多階段構建Golang程式Docker鏡像

Docker簡介

Docker是基於Linux容器技術（LXC），使用Go語言實現的開源項目，誕生於2013年，遵循Apache2.0協議。Docker自開源後，受到廣泛的關注和討論。

Docker在開發和運維中的優勢
  • 更快的交付和部署

使用Docker，開發人員可以使用鏡像來快速構建一套標準的開發環境，開發完後，測試和運維人員可以直接使用完全相同的環境來部署程式碼，實現了生產環境的無縫運行。

  • 更高效的資源利用

Docker容器的運行不需要額外的虛擬化管理程式支援，它是內核級的虛擬化 ，可以實現更高的性能，同時對資源的額外需求很低。

  • 更輕鬆的遷移和擴展

Docker容器幾乎可以在任意的平台上運行，支援主流的作業系統發行版本。這種兼容性讓用戶可以在不同平台之間輕鬆地遷移應用。

  • 更簡單的更新管理

使用Dockerfile，只需要修改一點點配置，就可以替代以往大量的更新工作。並且所有的修改都以增量的方式被分布和更新，從而實現自動化且高效的容器管理。

首先需要知道以下幾個概念
  • Docker鏡像

Docker鏡像類似於虛擬機鏡像，可以將它理解為一個只讀的模板。鏡像是創建Docker容器的基礎。通過版本管理和增量的文件系統，Docker提供了一套十分簡單的機制和創建和更新現有的鏡像，用戶可以直接從網上下載一個已經做好的應用鏡像，並直接使用。

  • Docker容器

Docker容器類似於一個輕量級的沙箱，Docker利用容器來運行和隔離應用。容器是從鏡像創建的應用運行實例。可以將其啟動、開始、停止、刪除，而這些容器都是彼此相互隔離的，互不可見的。

可以把容器看做一個簡易版的Linux系統環境（包括root用戶許可權、進程空間、用戶空間和網路空間）以及運行在其中的應用程式打包而成的盒子。

  • Docker倉庫

Docker倉庫類似於程式碼倉庫，它是Docker集中存放鏡像文件的場所。它的設計理念與Git類似。Docker鏡像庫分公開倉庫和私有倉庫。最大的公開倉庫是官方提供的Docker Hub。當然，如果不想公開鏡像，可以搭建自己的私有倉庫。

  • Dockerfile

一般介紹完以上三個概念就結束了，但我在這裡要介紹下Dockerfile，因為鏡像的好壞很大程度取決於Dockerfile。Dockerfile是一個文本格式的配置文件，用戶可以使用Dockerfile來快速創建自定義的鏡像。

多階段構建Golang應用Docker鏡像

一般Golang的Dockerfile文件會像這樣：

# Go語言環境基礎鏡像
FROM golang:latest

# 將源碼拷貝到鏡像中
COPY server.go /go/release/

# 指定工作目錄
WORKDIR /go/release

# 編譯鏡像時，運行 go build 編譯生成 app 可執行的二進位文件
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=amd64 GOARM=6 go build -ldflags '-w -s' -o app server.go

# 指定容器運行時入口程式 app
ENTRYPOINT ["/go/release/app"]

這種方式構建的Docker鏡像體積非常大，構建時間長，佔用磁碟空間，部署速度慢。

本篇將使用多階段構建（multi-stage builds）的方式來減少生成的Docker鏡像的體積。

在多階段構建的過程中，我們在Dockerfile使用多個FROM指令，每個FROM指令使用不同的基礎鏡像構成了不同階段。你可以選擇從上一個階段的產物（一般指生成的文件）複製到下一個階段，從而確保不會把不需要的東西帶到下一階段。這種方法可以有效減小Docker鏡像的大小。參考官網

以開源項目—gin+vue前後端分離項目為例，介紹Golang應用如何使用多階段構建Docker鏡像。

項目結構圖

直接上Dockerfile

# 構建：使用golang:1.13版本
FROM golang:1.13 as build

# 容器環境變數添加，會覆蓋默認的變數值
ENV GO111MODULE=on
ENV GOPROXY=//goproxy.cn,direct

# 設置工作區
WORKDIR /go/release

# 把全部文件添加到/go/release目錄
ADD . .

# 編譯：把cmd/main.go編譯成可執行的二進位文件，命名為app
RUN GOOS=linux CGO_ENABLED=0 GOARCH=amd64 go build -ldflags="-s -w" -installsuffix cgo -o app cmd/main.go

# 運行：使用scratch作為基礎鏡像
FROM scratch as prod

# 在build階段複製時區到
COPY --from=build /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
# 在build階段複製可執行的go二進位文件app
COPY --from=build /go/release/app /
# 在build階段複製配置文件
COPY --from=build /go/release/config ./config

# 啟動服務
CMD ["/app"]

Dockerfile各指令詳細介紹：//docs.docker.com/engine/reference/builder/#usage

構建階段，以golang:1.13為基礎鏡像，把項目編譯成Linux x64位系統可執行的二進位文件（命名為app）。運行階段，把必要的配置文件和app複製到scratch鏡像中運行。最後的鏡像只包括運行階段的文件，所以體積很小，只有10多M。

  • golang編譯知識
GOOS=linux CGO_ENABLED=0 GOARCH=amd64 go build -ldflags="-s -w" -installsuffix cgo -o app cmd/main.go

GOOS：目標系統為linux

CGO_ENABLED：默認為1，啟用C語言版本的GO編譯器，通過設置成0禁用它

GOARCH：32位系統為386，64位系統為amd64

-ldflags：用於傳遞每個go工具鏈接調用的參數。

  • -s: 省略符號表和調試資訊
  • -w: 省略DWARF符號表

-installsuffix：在軟體包安裝的目錄中增加後綴標識，用於區分默認版本

-o：指定編譯後的可執行文件名稱

cmd/main.go：main函數所在路徑

scratch鏡像

scratch是一個空鏡像，只能用於構建其他鏡像，比如你要運行一個包含所有依賴的二進位文件，如Golang程式，可以直接使用scratch作為基礎鏡像。scratch本身是不佔空間的，所以使用它構建的鏡像大小几乎和二進位文件本身一樣大，從而讓Golang應用的Docker鏡像體積非常小。
參考：//mp.weixin.qq.com/s/S1Ib08SpQbf1SCbCutUoqQ

製作Golang程式Docker鏡像

這裡直接使用Linux伺服器製作Docker鏡像，也可以使用Docker for windows在windows上製作Docker鏡像。

  • 前提：Linux伺服器安裝Docker，Golang

（1）拉取項目
go get -x github.com/bingjian-zhu/gin-vue-admin/cmd

（2）修改配置文件
進入項目中config/config.yml，修改database配置，改成自己的MySQL資料庫。run-mode運行模式改成release。

（3）生成Docker鏡像

鏡像名字為zhubingjian/gin-vue-admin，版本1.0，不要漏了最後面的.；

docker build -t zhubingjian/gin-vue-admin:1.0 .

其中zhubingjian是我Docker Hub的帳號，想要把鏡像上傳到自己的Docker Hub上，鏡像名稱需要以Docker Hub帳號+/開頭。已經生成的鏡像可以通過tag修改名稱。

運行指令：docker images

可以看到我們生成的Docker鏡像只有14.3M，非常小。名稱為none的鏡像是多階段生成過程留下的鏡像，可以使用docker rmi 鏡像ID把它刪除掉。

（4）運行鏡像

docker run -d --name gin-vue-admin -p 8000:8000 zhubingjian/gin-vue-admin:1.0

  • -d：容器以守護進程的方式運行
  • --name：容器的名字，可以不指定名字
  • -p：指定宿主機器與容器的埠對應關係, 格式為「宿主埠:容器埠」，如果不指定此項，將無法訪問容器里的服務

運行指令：docker ps -a

可以看到所有容器，STATUS顯示Up 10 seconds，表示兩個意思：一是容器在運行；二是已經運行了10秒。如果顯示Exited 6 days，則表示已經停止運行6天了。

目前為止，我們已經成功製作Docker鏡像且運行了。接下來把前端的VUE項目也做成Docker鏡像並運行。

製作VUE程式Docker鏡像

  • 前提：伺服器安裝Docker,nodejs，npm

（1）進入vue-admin目錄，下載npm包

npm install

（2）修改vue-admin目錄下的.env.production文件，改成自己的後台介面地址

（3）發布項目，生成dist文件夾
npm run build:prod

（4）生成Docker鏡像
docker build -t zhubingjian/vue-admin:1.0 .

（5）運行鏡像
docker run -p 80:80 -d --name vue-admin zhubingjian/vue-admin:1.0

參考：Docker 部署 vue 項目

最後，在瀏覽器上打開：//zbj-home.picp.io

就可以看到程式已經在伺服器上跑了。

把鏡像推送到Docker Hub上

首先需要註冊Docker Hub帳號，我註冊時候是有坑的，註冊系統需要做人機檢測，需要翻牆才能完成。官網地址：//hub.docker.com/

（1）登錄Docker Hub
docker login

然後輸入用戶名和密碼

（2）推送鏡像

docker push zhubingjian/gin-vue-admin:1.0
docker push zhubingjian/vue-admin:1.0

總結

本篇主要介紹如何使用多階段構建Golang程式的Docker鏡像，此方法可以精簡Docker鏡像。

源碼地址：//github.com/Bingjian-Zhu/gin-vue-admin

參考：

Tags:

VirMach 便宜 VPS

QNews

QNews