為何考慮采用Docker？

Docker是提供用戶構(gòu)建鏡像的一種容器化技術(shù)，所構(gòu)建的鏡像包含了主要的應(yīng)用程序和運(yùn)行應(yīng)用所需的所有依賴項(xiàng)。該鏡像可在任何虛擬機(jī)或物理機(jī)器上的Docker容器上運(yùn)行。它的強(qiáng)大之處在于允許用戶在開發(fā)、測(cè)試、預(yù)生產(chǎn)和生產(chǎn)中運(yùn)行同樣的鏡像，而不必?fù)?dān)心在每個(gè)環(huán)境中依賴項(xiàng)的安裝或配置。采用Docker構(gòu)建和運(yùn)行應(yīng)用

以Java程序員的視角看，Docker的典型應(yīng)用場(chǎng)景是在容器內(nèi)運(yùn)行應(yīng)用。這固然不錯(cuò)，但如果Docker能提供應(yīng)用的構(gòu)建是不是更好？本文中，我將演示如何在容器內(nèi)用Docker來編排、構(gòu)建和運(yùn)行Spring Boot應(yīng)用。請(qǐng)先按如下步驟創(chuàng)建一個(gè)Docker鏡像：

• 從源主機(jī)復(fù)制應(yīng)用程序源代碼到鏡像的臨時(shí)構(gòu)建目錄

• 采用Maven完成應(yīng)用的編譯和打包，生成可執(zhí)行的JAR文件

• 采用JRE運(yùn)行JAR文件

鏡像大小的提示

關(guān)注所構(gòu)建鏡像文件的大小非常重要。較小的鏡像文件具有更快的構(gòu)建速度、下載速度和更低的存儲(chǔ)成本優(yōu)勢(shì)。所以要盡可能地讓鏡像只包括所需的幾項(xiàng)組件即可。采用較小的基本鏡像同樣的道理，選用只包含必須功能的基礎(chǔ)鏡像文件也是最佳的選擇。本文后續(xù)采用Alpine鏡像也是基于同樣考慮，Alpine是只有5MB的超細(xì)Linux發(fā)行版。非常適合構(gòu)建精細(xì)的鏡像。同時(shí)Alpine提供一個(gè)包管理器，讓用戶可以安裝任何需要的包。但由于Alpine的初始包非常小，所以安裝大量包的過程會(huì)有些麻煩。如果有看DockerHub的話，就會(huì)發(fā)現(xiàn)很多流行的鏡像都提供了Alpine版，可以直接使用。后續(xù)我們也將用到Alpine版本的Maven和Open JDK JRE鏡像。拋棄不需要的內(nèi)容在稍后過程中所定義編譯、打包并運(yùn)行的Spring Boot應(yīng)用的鏡像。就是可部署運(yùn)行的最終Docker鏡像，因此它只需要包含應(yīng)用本身和運(yùn)行時(shí)依賴項(xiàng)，能夠滿足在單個(gè)容器中構(gòu)建和運(yùn)行就可以了。也就是說它可以純粹就是可執(zhí)行的JAR包和運(yùn)行所需的Java JRE文件，而無需包含Maven(包括本地Maven庫)或目標(biāo)目錄的全部?jī)?nèi)容。那么，用戶所要做的就是構(gòu)建應(yīng)用，然后從最終鏡像中剔除不需要的內(nèi)容。這個(gè)正是多階段構(gòu)建的作用所在。它允許用戶將Docker構(gòu)建分解為不同的步驟，并在步驟之間復(fù)制特定的目標(biāo)項(xiàng)，拋棄非必須的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)拋棄構(gòu)建工具本身和其他對(duì)應(yīng)用沒有關(guān)聯(lián)的內(nèi)容。測(cè)試案例執(zhí)行步驟

項(xiàng)目構(gòu)建非常簡(jiǎn)單，舉個(gè)例子，我用一個(gè)類創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的Spring Boot應(yīng)用，并在項(xiàng)目的根目錄中添加了一個(gè)Dockerfile。(用戶可在GitHub[1]上獲取這個(gè)實(shí)驗(yàn)的完整源代碼，同步實(shí)驗(yàn)。)

主類的代碼顯示如下，且沒有添加任何其他內(nèi)容。接下來我將采用默認(rèn)的執(zhí)行器健康狀況端點(diǎn)來測(cè)試這個(gè)應(yīng)用。

package com.blog.samples.docker;

import org.springframework.boot.SpringApplication;

import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;

@SpringBootApplication

public class Application {

public static void main(String[] args) {

SpringApplication.run(Application.class, args);

}

}

定義Docker鏡像

如下內(nèi)容是Dockerfile中定義的鏡像文件，盡管內(nèi)容不多，但包含了很多步的工作。我將在下面詳細(xì)解釋每一行。

FROM maven:3.5.2-jdk-8-alpine AS MAVEN_BUILD

MAINTAINER Brian Hannaway

COPY pom.xml /build/

COPY src /build/src/

WORKDIR /build/

RUN mvn package

FROM openjdk:8-jre-alpine

WORKDIR /app

COPY --from=MAVEN_BUILD /build/target/docker-boot-intro-0.1.0.jar /app/

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "docker-boot-intro-0.1.0.jar"]

代碼備注：FROM maven:3.5.2-jdk-8-alpine AS MAVEN_BUILD告知Docker采用Maven編譯器。maven:3.5.2-jdk-8-alpine構(gòu)建第一步采用的基礎(chǔ)鏡像，Docker將首先在本地查找鏡像，本地不存在后，將從DockerHub拉取。Maven會(huì)在最后階段被剔除掉(后續(xù)COPY命令介紹)考慮下載快速和鏡像大小控制的原因，選擇Alpine版的Maven鏡像。MAINTAINERBrianHannaway非必選項(xiàng)，但是為映像作者提供一個(gè)接觸點(diǎn)可提高可維護(hù)性。(本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用驗(yàn)證的點(diǎn))COPY pom.xml/build/在鏡像中創(chuàng)建一個(gè)build目錄， 并拷入pom.xml文件。COPY src/build/src/拷入src目錄到鏡像中build目錄。WORKDIR/build/設(shè)置build為工作目錄。后續(xù)任何命令都在此目錄中運(yùn)行。RUN mvnpackage執(zhí)行mvn包來運(yùn)行編譯和打包應(yīng)用，生成成可執(zhí)行的JAR文件。在第一次構(gòu)建鏡像時(shí)，Maven將從公共Maven庫拉取所有需要的依賴項(xiàng)，并將它們緩存在鏡像的本地。后續(xù)的構(gòu)建將使用這個(gè)緩存版的鏡像層，這意味著依賴項(xiàng)將在本地引用，而不必再次從外部拉取。至此，已經(jīng)完成了鏡像定義，只需等其構(gòu)建成一個(gè)可執(zhí)行的JAR文件。這是多階段構(gòu)建的第一部分。下一階段將獲取JAR并運(yùn)行它。FROM openjdk:8-jre-alpine告知Docker多階段構(gòu)建的下一步采用openjdk:8-jre-alpine的基礎(chǔ)鏡像。再次使用Java 8 JRE的Alpine版本，這一步的選擇其實(shí)比前面的Maven版本選擇更為重要，因?yàn)榇嬖谟谧罱K版的鏡像只是openjdk:8-jre-alpine，因此如果要盡可能控制最終鏡像大小的話，選擇輕量級(jí)JRE鏡像就非常重要。WORKDIR/app告知Docker在鏡像內(nèi)創(chuàng)建另一個(gè)/app工作目錄，后續(xù)任何命令都在此目錄中運(yùn)行。COPY--from=MAVEN_BUILD/build/target/docker-boot-intro-0.1.0.jar/app/告知Docker從MAVEN_BUILD階段的/build/target目錄復(fù)制ocker-boot-intro-0.1.0.jar到/app目錄。如前文所述，多階段構(gòu)建的優(yōu)勢(shì)就是允許用戶將特定的內(nèi)容從一個(gè)構(gòu)建階段復(fù)制到另一個(gè)構(gòu)建階段，并丟棄其他所有的內(nèi)容。如果需要保留從MAVENBUILD階段開始的所有內(nèi)容，那最終鏡像會(huì)包含Maven(包括Maven本地庫)工具，以及目標(biāo)目錄中生成的所有類文件。通過從MAVENBUILD階段選擇必須要的內(nèi)容，那最終得到的鏡像會(huì)小很多。ENTRYPOINT["java","-jar","app.jar"]告知Docker在容器運(yùn)行本鏡像時(shí)，運(yùn)行哪些命令。本部分用冒號(hào)進(jìn)行多命令的隔離。本案例中，需要把執(zhí)行JAR文件復(fù)制到/app目錄運(yùn)行。構(gòu)建鏡像

完成Docker鏡像定義后，就可以著手構(gòu)建。打開包含Dockerfile(根目錄)的目錄。運(yùn)行以下命令構(gòu)建鏡像：

docker image build -t docker-boot-intro

-t參數(shù)為指定名稱和可選標(biāo)簽。如果不指定標(biāo)簽，Docker會(huì)自動(dòng)標(biāo)記為最latest。

$ docker image build -t docker-boot-intro .

Sending build context to Docker daemon 26.56MB

Step 1/10 : FROM maven:3.5.2-jdk-8-alpine AS MAVEN_BUILD

---> 293423a981a7

Step 2/10 : MAINTAINER Brian Hannaway

---> Using cache

---> db354a426bfd

Step 3/10 : COPY pom.xml /build/

---> Using cache

---> 256340699bc3

Step 4/10 : COPY src /build/src/

---> Using cache

---> 65eb0f98bb79

Step 5/10 : WORKDIR /build/

---> Using cache

---> b16b294b6b74

Step 6/10 : RUN mvn package

---> Using cache

---> c48659e0197e

Step 7/10 : FROM openjdk:8-jre-alpine

---> f7a292bbb70c

Step 8/10 : WORKDIR /app

---> Using cache

---> 1723d5b9c22f

Step 9/10 : COPY --from=MAVEN_BUILD /build/target/docker-boot-intro-0.1.0.jar /app/

---> Using cache

---> d0e2f8fbe5c9

Step 10/10 : ENTRYPOINT ["java", "-jar", "docker-boot-intro-0.1.0.jar"]

---> Using cache

---> f265acb14147

Successfully built f265acb14147

Successfully tagged docker-boot-intro:latest

SECURITY WARNING: You are building a Docker image from Windows against a non-Windows Docker host. All files and directories added to build context will have '-rwxr-xr-x' permissions. It is recommended to double check and reset permissions for sensitive files and directories.

Brians Computer@DESKTOP-077OUJ8 MINGW64 /c/dev/docker-boot-intro (master)

運(yùn)行構(gòu)建時(shí)，Docker將逐條執(zhí)行Docker文件中的每個(gè)命令。為每個(gè)步驟創(chuàng)建一個(gè)帶有唯一ID的層。例如，步驟1創(chuàng)建的層的ID為293423a981a7。第一次構(gòu)建圖像時(shí)，Docker將從DockerHub獲取它需要的任何外部圖像，然后在此之上開始構(gòu)建新的層。這會(huì)使得第一次構(gòu)建速度非常慢。在構(gòu)建過程中，Docker在嘗試構(gòu)建層之前會(huì)檢查緩存，看看是否已經(jīng)有所構(gòu)建層的緩存版本。如果該層的緩存版本可用，Docker將直接使用它而不是從頭開始構(gòu)建。這意味著一旦構(gòu)建了一個(gè)鏡像層，后續(xù)的構(gòu)建就是重用，速度會(huì)快很多。你可以在上面的構(gòu)建輸出中通過Docker緩存輸出的hash值看到使用了緩存層。以上面第6步所發(fā)生的為例：作為RUN mvn包命令的一部分，Docker將從公共Maven庫獲取所有POM依賴項(xiàng)，構(gòu)建成一個(gè)可執(zhí)行JAR，并將所有這些內(nèi)容存儲(chǔ)在ID為c48659e0197e的層中。下一次構(gòu)建這個(gè)鏡像時(shí)，Maven依賴項(xiàng)和應(yīng)用程序JAR將從緩存層中取出，而不必再次下載和構(gòu)建。鏡像大小

運(yùn)行docker image ls命令將羅列出所有的本地鏡像。可發(fā)現(xiàn)docker-boot-intro鏡像大小為105 MB。

Brians Computer@DESKTOP-077OUJ8 MINGW64 /c/dev/docker-boot-intro (master)

$ docker image ls

REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE

docker-boot-intro latest 823730301d60 15 minutes ago 105MB

853d42b823c3 15 minutes ago 136MB

39ac5e9e9562 19 minutes ago 105MB

dfda2356bd36 19 minutes ago 136MB

Brians Computer@DESKTOP-077OUJ8 MINGW64 /c/dev/docker-boot-intro (master)

我在前文中提到過盡可能保持鏡像大小的最佳實(shí)踐，接下來讓我們細(xì)探一下docker-boot-intro鏡像的105MB由什么組成的。運(yùn)行如下命令：

docker image history boot-docker-intro

將看到鏡像中各個(gè)層的內(nèi)容情況。

Brians Computer@DESKTOP-077OUJ8 MINGW64 /c/dev/docker-boot-intro/target (master)

$ docker image history docker-boot-intro

IMAGE CREATED CREATED BY SIZE COMMENT

823730301d60 19 minutes ago /bin/sh -c #(nop) ENTRYPOINT ["java" "-jar"... 0B

7e43d899f02f 19 minutes ago /bin/sh -c #(nop) COPY file:05f3666306f8c7af... 20.1MB

1723d5b9c22f 6 days ago /bin/sh -c #(nop) WORKDIR /app 0B

f7a292bbb70c 4 months ago /bin/sh -c set -x && apk add --no-cache o... 79.4MB

4 months ago /bin/sh -c #(nop) ENV JAVA_ALPINE_VERSION=8... 0B

4 months ago /bin/sh -c #(nop) ENV JAVA_VERSION=8u212 0B

4 months ago /bin/sh -c #(nop) ENV PATH=/usr/local/sbin:... 0B

4 months ago /bin/sh -c #(nop) ENV JAVA_HOME=/usr/lib/jv... 0B

4 months ago /bin/sh -c { echo '#!/bin/sh'; echo 'set... 87B

4 months ago /bin/sh -c #(nop) ENV LANG=C.UTF-8 0B

4 months ago /bin/sh -c #(nop) CMD ["/bin/sh"] 0B

4 months ago /bin/sh -c #(nop) ADD file:a86aea1f3a7d68f6a... 5.53MB

Brians Computer@DESKTOP-077OUJ8 MINGW64 /c/dev/docker-boot-intro/target (master)

如上所顯示5.53 MB的Alpine基礎(chǔ)鏡像處于第一層。在之上的幾層配置了一系列的環(huán)境變量，然后是大小為79.4 MB的JRE文件。最后的3層是我們?cè)贒ockerfile中定義的層，并包含了20.1 MB的應(yīng)用JAR。可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)鏡像只包括了運(yùn)行應(yīng)用所必須的組件，是一個(gè)非常不錯(cuò)的輕量級(jí)鏡像。運(yùn)行容器

鏡像構(gòu)建好后，可以使用以下命令運(yùn)行一個(gè)容器：

docker container run -p 8080:8080 docker-boot-intro

run命令包括一個(gè)可選的-p參數(shù)，作用是允許用戶將容器應(yīng)用的端口映射到主機(jī)的端口。熟悉Spring Boot的人都知道，應(yīng)用程序的默認(rèn)啟動(dòng)端口就是8080。運(yùn)行一個(gè)容器時(shí)，Docker將運(yùn)行可執(zhí)行JAR文件來啟動(dòng)應(yīng)用，使用容器的8080端口。但如果要訪問容器中的應(yīng)用，需要通過主機(jī)的端口訪問，通過端口映射去到容器端口。-p 8080:8080參數(shù)就是將容器端口8080映射到主機(jī)端口8080。如果沒有異常的話，應(yīng)該可以看到應(yīng)用程序在端口8080成功啟動(dòng)的信息。

Brians Computer@DESKTOP-077OUJ8 MINGW64 /c/dev/docker-boot-intro/target (master)

$ docker container run -p 8080:8080 docker-boot-intro

. ____ _ __ _ _

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

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

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

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

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

:: Spring Boot :: (v2.1.7.RELEASE)

5436 [main] INFO com.blog.samples.docker.Application - Starting Application v0.1.0 on 934a1d731576 with PID 1 (/app/docker-boot-intro-0.1.0.jar started by root in /app)

5466 [main] INFO com.blog.samples.docker.Application - No active profile set, falling back to default profiles: default

16585 [main] INFO o.s.b.w.e.tomcat.TomcatWebServer - Tomcat initialized with port(s): 8080 (http)

16742 [main] INFO o.a.coyote.http11.Http11NioProtocol - Initializing ProtocolHandler ["http-nio-8080"]

16886 [main] INFO o.a.catalina.core.StandardService - Starting service [Tomcat]

16892 [main] INFO o.a.catalina.core.StandardEngine - Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/9.0.22]

17622 [main] INFO o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/] - Initializing Spring embedded WebApplicationContext

17628 [main] INFO o.s.web.context.ContextLoader - Root WebApplicationContext: initialization completed in 11614 ms

21399 [main] INFO o.s.s.c.ThreadPoolTaskExecutor - Initializing ExecutorService 'applicationTaskExecutor'

23347 [main] INFO o.s.b.a.e.web.EndpointLinksResolver - Exposing 2 endpoint(s) beneath base path '/actuator'

23695 [main] INFO o.a.coyote.http11.Http11NioProtocol - Starting ProtocolHandler ["http-nio-8080"]

23791 [main] INFO o.s.b.w.e.tomcat.TomcatWebServer - Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''

23801 [main] INFO com.blog.samples.docker.Application - Started Application in 21.831 seconds (JVM running for 25.901)

應(yīng)用測(cè)試

如果看到類似于上面顯示的信息輸出，那表示容器已經(jīng)順利啟動(dòng)。接下來就可以測(cè)試應(yīng)用。如果你在Windows或Mac上運(yùn)行Docker，需要使用的工具是一個(gè)Linux虛擬機(jī)Docker Toolbox。需要通過運(yùn)行docker-machine ip命令可以獲得Linux VM的IP地址。本案例中的Linux VM IP是192.168.99.100。

Brians Computer@DESKTOP-077OUJ8 MINGW64 /c/dev/docker-boot-intro (master)

$ docker-machine ip

192.168.99.100

獲得IP后，可以使用cURL命令cURL 192.168.99.100:8080/actuator/health來調(diào)用應(yīng)用的健康檢查點(diǎn)來測(cè)試應(yīng)用情況。如果應(yīng)用程序啟動(dòng)并運(yùn)行正常，即可獲得HTTP 200的響應(yīng)，響應(yīng)內(nèi)容為{“status”:“up”}。

Brians Computer@DESKTOP-077OUJ8 MINGW64 /c/dev/docker-boot-intro (master)

$ curl 192.168.99.100:8080/actuator/health

% Total % Received % Xferd Average Speed Time Time Time Current

Dload Upload Total Spent Left Speed

100 15 0 15 0 0 937 0 --:--:-- --:--:-- --:--:-- 937{"status":"UP"}

本方法的局限性

我在前文提到過，可以重用Docker緩存層以減少構(gòu)建時(shí)間。雖然這是事實(shí)，但是在構(gòu)建Java應(yīng)用時(shí)需要考慮存在的例外。每當(dāng)對(duì)Java源代碼或POM文件進(jìn)行更改后，Docker將會(huì)發(fā)現(xiàn)變更差異，從而忽略緩存的副本層，重新構(gòu)建所需的層。這是正常的，但問題是這個(gè)變化會(huì)導(dǎo)致緩存中的Maven依賴項(xiàng)丟失。因此，當(dāng)使用mvn包命令重新構(gòu)建這個(gè)層時(shí)，所有Maven依賴項(xiàng)將再次從遠(yuǎn)程庫中拉取一次，導(dǎo)致顯著減慢了構(gòu)建的速度，成為開發(fā)過程中真正的痛點(diǎn)。而且這個(gè)問題在構(gòu)建沒有Docker的Java應(yīng)用程序時(shí)完全不存在，僅僅發(fā)生在使用Docker構(gòu)建應(yīng)用層時(shí)發(fā)生。解決方案是什么？

目前解決這個(gè)問題的方法是使用主機(jī)上的本地Maven存儲(chǔ)庫作為Maven依賴項(xiàng)的源。通過卷告訴Docker去訪問主機(jī)本地的Maven庫，而非從公共庫中拉取依賴項(xiàng)。這種方法可以解決這個(gè)問題。但也是有利有弊。從好的方面看，你使用的是主機(jī)緩存的Maven依賴項(xiàng)，可以在更改源代碼后，快速重新構(gòu)建，節(jié)省了構(gòu)建時(shí)間。但不利的方面是Docker鏡像的管理因此而失去了一些自主性。使用Docker的主要初衷之一就是不必?fù)?dān)心在其運(yùn)行的環(huán)境中的軟件配置。理想情況下，Docker鏡像應(yīng)該是自我構(gòu)建且擁有構(gòu)建和運(yùn)行所需的一切元素，而不必存在主機(jī)依賴。而這個(gè)方法恰好違背了這個(gè)初衷，讓Docker構(gòu)建失去了部分自主性。在下一篇文章中，我們將介紹Docker卷，并展示如何使用它們?cè)L問主機(jī)上的Maven庫。結(jié)束語

在本文中，我們定義了一個(gè)Docker鏡像來構(gòu)建和運(yùn)行一個(gè)Spring Boot應(yīng)用程序。我們討論了讓鏡像保持盡可能小的重要性，可以通過使用超級(jí)小的Alpine基礎(chǔ)鏡像和在多階段構(gòu)建過程中進(jìn)行內(nèi)容剔除的方式來實(shí)現(xiàn)。我們還討論了使用Docker構(gòu)建Java應(yīng)用程序的局限性和可能的解決方案。用戶可以從GitHub[1]獲取文章中的測(cè)試完整源代碼。相關(guān)鏈接：

https://github.com/briansjavablog/build-and-run-spring-boot-with-docker

原文鏈接：https://dzone.com/articles/build-package-and-run-spring-boot-apps-with-docker基于Kubernetes的DevOps實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)

基于Kubernetes的DevOps實(shí)戰(zhàn)培訓(xùn)將于2019年12月27日在上海開課，3天時(shí)間帶你系統(tǒng)掌握Kubernetes，學(xué)習(xí)效果不好可以繼續(xù)學(xué)習(xí)。本次培訓(xùn)包括：容器特性、鏡像、網(wǎng)絡(luò)；Kubernetes架構(gòu)、核心組件、基本功能；Kubernetes設(shè)計(jì)理念、架構(gòu)設(shè)計(jì)、基本功能、常用對(duì)象、設(shè)計(jì)原則；Kubernetes的數(shù)據(jù)庫、運(yùn)行時(shí)、網(wǎng)絡(luò)、插件已經(jīng)落地經(jīng)驗(yàn)；微服務(wù)架構(gòu)、組件、監(jiān)控方案等，點(diǎn)擊下方圖片或者閱讀原文鏈接查看詳情。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的8s 使用本地打包镜像_在Docker环境构建、打包和运行Spring Boot应用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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