ehlxr/docker_practice
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Add BuildKit and docker manifest command. close #390 ,close #391

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Signed-off-by: khs1994 <khs1994@khs1994.com>
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khs1994 2019-03-29 11:41:02 +08:00
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commit 0370871867
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8
.travis.yml
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@ -1,7 +1,8 @@
language: bash
sudo: required
services:
- docker
before_install:
- openssl aes-256-cbc -K $encrypted_6cc8cff04075_key -iv $encrypted_6cc8cff04075_iv
-in .travis/id_rsa.enc -out ~/.ssh/id_rsa -d
@ -10,8 +11,10 @@ before_install:
- date
- git config --global user.name "khs1994"
- git config --global user.email "khs1994@khs1994.com"
script:
- docker run -it --rm -v $PWD:/srv/gitbook-src yeasy/docker_practice build
after_success:
- sudo chmod -R 777 _book
- echo "FROM nginx:1.13.8-alpine" >> Dockerfile
@ -29,14 +32,17 @@ after_success:
- COMMIT=`date "+%F %T"`
- git commit -m "Travis CI Site updated $COMMIT"
- git push -f origin master:"$DEPLOY_BRANCH"
env:
global:
- DEPLOY_BRANCH: pages
# - DEPLOY_BRANCH: legacy-pages
- REPO: git@github.com:yeasy/docker_practice.git
addons:
ssh_known_hosts:
- github.com
branches:
only:
- master

4
CHANGELOG.md
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@ -1,5 +1,9 @@
## 主要修订记录
* 1.1.0 2019-06-30
* 增加 `BuildKit`
* 增加 `docker manifest` 命令使用说明
* 1.0.0: 2018-12-31
* 全面支持 v18.x 新版本
* 添加如何调试 Docker

4
README.md
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@ -2,7 +2,7 @@
[![](https://img.shields.io/github/stars/yeasy/docker_practice.svg?style=social&label=Stars)](https://github.com/yeasy/docker_practice) [![](https://travis-ci.org/yeasy/docker_practice.svg?branch=master)](https://travis-ci.org/yeasy/docker_practice) [![](https://img.shields.io/github/release/yeasy/docker_practice/all.svg)](https://github.com/yeasy/docker_practice/releases) [![](https://img.shields.io/badge/Based-Docker%20CE%20v18.x-blue.svg)](https://github.com/docker/docker-ce) [![](https://img.shields.io/badge/Docker%20%E6%8A%80%E6%9C%AF%E5%85%A5%E9%97%A8%E4%B8%8E%E5%AE%9E%E6%88%98-jd.com-red.svg)](https://u.jd.com/tKZmVG)
**v1.0.0**
**v1.1.0**
[Docker](https://www.docker.com) 是个划时代的开源项目，它彻底释放了计算虚拟化的威力，极大提高了应用的维护效率，降低了云计算应用开发的成本！使用 Docker，可以让应用的部署、测试和分发都变得前所未有的高效和轻松！
@ -40,7 +40,7 @@ Docker 自身仍在快速发展中，生态环境也在蓬勃成长。建议初
* QQ 群 VII （已满）：252403484
* QQ 群 VIII（已满）：544818750
* QQ 群 IX （已满）：571502246
* QQ 群 X   （可加）：145983035
* QQ 群 X （可加）：145983035
>如果有问题，请通过 [Issues](https://github.com/yeasy/docker_practice/issues/new/choose) 来提出。

2
SUMMARY.md
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@ -41,6 +41,8 @@
* [参考文档](image/dockerfile/references.md)
* [Dockerfile 多阶段构建](image/multistage-builds/README.md)
* [实战多阶段构建 Laravel 镜像](image/multistage-builds/laravel.md)
* [构建多种系统架构支持的 Docker 镜像](image/manifest.md)
* [使用 BuildKit 构建镜像](image/buildkit.md)
* [其它制作镜像的方式](image/other.md)
* [实现原理](image/internal.md)
* [操作容器](container/README.md)

178
image/buildkit.md Normal file
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@ -0,0 +1,178 @@
## 使用 `BuildKit` 构建镜像
**BuildKit** 是下一代的镜像构建组件，在 https://github.com/moby/buildkit 开源。
**注意：如果您的镜像构建使用的是云服务商提供的镜像构建服务（Docker Hub 自动构建、腾讯云容器服务、阿里云容器服务等），由于上述服务提供商的 Docker 版本低于 18.09，BuildKit 无法使用，将造成镜像构建失败。建议使用 BuildKit 构建镜像时使用一个新的 Dockerfile 文件（例如 Dockerfile.buildkit）**
**注意：docker-compose build 命令暂时不支持 BuildKit**
下面介绍如何在 Docker CE 18.09+ 版本中使用 `BuildKit` 提供的 `Dockerfile` 新指令来更快、更安全的构建 Docker 镜像。
### 启用 `BuildKit`
启用 `BuildKit` 必须先设置 **环境变量**。
Linux、macOS 执行如下命令：
```bash
$ export DOCKER_BUILDKIT=1
```
Windows 执行如下命令：
```powershell
$ set $env:DOCKER_BUILDKIT=1
```
> 以上是设置环境变量的临时方法，若使环境变量永久生效请读者自行设置。
### `Dockerfile` 新增指令详解
启用 `BuildKit` 之后，我们可以使用下面几个新的指令来加快镜像构建。
#### `RUN --mount=type=cache`
目前，几乎所有的程序都会使用依赖管理工具，例如 `Go` 中的 `go mod`、`Node.js` 中的 `npm` 等等，当我们构建一个镜像时，往往会重复的从互联网中获取依赖包，难以缓存，大大降低了镜像的构建效率。
例如一个前端工程需要用到 `npm`：
```docker
FROM node:alpine as builder
WORKDIR /app
COPY package.json /app/
RUN npm i --registry=https://registry.npm.taobao.org \
&& rm -rf ~/.npm
COPY src /app/src
RUN npm run build
FROM nginx:alpine
COPY --from=builder /app/dist /app/dist
```
使用多阶段构建，构建的镜像中只包含了目标文件夹 `dist`，但仍然存在一些问题，当 `package.json` 文件变动时，`RUN npm i && rm -rf ~/.npm` 这一层会重新执行，变更多次后，生成了大量的中间层镜像。
为解决这个问题，进一步的我们可以设想一个类似 **数据卷** 的功能，在镜像构建时把 `node_modules` 文件夹挂载上去，在构建完成后，这个 `node_modules` 文件夹会自动卸载，实际的镜像中并不包含 `node_modules` 这个文件夹，这样我们就省去了每次获取依赖的时间，大大增加了镜像构建效率，同时也避免了生成了大量的中间层镜像。
`BuildKit` 提供了 `RUN --mount=type=cache` 指令，可以实现上边的设想。
```docker
# syntax = docker/dockerfile:experimental
FROM node:alpine as builder
WORKDIR /app
COPY package.json /app/
RUN --mount=type=cache,target=/app/node_modules,id=my_app_npm_module,sharing=locked \
--mount=type=cache,target=/root/.npm,id=npm_cache \
npm i --registry=https://registry.npm.taobao.org
COPY src /app/src
RUN --mount=type=cache,target=/app/node_modules,id=my_app_npm_module,sharing=locked \
# --mount=type=cache,target=/app/dist,id=my_app_dist,sharing=locked \
npm run build
FROM nginx:alpine
# COPY --from=builder /app/dist /app/dist
# 为了更直观的说明 from 和 source 指令，这里使用 RUN 指令
RUN --mount=type=cache,target=/tmp/dist,from=builder,source=/app/dist \
# --mount=type=cache,target/tmp/dist,from=my_app_dist,sharing=locked \
mkdir -p /app/dist && cp -r /tmp/dist/* /app/dist
```
**由于 `BuildKit` 为实验特性，每个 `Dockerfile` 文件开头都必须加上如下指令**
```docker
# syntax = docker/dockerfile:experimental
```
第一个 `RUN` 指令执行后，`id` 为 `my_app_npm_module` 的缓存文件夹挂载到了 `/app/node_modules` 文件夹中。多次执行也不会产生多个中间层镜像。
第二个 `RUN` 指令执行时需要用到 `node_modules` 文件夹，`node_modules` 已经挂载，命令也可以正确执行。
第三个 `RUN` 指令将上一阶段产生的文件复制到指定位置，`from` 指明缓存的来源，这里 `builder` 表示缓存来源于构建的第一阶段，`source` 指明缓存来源的文件夹。
上面的 `Dockerfile` 中 `--mount=type=cache,...` 中指令作用如下：
|Option |Description|
|---------------------|-----------|
|`id` | `id` 设置一个标志，以便区分缓存。|
|`target` (必填项) | 缓存的挂载目标文件夹。|
|`ro`,`readonly` | 只读，缓存文件夹不能被写入。 |
|`sharing` | 有 `shared` `private` `locked` 值可供选择。`sharing` 设置当一个缓存被多次使用时的表现，由于 `BuildKit` 支持并行构建，当多个步骤使用同一缓存时（同一 `id`）会发生冲突。`shared` 表示多个步骤可以同时读写，`private` 表示当多个步骤使用同一缓存时，每个步骤使用不同的缓存，`locked` 表示当一个步骤完成释放缓存后，后一个步骤才能继续使用该缓存。|
|`from` | 缓存来源（构建阶段），不填写时为空文件夹。|
|`source` | 来源的文件夹路径。|
#### `RUN --mount=type=bind`
该指令可以将一个镜像（或上一构建阶段）的文件挂载到指定位置。
```docker
# syntax = docker/dockerfile:experimental
RUN --mount=type=bind,from=php:alpine,source=/usr/local/bin/docker-php-entrypoint,target=/docker-php-entrypoint \
cat /docker-php-entrypoint
```
#### `RUN --mount=type=tmpfs`
该指令可以将一个 `tmpfs` 文件系统挂载到指定位置。
```docker
# syntax = docker/dockerfile:experimental
RUN --mount=type=tmpfs,target=/temp \
mount | grep /temp
```
#### `RUN --mount=type=secret`
该指令可以将一个文件挂载到指定位置。
```docker
# syntax = docker/dockerfile:experimental
RUN --mount=type=secret,id=aws,target=/root/.aws/credentials \
cat /root/.aws/credentials
```
```bash
$ docker build -t test --secret id=aws,src=$HOME/.aws/credentials .
```
#### `RUN --mount=type=ssh`
该指令可以挂载 `ssh` 密钥。
```docker
# syntax = docker/dockerfile:experimental
FROM alpine
RUN apk add --no-cache openssh-client
RUN mkdir -p -m 0700 ~/.ssh && ssh-keyscan gitlab.com >> ~/.ssh/known_hosts
RUN --mount=type=ssh ssh git@gitlab.com | tee /hello
```
```bash
$ eval $(ssh-agent)
$ ssh-add ~/.ssh/id_rsa
(Input your passphrase here)
$ docker build -t test --ssh default=$SSH_AUTH_SOCK .
```
### 清理构建缓存
执行以下命令清理构建缓存
```bash
$ docker builder prune
```
### 官方文档
* https://github.com/moby/buildkit/blob/master/frontend/dockerfile/docs/experimental.md

13
image/buildkit/README.md
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@ -1,13 +0,0 @@
## BuildKit
BuildKit 是下一代的镜像构建组件，在 https://github.com/moby/buildkit 开源。
下面介绍如何在 Docker CE 18.09+ 版本中使用 BuildKit 构建 Docker 镜像。
```bash
$ export DOCKER_BUILDKIT=1
# Windows
$ set $env:DOCKER_BUILDKIT=1
```

16
image/demo/buildkit/Dockerfile Normal file
View File

@ -0,0 +1,16 @@
FROM node:alpine as builder
WORKDIR /app
COPY package.json /app/
RUN npm i --registry=https://registry.npm.taobao.org \
&& rm -rf ~/.npm
COPY src /app/src
RUN npm run build
FROM nginx:alpine
COPY --from=builder /app/dist /app/dist

37
image/demo/buildkit/Dockerfile.buildkit Normal file
View File

@ -0,0 +1,37 @@
# syntax = docker/dockerfile:experimental
FROM node:alpine as builder
WORKDIR /app
COPY package.json /app/
RUN --mount=type=cache,target=/app/node_modules,id=my_app_npm_module,sharing=locked \
--mount=type=cache,target=/root/.npm,id=npm_cache \
npm i --registry=https://registry.npm.taobao.org
COPY src /app/src
RUN --mount=type=cache,target=/app/node_modules,id=my_app_npm_module,sharing=locked \
# --mount=type=cache,target=/app/dist,id=my_app_dist,sharing=locked \
npm run build
FROM nginx:alpine
# COPY --from=builder /app/dist /app/dist
# 为了更直观的说明 from 和 source 指令，这里使用 RUN 指令
RUN --mount=type=cache,target=/tmp/dist,from=builder,source=/app/dist \
# --mount=type=cache,target/tmp/dist,from=my_app_dist,sharing=locked \
mkdir -p /app/dist && cp -r /tmp/dist/* /app/dist
RUN --mount=type=bind,from=php:alpine,source=/usr/local/bin/docker-php-entrypoint,target=/docker-php-entrypoint \
cat /docker-php-entrypoint
RUN --mount=type=tmpfs,target=/temp \
mount | grep /temp
RUN --mount=type=secret,id=aws,target=/root/.aws/credentials \
cat /root/.aws/credentials
# docker build -t test --secret id=aws,src=$PWD/aws.txt --progress=plain -f Dockerfile.buildkit .

1
image/demo/buildkit/aws.txt Normal file
View File

@ -0,0 +1 @@
awskey

11
image/demo/buildkit/package.json Normal file
View File

@ -0,0 +1,11 @@
{
"name": "my_app",
"version": "19.6.0",
"devDependencies": {
"webpack": "*",
"webpack-cli": "*"
},
"scripts": {
"build": "mkdir -p $PWD/dist && cp -r src/* dist/"
}
}

1
image/demo/buildkit/src/index.js Normal file
View File

@ -0,0 +1 @@
console.log(1);

178
image/manifest.md Normal file
View File

@ -0,0 +1,178 @@
## 构建多种系统架构支持的 Docker 镜像 -- docker manifest 命令详解
我们知道使用镜像创建一个容器，该镜像必须与 Docker 宿主机系统架构一致，例如 `Linux x86_64` 架构的系统中只能使用 `Linux x86_64` 的镜像创建容器。
> macOS 除外，其使用了 [binfmt_misc](https://docs.docker.com/docker-for-mac/multi-arch/) 提供了多种架构支持，在 macOS 系统上 (x86_64) 可以运行 arm 等其他架构的镜像。
例如我们在 `Linux x86_64` 中构建一个 `username/test` 镜像。
```Dockerfile
FROM alpine
CMD echo 1
```
构建镜像后推送到 Docker Hub，之后我们尝试在树莓派 `Linux arm64v8` 中使用这个镜像。
```bash
$ docker run -it --rm username/test
```
可以发现这个镜像根本获取不到。
要解决这个问题，通常采用的做法是通过镜像名区分不同系统架构的镜像，例如在 `Linux x86_64` 和 `Linux arm64v8` 分别构建 `username/test` 和 `username/arm64v8-test` 镜像。运行时使用对应架构的镜像即可。
这样做显得很繁琐，那么有没有一种方法让 Docker 引擎根据系统架构自动拉取对应的镜像呢？
我们发现在 `Linux x86_64` 和 `Linux arm64v8` 架构的计算机中执行 `$ docker run golang:alpine go version` 时我们发现可以正确的运行。
这是什么原因呢？
原因就是 `golang:alpine` 官方镜像有一个 [`manifest` 列表](https://docs.docker.com/registry/spec/manifest-v2-2/)。
当用户获取一个镜像时，Docker 引擎会首先查找该镜像是否有 `manifest` 列表，如果有的话 Docker 引擎会按照 Docker 运行环境（系统及架构）查找出对应镜像（例如 `golang:alpine`）。如果没有的话会直接获取镜像（例如上例中我们构建的 `username/test`）。
我们可以使用 `$ docker manifest inspect golang:alpine` 查看这个 `manifest` 列表的结构。
由于该命令属于实验特性，必须设置如下 **环境变量** 之后才能使用：
```bash
# Linux、macOS
$ export DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL=enabled
# Windows
$ set $env:DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL=enabled
```
> 以上是设置环境变量的临时方法，若使环境变量永久生效请读者自行设置。
设置之后，执行结果如下
```bash
$ docker manifest inspect golang:alpine
```
```json
{
"schemaVersion": 2,
"mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.list.v2+json",
"manifests": [
{
"mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
"size": 1365,
"digest": "sha256:5e28ac423243b187f464d635bcfe1e909f4a31c6c8bce51d0db0a1062bec9e16",
"platform": {
"architecture": "amd64",
"os": "linux"
}
},
{
"mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
"size": 1365,
"digest": "sha256:2945c46e26c9787da884b4065d1de64cf93a3b81ead1b949843dda1fcd458bae",
"platform": {
"architecture": "arm",
"os": "linux",
"variant": "v7"
}
},
{
"mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
"size": 1365,
"digest": "sha256:87fff60114fd3402d0c1a7ddf1eea1ded658f171749b57dc782fd33ee2d47b2d",
"platform": {
"architecture": "arm64",
"os": "linux",
"variant": "v8"
}
},
{
"mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
"size": 1365,
"digest": "sha256:607b43f1d91144f82a9433764e85eb3ccf83f73569552a49bc9788c31b4338de",
"platform": {
"architecture": "386",
"os": "linux"
}
},
{
"mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
"size": 1365,
"digest": "sha256:25ead0e21ed5e246ce31e274b98c09aaf548606788ef28eaf375dc8525064314",
"platform": {
"architecture": "ppc64le",
"os": "linux"
}
},
{
"mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
"size": 1365,
"digest": "sha256:69f5907fa93ea591175b2c688673775378ed861eeb687776669a48692bb9754d",
"platform": {
"architecture": "s390x",
"os": "linux"
}
}
]
}
```
可以看出 `manifest` 列表中包含了不同系统架构所对应的镜像 `digest` 值，这样 Docker 就可以在不同的架构中使用相同的 `manifest` (例如 `golang:alpine`) 获取对应的镜像。
下面介绍如何使用 `$ docker manifest` 命令创建并推送 `manifest` 列表到 Docker Hub。
### 构建镜像
首先在 `Linux x86_64` 构建 `username/x8664-test` 镜像。并在 `Linux arm64v8` 中构建 `username/arm64v8-test` 镜像，构建好之后推送到 Docker Hub。
### 创建 `manifest` 列表
```bash
# $ docker manifest create MANIFEST_LIST MANIFEST [MANIFEST...]
$ docker manifest create username/test \
username/x8664-test \
username/arm64v8-test
```
当要修改一个 `manifest` 列表时，可以加入 `-a,--amend` 参数。
### 设置 `manifest` 列表
```bash
# $ docker manifest annotate [OPTIONS] MANIFEST_LIST MANIFEST
$ docker manifest annotate username/test \
username/x8664-test \
--os linux --arch x86_64
$ docker manifest annotate username/test \
username/arm64v8-test \
--os linux --arch arm64 --variant v8
```
这样就配置好了 `manifest` 列表。
### 查看 `manifest` 列表
```bash
$ docker manifest inspect username/test
```
### 推送 `manifest` 列表
最后我们可以将其推送到 Docker Hub。
```bash
$ docker manifest push username/test
```
### 测试
我们在 `Linux x86_64` `Linux arm64v8` 中分别执行 `$ docker run -it --rm username/test` 命令，发现可以正确的执行。
### 官方博客
详细了解 `manifest` 可以阅读官方博客。
* https://blog.docker.com/2017/11/multi-arch-all-the-things/