深入解析Multi-stage構建多階段鏡像

一、Multi-stage概述

Multi-stage是Docker自17.05版本引入的新特性。它允許在一個Dockerfile中定義多個鏡像構建階段，並針對當前階段選擇不同的基礎鏡像，從而減小鏡像大小，提高構建效率。

Multi-stage的實現依賴於Docker buildkit，可以通過設置DOCKER_BUILDKIT環境變數來啟用。另外需要注意的是，Multi-stage對鏡像的命名並無強制要求，可以根據需求任意命名。

二、基礎用法

Multi-stage最基礎的用法就是使用多個FROM語句定義多個階段，比如以下例子：

FROM golang:1.15 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

FROM alpine
COPY --from=builder /app/app .
CMD ["./app"]

這個Dockerfile定義了兩個階段，第一個階段使用golang:1.15鏡像作為基礎鏡像，將當前目錄下的所有文件複製到/app目錄下，然後使用go build構建應用程序。第二個階段使用alpine鏡像作為基礎鏡像，只包含Glibc運行庫和基礎命令，將第一個階段構建的應用程序複製到當前目錄，並設置啟動命令為”./app”。

三、多階段鏈式調用

Multi-stage還可以鏈式調用，將一個階段的輸出作為下一個階段的輸入，從而實現更複雜的構建過程。下面是一個簡單的例子：

FROM golang:1.15 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

FROM scratch
COPY --from=builder /app/app .
ENTRYPOINT ["/app"]

這個Dockerfile定義了兩個階段，第一個階段與之前的例子相同，第二個階段使用scratch空鏡像作為基礎鏡像，意味著只包含一個空白文件系統。將第一個階段構建的應用程序複製到當前目錄下，設置啟動命令為”/app”。

四、減少鏡像大小

Multi-stage可以幫助我們減小鏡像大小，在構建應用程序的時候只保留必要的文件和運行時依賴庫，避免不必要的文件和依賴導致鏡像體積過大。

以Node.js應用為例，我們可以只保留應用程序和運行所需的依賴庫，而不包含npm包管理器和應用的開發依賴庫。下面是一個示例Dockerfile：

FROM node:14.16 AS build-stage
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
RUN npm run build

FROM node:14.16-alpine
WORKDIR /app
COPY --from=build-stage /app/dist ./dist
COPY package*.json ./
RUN npm install --production
CMD ["npm", "run", "start"]

這個Dockerfile定義了兩個階段，第一個階段使用node:14.16鏡像作為基礎鏡像，安裝應用程序的開發依賴庫，構建應用程序。第二個階段使用node:14.16-alpine鏡像作為基礎鏡像，只包含Node.js運行時依賴庫和基礎命令，將第一個階段構建的應用程序複製到當前目錄下的dist目錄，並安裝生產依賴庫，設置啟動命令為”npm run start”。

五、交叉編譯

Multi-stage還可以用於交叉編譯應用程序，比如將應用程序編譯為不同平台的二進位文件。下面是一個簡單的例子：

FROM golang:1.15 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN GOOS=linux GOARCH=amd64 go build -o app-linux-amd64 .
RUN GOOS=windows GOARCH=amd64 go build -o app-windows-amd64.exe .

FROM scratch
COPY --from=builder /app/app-linux-amd64 .
ENTRYPOINT ["/app-linux-amd64"]

這個Dockerfile定義了兩個階段，第一個階段使用golang:1.15鏡像作為基礎鏡像，將當前目錄下的所有文件複製到/app目錄下，分別使用GOOS和GOARCH環境變數交叉編譯應用程序為Linux和Windows平台，輸出兩個二進位文件。

六、小結

Multi-stage是Docker非常實用的一個特性，可以幫助我們優化Docker鏡像構建過程、減小鏡像大小、提高構建效率。通過本文介紹的幾個例子，相信大家已經掌握了Multi-stage的基礎用法及更多高級用法，希望可以對大家的Docker實踐有所幫助。