七步制作精简镜像

目录

  • 介绍
  • 镜像层(Layers)
  • 制作步骤
    • lab-1:初始化构建 Redis 镜像
    • lab-2:优化基础镜像
    • lab-3:串联 Dockerfile 指令
    • lab-4:压缩你的镜像
    • lab-5:使用最精简的 base image
    • lab-6:提取动态链接的 .so 文件
    • lab-7:为 Go 应用构建精简镜像
  • 总结
  • 参考

七步制作精简镜像

介绍

前段时间网易蜂巢曾经推出蜂巢 Logo T恤,用的正是 Docker 镜像制作,最神奇的是,它最终的镜像大小只有 585 字节。

七步制作精简镜像

有些镜像都不是我们自己来打包的(比如下载公共镜像),那是否有一些通用的精简 Docker 镜像的手段呢?答案是肯定的,甚至有的镜像可以精简 98%。精简镜像大小的好处不言而喻,既节省了存储空间,又能节省带宽,加快传输等。那好,接下来就请跟随我来学习怎么制作精简 Docker 镜像。

镜像层(Layers)

在开始制作镜像之前,首先了解下镜像的原理,而这其中最重要的概念就是镜像层(Layers)。镜像层依赖于一系列的底层技术,比如文件系统(filesystems)、写时复制(copy-on-write)、联合挂载(union mounts)等,幸运的是你可以在很多地方学习到这些技术,这里就不再赘述技术细节。

七步制作精简镜像

总的来说,你最需要记住这点:

七步制作精简镜像

举例来说:

七步制作精简镜像

以上 Dockerfile 干了几件事:

  1. 基于一个官方的基础镜像 busybox(只有1M多)
  2. 创建一个文件夹(/tmp/foo)和一个文件(bar),该文件分配了100M大小
  3. 再把这个大文件删除

实际上它最终什么也没做,我们把它构建成镜像(构建可以参考一期):

七步制作精简镜像

再让我们来对比下原生的 busybox 镜像大小和我们生成的镜像大小:

七步制作精简镜像

出乎意料的是,却生成了 106 MB 的镜像。

多出了 100 M,这是为何?这点和 Git 类似(都用到了Copy-On-Write技术),我用 git 做了如下两次提交(添加了又删除),请问 A_VERY_LARGE_FILE 还在 git 仓库中吗?

七步制作精简镜像

答案是:在的,并且会占用仓库的大小。Git 会保存每一次提交的文件版本,而 Dockerfile 中每一条指令都可能增加整体镜像的大小,即使它最终什么事情都没做。

制作步骤

了解了镜像层知识,有助于我们接下来制作精简镜像。这里开始,以最常用的开源缓存软件 Redis 为例,从一步步试验,来介绍如何制作更精简的 Docker 镜像。

lab-1:初始化构建 Redis 镜像

直接上 Dockerfile :

七步制作精简镜像

结合注释,读起来并不困难,用到的都是常规的几个命令,简要介绍如下:

  • FROM:顶头写,指定一个基础镜像,此处基于 ubuntu:trusty
  • ENV:设置环境变量,这里设置了 VER 和 TARBALL 两个环境变量
  • RUN:最常用的 Dockerfile 指令,用于运行各种命令,这里调用了 8 次 RUN 指令
  • WORKDIR:指定工作目录,相当于指令 cd
  • CMD:指定镜像默认执行的命令,此处默认执行 redis-server 命令来启动 redis

执行构建:

七步制作精简镜像

注:国内网络,更新下载可能会较慢

查看大小:

七步制作精简镜像

动辄就有 300多 M 的大小,不能忍,下面我们开始一步步优化。

lab-2:优化基础镜像

精简1:选用更小的基础镜像。

常用的 Linux 系统镜像一般有 ubuntucentosdebian,其中debian 更轻量,而且够用,对比如下:

七步制作精简镜像

替换 debian:jessie 作为我们的基础镜像。

优化 Dockerfile:

七步制作精简镜像

执行构建:

七步制作精简镜像

查看大小:

七步制作精简镜像

减少了42M,稍有成效,但并不明显。细心的同学应该发现,只有 122 MB 的 debian 基础镜像,构建后增加到了 305 MB,看来这里面肯定有优化的空间,如何优化就要用到我们开头说到的 Image Layer 知识了。

lab-3:串联 Dockerfile 指令

精简2:串联你的 Dockerfile 指令(一般是 RUN 指令)。

Dockerfile 中的 RUN 指令通过 && 和 / 支持将命令串联在一起,有时能达到意想不到的精简效果。

优化 Dockerfile:

七步制作精简镜像

构建:

七步制作精简镜像

查看大小:

七步制作精简镜像

哇!一下子减少了 50%,效果明显啊!这是最常用的一个精简手段了。

lab-4:压缩你的镜像

优化3:试着用命令或工具压缩你的镜像。

docker 自带的一些命令还能协助压缩镜像,比如 export 和 import

七步制作精简镜像

但麻烦的是需要先将容器运行起来,而且这个过程中你会丢失镜像原有的一些信息,比如:导出端口,环境变量,默认指令。

所以一般通过命令行来精简镜像都是实验性的,那么这里再推荐一个小工具:docker-squash。用起来更简单方便,并且不会丢失原有镜像的自带信息。

下载安装:

https://github.com/jwilder/docker-squash#installation

压缩操作:

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注:该工具在 Mac 下并不好使,请在 Linux 下使用

对比大小:

七步制作精简镜像

好吧,从这里看起来并没有太大作用,所以我只能说试着,而不要报太大期望。

lab-5:使用最精简的 base image

七步制作精简镜像

使用 scratch 或者 busybox 作为基础镜像。

关于 scratch:

  • 一个空镜像,只能用于构建镜像,通过 FROM scratch
  • 在构建一些基础镜像,比如 debian 、 busybox,非常有用
  • 用于构建超少镜像,比如构建一个包含所有库的二进制文件

关于 busybox

  • 只有 1~5M 的大小
  • 包含了常用的 UNIX 工具
  • 非常方便构建小镜像

这些超小的基础镜像,结合能生成静态原生 ELF 文件的编译语言,比如C/C++,比如 Go,特别方便构建超小的镜像。

cloudcomb-logo(C语言开发) 就是用到了该原理,才能构建出 585 字节的镜像。

redis 同样使用 C语言 开发,看来也有很大的优化空间,下面这个实验,让我们介绍具体的操作方法。

lab-6:提取动态链接的 .so 文件

实验上下文:

七步制作精简镜像

隆重推出 ldd:打印共享的依赖库

七步制作精简镜像

将所有需要的 .so 文件打包:

七步制作精简镜像

再制作成 Dockerfile:

七步制作精简镜像

执行构建:

七步制作精简镜像

查看大小:

七步制作精简镜像

哇!显著提高啦!

测试一下:

七步制作精简镜像

总结一下:

  1. 用 ldd 查出所需的 .so 文件
  2. 将所有依赖压缩成 rootfs.tar 或 rootfs.tar.gz,之后打进 scratch 基础镜像

lab-7:为 Go 应用构建精简镜像

Go 语言天生就方便用来构建精简镜像,得益于它能方便的打包成包含静态链接的二进制文件。

打个比方,你有一个 4 MB 大小的包含静态链接的 Go 二进制,并且将其打进 scratch 这样的基础镜像,你得到的镜像大小也只有区区的 4 MB。这可是包含同样功能的 Ruby 程序的百分之一啊。

这里再给大家介绍一个非常好用开源的 Go 编译工具:golang-builder,并给大家实际演示一个例子

程序代码:

七步制作精简镜像

Dockerfile:

七步制作精简镜像

通过 golang-builder 打包成镜像:

七步制作精简镜像

查看镜像大小(Mac下测试):

七步制作精简镜像

哇!这么省力,就能创建几 M 大小的镜像,Go 简介就是为 Docker 镜像量身定做的!

总结

我们介绍了镜像层的知识,并且通过实验,介绍三种如何精简镜像的技巧。这里主要介绍了三种精简方法:选用更精小的镜像,串联 Dockerfile 运行指令,以及试着压缩你的镜像。通过这几个技巧,已经可以将 300M 大小的镜像压缩到 150M,压缩率50%到98%,效果还是不错。

  1. 优化基础镜像
  2. 串接 Dockerfile 命令:
  3. 压缩 Docker images
  4. 优化程序依赖
  5. 选用更合适的开发语言
文章来自黄庆兵老师的网易蜂巢《玩转 Docker 镜像》系列https://github.com/bingohuang/play-docker-images,原本分为上下两篇,由Go生态整合成一篇便于阅读,侵删!
作者简介: 黄庆兵,毕业于浙大,工作于网易,从事云计算、Docker和Go相关开发及布道工作;喜欢开源,乐于分享,勤于布道,折腾过开源小工具,制作过Docker课程,分享过 Gopher Meetup。我的 Github 账号:https://github.com/bingohuang,欢迎一起来 写 Go 玩 Docker!

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