Использование многоэтапных (multi-stage) сборок в Docker

Одной из самых сложных задач по созданию Docker образов является уменьшение размера итогового образа, ведь каждая команда в Dockerfile добавляет отдельный слой к итоговому образу. Поэтому нам всегда нужно помнить, что необходимо очищать любые не нужные нам артефакты в текущем слое, прежде чем перейти к следующему. Чтобы написать действительно эффективный Dockerfile, нам традиционно необходимо было использовать кучу shell-трюков, чтобы с одной стороны сделать как можно меньше слоев, а с другой, чтобы оставить в каждом созданном слое минимальное количество артефактов.

Вообще говоря, это очень распространенная практика использовать несколько Dockerfile-ов в одном проекте: один для разработки (содержит все необходимое для создания вашего приложения), другой оптимизированный для создания итогового образа, который будет использоваться в продуктиве, в котором должно быть только ваше приложение и все то, что необходимо для его запуска. Эта практика в свое время получила название «шаблон строителя». Однако, поддержание в актуальном состоянии двух Dockerfile-ов не есть что-то удобное.

Вот пример двух Dockerfile-ов (Dockerfile.build и Dockerfile), речь о которых идет выше:

Dockerfile:

FROM alpine:latest  
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY app .
CMD ["./app"]

Dockerfile.build:

FROM golang:1.7.3
WORKDIR /go/src/github.com/alexellis/href-counter/
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html  
COPY app.go .
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html \
  && CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

И конечно же скрипт, автоматизирующий всю работу:

build.sh:

#!/bin/sh
echo Building alexellis2/href-counter:build

docker build --build-arg https_proxy=$https_proxy --build-arg http_proxy=$http_proxy \  
    -t alexellis2/href-counter:build . -f Dockerfile.build

docker create --name extract alexellis2/href-counter:build  
docker cp extract:/go/src/github.com/alexellis/href-counter/app ./app  
docker rm -f extract

echo Building alexellis2/href-counter:latest

docker build --no-cache -t alexellis2/href-counter:latest .
rm ./app

Когда вы запускаете build.sh скрипт, он создает первый образ, делает из него контейнер, чтобы скопировать артефакты, а затем создать второй образ. Оба образа занимают место на вашей системе, и еще какое-то место у вас занимают артефакты приложения на вашем локальном диске.

Многоэтапные сборки значительно упрощают эту ситуацию!

При многоэтапной сборке вы используете несколько операторов FROM в вашем Dockerfile. Каждая инструкция FROM использует произвольный базовый образ и начинает новый этап сборки. Вы можете выборочно копировать артефакты с одного этапа на другой, оставляя только то, что вам необходимо в конечном образе. Чтобы показать, как это работает, давайте адаптируем Dockerfile из предыдущего раздела для этого процесса.

Dockerfile:

FROM golang:1.7.3
WORKDIR /go/src/github.com/alexellis/href-counter/
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html  
COPY app.go .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

FROM alpine:latest  
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY --from=0 /go/src/github.com/alexellis/href-counter/app .
CMD ["./app"]

Теперь вам нужен только один Dockerfile. Более того, вам больше не нужен и отдельный скрипт сборки. Просто запустите сборку образа привычной командой.

docker build -t avmaksimov/href-counter:latest .

Конечным результатом вашей является точно такой же крошечный продуктивный образ, однако сложность процесса значительно сократилась. Теперь вам не нужно создавать промежуточные образы, и вам больше не нужно извлекать промежуточные артефакты на вашу локальную систему.

Как это работает? Вторая команда FROM начинает новый этап сборки с базового образа alpine:latest. Инструкция COPY — from = 0 копирует артефакты с предыдущего этапа сборки на текущий этап, благодаря чему необходимые для сборки Go SDK и любые промежуточные артефакты не сохраняются в конечном образе.

По умолчанию этапы никак не называются, и вы ссылаетесь на них по их целочисленному номеру, начиная с 0 для первой инструкции FROM. Тем не менее, у вас есть возможность давать своим этапам понятные имена, добавив как в команду FROM. Этот пример улучшает предыдущий, используя имена для этапов. Это также означает, что даже если порядок инструкций в вашем Dockerfile со временем изменится, инструкции COPY не сломаются.

Dockerfile:

FROM golang:1.7.3 as builder
WORKDIR /go/src/github.com/alexellis/href-counter/
RUN go get -d -v golang.org/x/net/html  
COPY app.go    .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -a -installsuffix cgo -o app .

FROM alpine:latest  
RUN apk --no-cache add ca-certificates
WORKDIR /root/
COPY --from=builder /go/src/github.com/alexellis/href-counter/app .
CMD ["./app"] 

С появлением в Docker поддержки многоэтапных сборок управлять процессами самих сборок стало значительно проще. Надеюсь, вы это тоже оцените! Побольше вам автоматизации и поменьше ручных операций!