ARM架構下的Docker環境,OpenJDK官方沒有8版本鏡像,如何完美解決?

  • 2020 年 9 月 28 日
  • 筆記

為什麼需要ARM架構下的OpenJDK8的Docker鏡像?

對現有的Java應用,之前一直運行在x86處理器環境下,編譯和運行都是JDK8,如今在樹莓派的Docker環境運行(或者其他ARM架構電腦,例如華為泰山伺服器),需要JDK8鏡像作為基礎鏡像。

現在有什麼問題?

《ARM64架構下,OpenJDK的官方Docker鏡像為何沒有8版本?》一文中,已經確定了OpenJDK官方並未提供8版本的Docker鏡像,因此,原有的Java應用,如果是基於JDK8編譯和運行的,現在從X86架構轉戰到ARM架構的Docker環境下,就會面臨沒有JDK基礎鏡像的問題;

應對之道

《ARM64架構下,OpenJDK的官方Docker鏡像為何沒有8版本?》一文曾經提到應對之道:

  1. 自己編譯一個8版本的OpenJDK安裝包,以此來做Docker鏡像;
  2. Oracle提供了ARM版本的JDKD安裝包,以此包來做Docker鏡像;
  3. 用OpenJDK的11版本,但是11和8的差異要自行處理;

對於第一種方式,自己編譯8版本的OpenJDK,難度太大(對我自己而言),因為編譯OpenJDK需要低版本的OpenJDK作為編譯工具,也就是說我要找到ARM版本的OpenJDK7,才能編譯ARM版本的OpenJDK8,因此我覺得這樣做的難度太大…

今天要討論的是第二種和第三種,

環境信息

  1. 硬體:樹莓派4B
  2. 作業系統:openfans的64為Debian
  3. Docker:19.03.1
  4. docker-compose:1.24.1

參考文檔

  1. 在樹莓派4B安裝64位Debian和Docker的方法,請參考《樹莓派4B安裝64位Linux(不用顯示器鍵盤滑鼠)》
  2. 在樹莓派4B安裝docker-compose的方法,請參考《樹莓派4B安裝docker-compose(64位Linux)》
  3. 將Java應用製作成Docker鏡像,請參考《Docker與Jib(maven插件版)實戰》

Java應用的源碼

本文要解決的問題是ARM架構的電腦上,如何在Docker環境運行Java應用,因此需要有個Java應用來驗證,這裡找了個最普通的SpringBoot應用,提供一個hello world的http介面,通過jib插件構建成Docker鏡像,整個應用的源碼可以從GitHub上下載,地址和鏈接信息如下表所示:

名稱 鏈接 備註
項目主頁 //github.com/zq2599/blog_demos 該項目在GitHub上的主頁
git倉庫地址(https) //github.com/zq2599/blog_demos.git 該項目源碼的倉庫地址,https協議
git倉庫地址(ssh) [email protected]:zq2599/blog_demos.git 該項目源碼的倉庫地址,ssh協議

這個git項目中有多個文件夾,本章的源碼在hellojib文件夾下,如下圖紅框所示:
在這裡插入圖片描述

操作步驟簡介

接下來的操作步驟,如下圖所示:
在這裡插入圖片描述

ARM機器上安裝JDK

要想在ARM機器上編譯構建hellojib工程,就要把JDK和Maven裝好,先裝JDK;

  1. 去Oracle網站下載ARM版本的JDK8,地址是://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html ,如下圖紅框所示:
    在這裡插入圖片描述
  2. 上述JDK文件解壓後是個名為jdk1.8.0_221的文件夾,將此文件夾放在ARM電腦的/usr/lib/jvm目錄下;
  3. 打開文件~/.bashrc,增加以下內容:
export JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/jdk1.8.0_221
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:$PATH
  1. 執行source ~/.bashrc,使得配置立即生效;
  2. 執行命令java -version試試JDK是否已經可用:
[email protected]:~# java -version
java version "1.8.0_221"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_221-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.221-b11, mixed mode)

ARM機器上安裝Maven

  1. 去Maven官網下載安裝包,我這裡下載的是3.6.2版本,地址://www-eu.apache.org/dist/maven/maven-3/3.6.2/binaries/apache-maven-3.6.2-bin.tar.gz
  2. 安裝包解壓之後是個名為apache-maven-3.6.2的文件夾,將此文件夾放在ARM電腦的/usr/local目錄下;
  3. 打開文件~/.bashrc,增加以下內容:
export MAVEN_HOME=/usr/local/apache-maven-3.6.2
export PATH=$MAVEN_HOME/bin:$PATH
  1. 執行source ~/.bashrc,使得配置立即生效;
  2. 執行命令mvn -version試試maven是否已經可用:
[email protected]:~# mvn -version
Apache Maven 3.6.2 (40f52333136460af0dc0d7232c0dc0bcf0d9e117; 2019-08-27T23:06:16+08:00)
Maven home: /usr/local/apache-maven-3.6.2
Java version: 1.8.0_221, vendor: Oracle Corporation, runtime: /usr/lib/jvm/jdk1.8.0_221/jre
Default locale: en_US, platform encoding: UTF-8
OS name: "linux", version: "4.19.69-openfans+20190906-v8", arch: "aarch64", family: "unix"

折騰了這麼久,總算是完成了準備工作,接下來開始做作鏡像了;

要把咱們自己的Java應用做成Docker鏡像,需要有個JDK8鏡像作為基礎鏡像,接下來我們來做這個基礎鏡像;

自己動手,做一個JDK8鏡像

  1. 在ARM電腦上新建一個文件夾,裡面新建名為Dockerfile的文件,內容如下:
#Docker image of JDK8 in ARM64
# VERSION 8
# Author: bolingcavalry

#基礎鏡像使用的是OpenJDK官方鏡像公用的
FROM buildpack-deps:stretch-scm

#作者
MAINTAINER BolingCavalry <[email protected]>

# Default to UTF-8 file.encoding
ENV LANG C.UTF-8

ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk8

ENV PATH $JAVA_HOME/bin:$PATH

ENV JDK_FILE jdk-8u221-linux-arm64-vfp-hflt.tar.gz

COPY $JDK_FILE /usr/local/

RUN mkdir -p "$JAVA_HOME"; \
    tar --extract \
		--file /usr/local/$JDK_FILE \
		--directory "$JAVA_HOME" \
		--strip-components 1 \
		--no-same-owner; \
    rm /usr/local/$JDK_FILE
  1. 將之前下載的jdk-8u221-linux-arm64-vfp-hflt.tar.gz文件複製到Dockerfile文件所在目錄;
  2. 在Dockerfile文件所在目錄執行命令docker build -t bolingcavalry/arm64jdk:8 .(注意命令的末尾有個小數點,不要漏了)
  3. 執行成功後控制台輸出以下信息:
[email protected]:~/test# docker build -t bolingcavalry/arm64jdk:8 .
Sending build context to Docker daemon   73.2MB
Step 1/8 : FROM buildpack-deps:stretch-scm
 ---> 1838b930d30a
Step 2/8 : MAINTAINER BolingCavalry <[email protected]>
 ---> Using cache
 ---> ce7488aef612
Step 3/8 : ENV LANG C.UTF-8
 ---> Using cache
 ---> 0bdb9ce285a9
Step 4/8 : ENV JAVA_HOME /usr/local/jdk8
 ---> Using cache
 ---> 39a412f0d874
Step 5/8 : ENV PATH $JAVA_HOME/bin:$PATH
 ---> Using cache
 ---> 1a3077d36d4e
Step 6/8 : ENV JDK_FILE jdk-8u221-linux-arm64-vfp-hflt.tar.gz
 ---> Using cache
 ---> c39af69e10f7
Step 7/8 : COPY $JDK_FILE /usr/local/
 ---> Using cache
 ---> 5fc704c5b9ff
Step 8/8 : RUN mkdir -p "$JAVA_HOME";     tar --extract 		--file /usr/local/$JDK_FILE 		--directory "$JAVA_HOME" 		--strip-components 1 		--no-same-owner;     rm /usr/local/$JDK_FILE
 ---> Running in a63663306adc
Removing intermediate container a63663306adc
 ---> ddc652d5dec0
Successfully built ddc652d5dec0
Successfully tagged bolingcavalry/arm64jdk:8
  1. 驗證一下效果:
[email protected]:~/test# docker run --rm bolingcavalry/arm64jdk:8 java -version
java version "1.8.0_221"
Java(TM) SE Runtime Environment (build 1.8.0_221-b11)
Java HotSpot(TM) 64-Bit Server VM (build 25.221-b11, mixed mode)

把鏡像推送到鏡像倉庫

將剛剛做好的鏡像推送到倉庫,這麼做的原因如下:

  1. 可以讓大家使用到此鏡像;
  2. 接下來要用Jib插件將Java應用製作成鏡像,Jib插件一定要從鏡像倉庫下載bolingcavalry/arm64jdk:8作為Java應用的基礎鏡像;

這裡我將bolingcavalry/arm64jdk:8推送到了hub.docker.com,如果您沒有hub.docker.com的帳號,也可以選擇推送到私有鏡像倉庫,只要是鏡像倉庫,Jib插件都支援;

將Java應用構建成鏡像

  1. 以前面提到的hellojib為例,打開pom.xml文件,將jib插件的配置改為如下內容:
<!--使用jib插件-->
            <plugin>
                <groupId>com.google.cloud.tools</groupId>
                <artifactId>jib-maven-plugin</artifactId>
                <version>1.3.0</version>
                <configuration>
                    <!--from節點用來設置鏡像的基礎鏡像,相當於Docerkfile中的FROM關鍵字-->
                    <from>
                        <!--使用openjdk官方鏡像,tag是8-jdk-stretch,表示鏡像的作業系統是debian9,裝好了jdk8-->
			    <image>bolingcavalry/arm64jdk:8</image>
                    </from>
                    <to>
                        <!--鏡像名稱和tag,使用了mvn內置變數${project.version},表示當前工程的version-->
                        <image>bolingcavalry/hellojib:${project.version}</image>
                    </to>
                    <!--容器相關的屬性-->
                    <container>
                        <!--jvm記憶體參數-->
                        <jvmFlags>
                            <jvmFlag>-Xms1g</jvmFlag>
                            <jvmFlag>-Xmx1g</jvmFlag>
                        </jvmFlags>
                        <!--要暴露的埠-->
                        <ports>
                            <port>8080</port>
                        </ports>
                    </container>
                </configuration>
            </plugin>
  1. 執行命令mvn clean compile jib:dockerBui-U即可構建鏡像,控制台輸出如下信息(友情提示,這可能是個漫長的等待過程,我這等了9分多鐘):
[email protected]:~/test/hellojib# mvn clean compile jib:dockerBuild -U
[INFO] Scanning for projects...
[INFO] 
[INFO] ---------------------< com.bolingcavalry:hellojib >---------------------
[INFO] Building hellojib 0.0.1-SNAPSHOT
[INFO] --------------------------------[ jar ]---------------------------------
[INFO] 
[INFO] --- maven-clean-plugin:3.1.0:clean (default-clean) @ hellojib ---
[INFO] Deleting /root/test/hellojib/target
[INFO] 
[INFO] --- maven-resources-plugin:3.1.0:resources (default-resources) @ hellojib ---
[INFO] Using 'UTF-8' encoding to copy filtered resources.
[INFO] Copying 1 resource
[INFO] Copying 0 resource
[INFO] 
[INFO] --- maven-compiler-plugin:3.8.1:compile (default-compile) @ hellojib ---
[INFO] Changes detected - recompiling the module!
[INFO] Compiling 2 source files to /root/test/hellojib/target/classes
[INFO] 
[INFO] --- jib-maven-plugin:1.3.0:dockerBuild (default-cli) @ hellojib ---
[INFO] 
[INFO] Containerizing application to Docker daemon as bolingcavalry/hellojib:0.0.1-SNAPSHOT...
[INFO] The base image requires auth. Trying again for bolingcavalry/arm64jdk:8...
[INFO] 
[INFO] Container entrypoint set to [java, -Xms1g, -Xmx1g, -cp, /app/resources:/app/classes:/app/libs/*, com.bolingcavalry.hellojib.HellojibApplication]
[INFO] 
[INFO] Built image to Docker daemon as bolingcavalry/hellojib:0.0.1-SNAPSHOT
[INFO] Executing tasks:
[INFO] [==============================] 100.0% complete
[INFO] 
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time:  09:59 min
[INFO] Finished at: 2019-10-02T19:42:42+08:00
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
  1. 驗證hellojib工程的鏡像是否正常,執行命令docker run –rm -p 8080:8080 bolingcavalry/hellojib:0.0.1-SNAPSHOT,控制台顯示SpringBoot應用啟動成功:
[email protected]:~/test/hellojib# docker run --rm -p 8080:8080 bolingcavalry/hellojib:0.0.1-SNAPSHOT

  .   ____          _            __ _ _
 /\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __  __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \
 \\/  ___)| |_)| | | | | || (_| |  ) ) ) )
  '  |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /
 =========|_|==============|___/=/_/_/_/
 :: Spring Boot ::        (v2.1.6.RELEASE)

2019-10-02 11:45:02.425  INFO 1 --- [           main] c.b.hellojib.HellojibApplication         : Starting HellojibApplication on d2d856d3c623 with PID 1 (/app/classes started by root in /)
2019-10-02 11:45:02.440  INFO 1 --- [           main] c.b.hellojib.HellojibApplication         : No active profile set, falling back to default profiles: default
2019-10-02 11:45:07.203  INFO 1 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat initialized with port(s): 8080 (http)
2019-10-02 11:45:07.342  INFO 1 --- [           main] o.apache.catalina.core.StandardService   : Starting service [Tomcat]
2019-10-02 11:45:07.344  INFO 1 --- [           main] org.apache.catalina.core.StandardEngine  : Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/9.0.21]
2019-10-02 11:45:07.761  INFO 1 --- [           main] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring embedded WebApplicationContext
2019-10-02 11:45:07.762  INFO 1 --- [           main] o.s.web.context.ContextLoader            : Root WebApplicationContext: initialization completed in 5108 ms
2019-10-02 11:45:08.863  INFO 1 --- [           main] o.s.s.concurrent.ThreadPoolTaskExecutor  : Initializing ExecutorService 'applicationTaskExecutor'
2019-10-02 11:45:10.027  INFO 1 --- [           main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer  : Tomcat started on port(s): 8080 (http) with context path ''
2019-10-02 11:45:10.037  INFO 1 --- [           main] c.b.hellojib.HellojibApplication         : Started HellojibApplication in 8.932 seconds (JVM running for 9.876)
2019-10-02 11:45:52.965  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/]       : Initializing Spring DispatcherServlet 'dispatcherServlet'
2019-10-02 11:45:52.966  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Initializing Servlet 'dispatcherServlet'
2019-10-02 11:45:52.993  INFO 1 --- [nio-8080-exec-1] o.s.web.servlet.DispatcherServlet        : Completed initialization in 27 ms
  1. ARM電腦的IP地址是192.168.50.118,因此在瀏覽器訪問://192.168.50.118:8080/hello ,如下圖,可見hellojib工程的容器可以正常工作,成功返回了數據:
    在這裡插入圖片描述
    SpringBoot工程終於在ARM機器的Docker環境下成功運行了,這裡採用的是自製JDK8鏡像的方式,還有一種方法也是可行的,即:使用OpenJDK官方的JDK11鏡像;

使用OpenJDK官方的JDK11鏡像

使用JDK11鏡像,意味著Java工程所用的JDK從8升級到11,這個操作和Docker的關係不大,您只要驗證應用在升級JDK後是否能運行正常即可,本文就不贅述了,我把自己在升級過程中遇到的問題列出來,幫您跳過小坑:

  1. 從JDK9開始引入了module的概念,JDK8自帶的一些jar包不再默認提供,您需要在應用的pom.xml中添加以下依賴,否則SpringBoot啟動時會因為某些lass找不到導致啟動失敗:
<dependency>
    <groupId>javax.xml.bind</groupId>
    <artifactId>jaxb-api</artifactId>
    <version>2.3.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>com.sun.xml.bind</groupId>
    <artifactId>jaxb-impl</artifactId>
    <version>2.3.1</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.glassfish.jaxb</groupId>
    <artifactId>jaxb-runtime</artifactId>
    <version>2.3.1</version>
</dependency>
  1. 如果您的不想修改pom.xml,此時我的做法:
    a. 將上述三個依賴對應的jar包全部找出來(注意這裡絕不止三個jar包,還有它們的間接依賴),放在ARM電腦的某個文件夾下面,例如/usr/local/extendJar;
    b. 修改Jib插件的配置,增加一個classpath,例如:/usr/local/extendJar(注意這裡的路徑是容器內的);
    c. 在啟動容器的時候,增加一個數據卷映射,將宿主機的/usr/local/extendJar映射到容器的/usr/local/extendJar;

至此,OpenJDK官方在ARM架構不提供8版本鏡像的問題已完美解決,如果您正在使用ARM伺服器做Docker+Java開發,希望此文能給您一些參考。

//github.com/zq2599/blog_demos