的原因如下：

  1. 可以让大家使用到此镜像；
  2. 接下来要用Jib插件将Java应用制作成镜像，Jib插件一定要从镜像仓库下载bolingcavalry/arm64jdk:8作为Java应用的基础镜像；

这里我将bolingcavalry/arm64jdk:8推送到了hub.docker.com，如果您没有hub.docker.com的账号，也可以选择推送到私有镜像仓库，只要是镜像仓库，Jib插件都支持；

将Java应用构建成镜像

  1. 以前面提到的hellojib为例，打开pom.xml文件，将jib插件的配置改为如下内容：
<!--使用jib插件-->

            <plugin>

                <groupId>com.google.cloud.tools</groupId>

                <artifactId>jib-maven-plugin</artifactId>

                <version>1.3.0</version>

                <configuration>

                    <!--from节点用来设置镜像的基础镜像，相当于Docerkfile中的FROM关键字-->

                    <from>

                        <!--使用openjdk官方镜像，tag是8-jdk-stretch，表示镜像的操作系统是debian9,装好了jdk8-->

			    <image>bolingcavalry/arm64jdk:8</image>

                    </from>

                    <to>

                        <!--镜像名称和tag，使用了mvn内置变量${project.version}，表示当前工程的version-->

                        <image>bolingcavalry/hellojib:${project.version}</image>

                    </to>

                    <!--容器相关的属性-->

                    <container>

                        <!--jvm内存参数-->

                        <jvmFlags>

                            <jvmFlag>-Xms1g</jvmFlag>

                            <jvmFlag>-Xmx1g</jvmFlag>

                        </jvmFlags>

                        <!--要暴露的端口-->

                        <ports>

                            <port>8080</port>

                        </ports>

                    </container>

                </configuration>

            </plugin>
  1. 执行命令mvn clean compile jib:dockerBui-U即可构建镜像，控制台输出如下信息（友情提示，这可能是个漫长的等待过程，我这等了9分多钟）：
root@raspbian:~/test/hellojib# mvn clean compile jib:dockerBuild -U

[INFO] Scanning for projects...

[INFO]

[INFO] ---------------------< com.bolingcavalry:hellojib >---------------------

[INFO] Building hellojib 0.0.1-SNAPSHOT

[INFO] --------------------------------[ jar ]---------------------------------

[INFO]

[INFO] --- maven-clean-plugin:3.1.0:clean (default-clean) @ hellojib ---

[INFO] Deleting /root/test/hellojib/target

[INFO]

[INFO] --- maven-resources-plugin:3.1.0:resources (default-resources) @ hellojib ---

[INFO] Using 'UTF-8' encoding to copy filtered resources.

[INFO] Copying 1 resource

[INFO] Copying 0 resource

[INFO]

[INFO] --- maven-compiler-plugin:3.8.1:compile (default-compile) @ hellojib ---

[INFO] Changes detected - recompiling the module!

[INFO] Compiling 2 source files to /root/test/hellojib/target/classes

[INFO]

[INFO] --- jib-maven-plugin:1.3.0:dockerBuild (default-cli) @ hellojib ---

[INFO]

[INFO] Containerizing application to Docker daemon as bolingcavalry/hellojib:0.0.1-SNAPSHOT...

[INFO] The base image requires auth. Trying again for bolingcavalry/arm64jdk:8...

[INFO]

[INFO] Container entrypoint set to [java, -Xms1g, -Xmx1g, -cp, /app/resources:/app/classes:/app/libs/*, com.bolingcavalry.hellojib.HellojibApplication]

[INFO]

[INFO] Built image to Docker daemon as bolingcavalry/hellojib:0.0.1-SNAPSHOT

[INFO] Executing tasks:

[INFO] [==============================] 100.0% complete

[INFO]

[INFO] ------------------------------------------------------------------------

[INFO] BUILD SUCCESS

[INFO] ------------------------------------------------------------------------

[INFO] Total time:  09:59 min

[INFO] Finished at: 2019-10-02T19:42:42+08:00

[INFO] ------------------------------------------------------------------------
  1. 验证hellojib工程的镜像是否正常，执行命令docker run --rm -p 8080:8080 bolingcavalry/hellojib:0.0.1-SNAPSHOT，控制台显示SpringBoot应用启动成功：
root@raspbian:~/test/hellojib# docker run --rm -p 8080:8080 bolingcavalry/hellojib:0.0.1-SNAPSHOT

  .   ____          _            __ _ _

 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \

( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \

 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )

  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /

 =========|_|==============|___/=/_/_/_/

 :: Spring Boot ::        (v2.1.6.RELEASE)

2019-10-02 11:45:02.425  INFO 1 --- [           main] c.b.hellojib.HellojibApplication         : Starting HellojibApplication on d2d856d3c623 with PID 1 (/app/classes started by root in /)

2019-10-02 11:45:02.440  INFO 1 --- [           main] c.b.hellojib.HellojibApplication         : No active profile set, falling back to default profiles: default

2019-10-02 11:45:07.203  INFO 1 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat initialized with port(s): 8080 (http)

2019-10-02 11:45:07.342  INFO 1 --- [           main] o.apache.catalina.core.StandardService   : Starting service [Tomcat]

2019-10-02 11:45:07.344  INFO 1 --- [           main] org.apache.catalina.core.StandardEngine  : Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/9.0.21]

2019-10-02 11:45:07.761  INFO 1 --- [           main] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring embedded WebApplicationContext

2019-10-02 11:45:07.762  INFO 1 --- [           main] o.s.web.context.ContextLoader            : Root WebApplicationContext: initialization completed in 5108 ms

2019-10-02 11:45:08.863  INFO 1 --- [           main] o.s.s.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor  : Initializing ExecutorService 'applicationTaskExecutor'

2019-10-02 11:45:10.027  INFO 1 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''

2019-10-02 11:45:10.037  INFO 1 --- [           main] c.b.hellojib.HellojibApplication         : Started HellojibApplication in 8.932 seconds (JVM running for 9.876)

2019-10-02 11:45:52.965  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring DispatcherServlet 'dispatcherServlet'

2019-10-02 11:45:52.966  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Initializing Servlet 'dispatcherServlet'

2019-10-02 11:45:52.993  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Completed initialization in 27 ms
  1. ARM电脑的IP地址是192.168.50.118，因此在浏览器访问：http://192.168.50.118:8080/hello ，如下图，可见hellojib工程的容器可以正常工作，成功返回了数据：



    SpringBoot工程终于在ARM机器的Docker环境下成功运行了，这里采用的是自制JDK8镜像的方式，还有一种方法也是可行的，即：使用OpenJDK官方的JDK11镜像；

使用OpenJDK官方的JDK11镜像

使用JDK11镜像，意味着Java工程所用的JDK从8升级到11，这个操作和Docker的关系不大，您只要验证应用在升级JDK后是否能运行正常即可，本文就不赘述了，我把自己在升级过程中遇到的问题列出来，帮您跳过小坑：

  1. 从JDK9开始引入了module的概念，JDK8自带的一些jar包不再默认提供，您需要在应用的pom.xml中添加以下依赖，否则SpringBoot启动时会因为某些lass找不到导致启动失败：
<dependency>

    <groupId>javax.xml.bind</groupId>

    <artifactId>jaxb-api</artifactId>

    <version>2.3.1</version>

</dependency>

<dependency>

    <groupId>com.sun.xml.bind</groupId>

    <artifactId>jaxb-impl</artifactId>

    <version>2.3.1</version>

</dependency>

<dependency>

    <groupId>org.glassfish.jaxb</groupId>

    <artifactId>jaxb-runtime</artifactId>

    <version>2.3.1</version>

</dependency>
  1. 如果您的不想修改pom.xml，此时我的做法：

    a. 将上述三个依赖对应的jar包全部找出来(注意这里绝不止三个jar包，还有它们的间接依赖)，放在ARM电脑的某个文件夹下面，例如/usr/local/extendJar;

    b. 修改Jib插件的配置，增加一个classpath，例如：/usr/local/extendJar（注意这里的路径是容器内的）；

    c. 在启动容器的时候，增加一个数据卷映射，将宿主机的/usr/local/extendJar映射到容器的/usr/local/extendJar；

至此，OpenJDK官方在ARM架构不提供8版本镜像的问题已完美解决，如果您正在使用ARM服务器做Docker+Java开发，希望此文能给您一些参考。

https://github.com/zq2599/blog_demos

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