Docker 镜像优化

Docker
Docker 是一个供软件开发人员和系统管理员使用容器构建、运行和与分享应用程序的平台。容器是在独立环境中运行的进程，它运行在自己的文件系统上，该文件系统是使用 docker 镜像构建的。镜像中包含运行应用程序所需的一切（编译后的代码、依赖项、库等等）。镜像使用 Dockerfile 文件定义。
术语 dockerization 或 containerization 通常用于定义创建 Docker 容器的过程。
因为容器具备如下优点，所以很受欢迎：

• 灵活性：即使是最复杂的应用程序也可以容器化。
• 轻量化：容器共享主机内核，使得它们远比虚拟机高效。
• 便携性：可以做到本地编译，到处运行。
• 松耦合：容器自我封装，一个容器被替换或升级不会打断别的容器。
• 安全性：容器对进程进行了严格的限制和隔离，而无需用户进行任何配置。

重点讨论如何优化 Docker 镜像以使其轻量化。
从一个示例开始，在该示例中，构建了一个 React 应用程序并将其容器化。运行 npx 命令并创建 Dockerfile 之后，得到了如图 1 所示的文件结构。

npx create-react-app app --template typescript

图 1：文件结构
如果构建一个基础的 Dockerfile（如下所示），最终会得到一个 1.16 GB 的镜像：

FROM node:10
WORKDIR /appCOPY app /appRUN npm install -g webserver.localRUN npm install && npm run build
EXPOSE 3000CMD webserver.local -d ./build

图 2：镜像的初始大小为 1.16GB

第一步优化：使用轻量化基础镜像

在 Docker Hub（公共 Docker 仓库）中，有一些镜像可供下载，每个镜像都有不同的特征和大小。
通常，相较于基于其他 Linux 发行版（例如 Ubuntu）的镜像，基于 Alpine 或 BusyBox 的镜像非常小。这是因为 Alpine 镜像和类似的其他镜像都经过了优化，其中仅包含最少的必须的软件包。在下面的图片中，可以看到 Ubuntu、Alpine、Node 和基于 Alpine 的 Node 镜像之间的大小比较。

图 3：基础镜像的不同大小
通过修改 Dockerfile 并使用 Alpine 作为基础镜像，镜像最终大小为 330MB：

FROM node:10-alpine
WORKDIR /appCOPY app /appRUN npm install -g webserver.localRUN npm install && npm run build
EXPOSE 3000CMD webserver.local -d ./build

图 4：经过第一步优化后镜像大小为 330MB

第二步优化：多阶段构建

通过多阶段构建，可以在 Dockerfile 中使用多个基础镜像，并将编译成品、配置文件等从一个阶段复制到另一个阶段，这样就可以丢弃不需要的东西。
在本例中，部署 React 应用程序需要的是编译后的代码，不需要源文件，也不需要 node_modules 目录和 package.json 文件等。
通过将 Dockerfile 修改为如下内容，最终得到的镜像大小为 91.5MB。请记住，来自第一阶段（第 1-4 行）的镜像不会被自动删除，Docker 将它保存在 cache 中，如果在另一个构建镜像过程中执行了相同的阶段，就可以使镜像构建更快。所以必须手动删除第一阶段镜像。

FROM node:10-alpine AS buildWORKDIR /appCOPY app /appRUN npm install && npm run build
FROM node:10-alpineWORKDIR /appRUN npm install -g webserver.localCOPY --from=build /app/build ./buildEXPOSE 3000CMD webserver.local -d ./build

图 5：第二步优化后的镜像大小为 91.5MB
现在有了一个 Dockerfile，它有两个阶段：在第一个阶段中，编译项目，在第二个阶段中，在 web 服务器上部署应用程序。然而，Node 容器并不是提供网页（HTML、CSS 和 JavaScript 文件、图片等）服务的最佳选择，最好的选择是使用像 Nginx 或 Apache 这样的服务。在本例中，将使用 Nginx。
通过将 Dockerfile 修改为如下内容，镜像最终大小是 22.4MB，如果运行这个容器，可以看到网页可以正常工作，没有任何问题（图 7）。

FROM node:10-alpine AS buildWORKDIR /appCOPY app /appRUN npm install && npm run build
FROM nginx:stable-alpineCOPY --from=build /app/build /usr/share/nginx/htmlEXPOSE 80CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

图 6：第三步优化后的镜像大小为 22.4MB

图 7：最终容器的运行结果
参考链接：
https://docs.docker.com/get-started/
https://docs.docker.com/develop/develop-images/multistage-build/