Dockerfile 最佳实践

一 减少构建时间

1.1 构建顺序影响缓存利用率

把不需要经常更改的行放到最前面，更改最频繁的行放到最后面

镜像的构建顺序很重要，当你向 Dockerfile 中添加文件，或者修改其中的某一行时，那一部分的缓存就会失效，该缓存的后续步骤都会中断，需要重新构建。

1.2 只拷贝需要文件，防止缓存溢出

当拷贝文件到镜像中时，尽量只拷贝需要的文件，切忌使用 COPY . 指令拷贝整个目录。如果被拷贝的文件内容发生了更改，缓存就会被破坏。在上面的示例中，镜像中只需要构建好的 jar 包，因此只需要拷贝这个文件就行了，这样即使其他不相关的文件发生了更改也不会影响缓存。

1.3 最小化可缓存的执行层

每一个RUN指令都会被看作可缓存的执行单元，太多的RUN指令会增加镜像的层数，增大镜像的体积，而将所有的指令都放在一个RUN指令又会破坏缓存，从而延缓开放周期，一般都会先更新软件索引信息，然后再安装软件。推荐将更新索引和安装软件放在同一个 RUN 指令中，这样可以形成一个可缓存的执行单元，否则你可能会安装旧的软件包。

1.4 删除比必要的依赖

删除不必要的依赖，不要安装调试工具。如果实在需要调试工具，可以在容器运行之后再安装。某些包管理工具（如 apt）除了安装用户指定的包之外，还会安装推荐的包，这会无缘无故增加镜像的体积。apt 可以通过添加参数 -–no-install-recommends 来确保不会安装不需要的依赖项。如果确实需要某些依赖项，请在后面手动添加。

1.5 删除管理工具的缓存

包管理工具会维护自己的缓存，这些缓存会保留在镜像文件中，推荐的处理方法是在每一个 RUN 指令的末尾删除缓存。如果你在下一条指令中删除缓存，不会减小镜像的体积。

二 可维护性

2.1 尽可能使用官方镜像

使用官方镜像可以节省大量的维护时间，因为官方镜像的所有安装步骤都使用了最佳实践。如果你有多个项目，可以共享这些镜像层，因为他们都可以使用相同的基础镜像。

2.2 使用更具体的标签

基础镜像尽量不要使用 latest 标签。虽然这很方便，但随着时间的推移，latest 镜像可能会发生重大变化。因此在 Dockerfile 中最好指定基础镜像的具体标签。我们使用 openjdk 作为示例，指定标签为 8。其他更多标签请查看官方仓库。

2.3 使用体积更小的基础镜像

基础镜像的标签风格不同，镜像体积就会不同。slim 风格的镜像是基于 Debian 发行版制作的，而 alpine 风格的镜像是基于体积更小的 Alpine Linux 发行版制作的。其中一个明显的区别是：Debian 使用的是 GNU 项目所实现的 C 语言标准库，而 Alpine 使用的是 Musl C 标准库，它被设计用来替代 GNU C 标准库（glibc）的替代品，用于嵌入式操作系统和移动设备。因此使用 Alpine 在某些情况下会遇到兼容性问题。以 openjdk 为例，jre 风格的镜像只包含 Java 运行时，不包含 SDK，这么做也可以大大减少镜像体积。

2.4 给镜像设置合适的LABEL

每一个对象都包含相应的元数据信息，比如 Docker 镜像就包含作者、大小等等元数据信息。在使用镜像的时候，往往会通过这些元数据信息来查找适合的镜像来用于开发或测试，而不单单只是通过名字去检索。

在 Dockerfile 中可以使用 Label 命令来为镜像增加 Label，示例如下：

我们可以查看到 Label 及使用 Label 进行筛选:

三 重复利用

3.1 在一致的环境中从源码构建

首先应该确定构建应用所需的所有依赖，本文的示例 Java 应用很简单，只需要 Maven 和 JDK，所以基础镜像应该选择官方的体积最小的 maven 镜像，该镜像也包含了 JDK。如果你需要安装更多依赖，可以在 RUN 指令中添加。pom.xml 文件和 src 文件夹需要被复制到镜像中，因为最后执行 mvn package 命令（-e 参数用来显示错误，-B 参数表示以非交互式的“批处理”模式运行）打包的时候会用到这些依赖文件。

虽然现在我们解决了环境不一致的问题，但还有另外一个问题：每次代码更改之后，都要重新获取一遍 pom.xml 中描述的所有依赖项。下面我们来解决这个问题。

3.2 在单独的步骤中获取依赖项目

结合前面提到的缓存机制，我们可以让获取依赖项这一步变成可缓存单元，只要 pom.xml 文件的内容没有变化，无论代码如何更改，都不会破坏这一层的缓存。上图中两个 COPY 指令中间的 RUN 指令用来告诉 Maven 只获取依赖项。

现在又遇到了一个新问题：跟之前直接拷贝 jar 包相比，镜像体积变得更大了，因为它包含了很多运行应用时不需要的构建依赖项。

3.3 使用多阶段构建来删除构建时的依赖

多阶段构建可以由多个 FROM 指令识别，每一个 FROM 语句表示一个新的构建阶段，阶段名称可以用 AS 参数指定。本例中指定第一阶段的名称为 builder，它可以被第二阶段直接引用。两个阶段环境一致，并且第一阶段包含所有构建依赖项。

第二阶段是构建最终镜像的最后阶段，它将包括应用运行时的所有必要条件，本例是基于 Alpine 的最小 JRE 镜像。上一个构建阶段虽然会有大量的缓存，但不会出现在第二阶段中。为了将构建好的 jar 包添加到最终的镜像中，可以使用 COPY --from=STAGE_NAME 指令，其中 STAGE_NAME 是上一构建阶段的名称。

四 构建

4.1 分阶段构建

构建镜像最大的挑战莫过于防止镜像过大，造成实际运行时由于并发而导致拉取性能问题。为了应对这个挑战，很多转型到容器的团队采用两个 Dockerfile，一个负责开发环境的镜像构建，一个负责生产环境的镜像构建。开发镜像包含了代码构建所需要的环境，镜像大小自然比较大，生产镜像仅包含应用运行所需要的内容，是很精简的体积很小的镜像。

Docker 分阶段构建就可以很好地解决这个问题，使用如下的 Dockerfile 即可：

整个 Dockerfile 流程很清晰，也不在需要额外的 shell 脚本来支持整个流程，并且我们可以指定执行的 stage，具体命令如下：