Dockerfile之优化经验浅谈

本文讲的是Dockerfile之优化经验浅谈， 【编者的话】本文主要讲述如何优化Dockerfile，来缩短docker镜像构建需要的时间，以及Dockerfile的一些编辑规范，推荐所有的Docker爱好者阅读，非常基础的文章，本文也许会给你一些启发和指导。

优化您的Dockerfiles

Docker镜像应该是小而快的。然而，假设你在BusyBox镜像中预编译GO二进制文件，他们就会变得又大又复杂。如果不能构建一个良好的Dockerfile来帮助你提高构建缓存命中率，那么你的镜像构建过程将会变得相当的缓慢。

比如一个用于软件安装的bash脚本，里面堆砌着大量的curl、wget等命令语句，大家在写Dockerfile的时候通常就会像写这个bash脚本一样，将一系列的Docker命令堆砌在其中，这种Dockerfile在构建镜像的时候是比较低效和缓慢的。

秩序

当你正在为一个应用程序构建一个新的Dockerfile，在决定需要引哪些包、运行什么命令的时候肯定会进行很多次尝试，也会遇到很多的问题。优化你的Dockerfile确保命中“构建缓存”的概率越来越大，这样之后的每一次构建中会比前一次要更快一些。

一般的规律是有频率的改变Dockerfile中命令的排序，观察分析运行命令所耗费的时间及与其他镜像共享资源的方式。

这就意味着像WORKDIR、CMD、ENV这些命令应该在底部，然而一个 RUN apt-get -y update 更新应该在上面，因为它需要更长时间来运行，也可以与你所有的镜像共享。

最后任何ADD（或其它缓存失效的命令）命令应该尽可能地在Dockerfile底部，在那里你有可能做出很多改变，然后后续命令缓存失效。

明智地选择你的基础镜像

在如Ubuntu这样的操作系统镜像和Python或Java7中一个特定的应用程序中，有很多基础镜像可供选择。常识告诉你使用Ruby2来运行基于Ruby应用程序并且使用Python3运行Python应用程序。但是现在你有两个几乎没有共同之处的基础镜像，所以你需要下载和构建。相反，如果你使用Ubuntu运行这两个程序，你只需要下载一次基础镜像。

将层作为你的优势

在一个Dockerfile中每个命令都会在原来的基础上生成一层镜像。你可以很快的在三十多层的时候就结束了，这未必是一个问题，但也可以通过组合RUN命令，并使用一行EXPOSE命令列出你所有的开放端口，这样可以有效减少镜像的层数。

通过将RUN命令分组，可以在容器间分享更多的层。当然如果你有一组命令可以多个容器通用，那么你应该创建一个独立的基础镜像，它包含你建立的所有镜像。

对于每一层来说你都可以跨多个镜像分享，这样可以节省大量的磁盘空间。

容器的体积

在创建容器并考虑到体积问题的时候，不要为了节省空间去使用体积小的镜像，尽量使用你将要提供数据的应用程序打成的镜像。如果你这样做了，并且提交了磁盘数据，你不仅在容器中储存了你的数据，而且对实际应用程序的调试也非常有用。

消耗

当你已经构建了一个镜像，在运行它的时候发现有一个package缺少了，把它添加到Dockerfile的底部，而不是添加到顶部的run apt-get命令那里。这意味着你能尽快的重新构建这个镜像了。一旦你的镜像可以正常工作，你可以再提交源码之前重新优化整理Dockerfile。

案例

如果一个Dockerfile是由类似于一个bash脚本写出来的，那么它可能会是这样的：

FROM ubuntu:trusty
MAINTAINER Paul Czarkowski "paul@paulcz.net"

RUN apt-get -yq update

# Apache
RUN \
apt-get -yqq install \
apache2 \
apache2-utils \
libapache2-mod-python \
python-dev \
python-pip \
python-cairo \
python-pysqlite2 \
python-mysqldb \
python-jinja2
sqlite3 \
curl \ 
wget \
git \
software-properties-common

RUN \
curl -sSL https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py | python && \
pip install whisper \
carbon \
graphite-web \
'Twisted<12.0' \
'django<1.6' \
django-tagging

# Add start scripts etc
ADD . /app

RUN mkdir -p /app/wsgi
RUN useradd -d /app -c 'application' -s '/bin/false' graphite
RUN chmod +x /app/bin/*
RUN chown -R graphite:graphite /app
RUN chown -R graphite:graphite /opt/graphite
RUN rm -f /etc/apache2/sites-enabled/*

ADD ./apache-graphite.conf /etc/apache2/sites-enabled/apache-graphite.conf

# Expose ports.
EXPOSE 80 
EXPOSE 2003 
EXPOSE 2004 
EXPOSE 7002

ENV APACHE_CONFDIR /etc/apache2
ENV APACHE_ENVVARS $APACHE_CONFDIR/envvars
ENV APACHE_RUN_USER www-data
ENV APACHE_RUN_GROUP www-data
ENV APACHE_RUN_DIR /var/run/apache2
ENV APACHE_PID_FILE $APACHE_RUN_DIR/apache2.pid
ENV APACHE_LOCK_DIR /var/lock/apache2
ENV APACHE_LOG_DIR /var/log/apache2

WORKDIR /app

# Define default command.
CMD ["/app/bin/start_graphite"]

然而这个Dockerfile的优化版本是基于之前所讨论的内容的，它看起来是这样的：

# 1 - Common Header / Packages
FROM ubuntu:trusty
MAINTAINER Paul Czarkowski "paul@paulcz.net"

RUN apt-get -yq update \
&& apt-get -yqq install \
wget \
curl \
git \
software-properties-common

# 2 - Python
RUN \
apt-get -yqq install \
python-dev \
python-pip \
python-pysqlite2 \
python-mysqldb

# 3 - Apache
RUN \
apt-get -yqq install \
apache2 \
apache2-utils

# 4 - Apache ENVs
ENV APACHE_CONFDIR /etc/apache2
ENV APACHE_ENVVARS $APACHE_CONFDIR/envvars
ENV APACHE_RUN_USER www-data
ENV APACHE_RUN_GROUP www-data
ENV APACHE_RUN_DIR /var/run/apache2
ENV APACHE_PID_FILE $APACHE_RUN_DIR/apache2.pid
ENV APACHE_LOCK_DIR /var/lock/apache2
ENV APACHE_LOG_DIR /var/log/apache2

# 5 - Graphite and Deps
RUN \
apt-get -yqq install \
libapache2-mod-python \
python-cairo \
python-jinja2 \
sqlite3

RUN \
pip install whisper \
carbon \
graphite-web \
'Twisted<12.0' \
'django<1.6' \
django-tagging

# 6 - Other
EXPOSE 80 2003 2004 7002

WORKDIR /app

VOLUME /opt/graphite/data

# Define default command.
CMD ["/app/bin/start_graphite"]

# 7 - First use of ADD
ADD . /app

# 8 - Final setup
RUN mkdir -p /app/wsgi \
&& useradd -d /app -c 'application' -s '/bin/false' graphite \
&& chmod +x /app/bin/* \
&& chown -R graphite:graphite /app \
&& chown -R graphite:graphite /opt/graphite \
&& rm -f /etc/apache2/sites-enabled/* \
&& mv /app/apache-graphite.conf /etc/apache2/sites-enabled/apache-graphite.conf

1 - Common Header / Packages

这是最常见的共享层，在同一个主机上运行所有镜像应该从它开始。你可以看到我已经添加了一些诸如curl和git的操作，他们不是必须的，但是对调试很有用。而且因为他们在分享层，所以它们不会占用太多空间。

2 - Python, 3 - Apache

现在说一下我们的语言规范。在这里我已经包含了python和apache的部分，因为到底把谁放在第一位并不十分清楚。如果我们把apache放在第一位，我们可以获得一个包含层和免费得到apache的ruby应用程序。

4 - Apache Envs

我把这些单独说出来是为了以下这些原因。

首先,镜像中添加Apache部分之后直接构建其他需要的部分模块，以便于在构建多个镜像的过程中尽量多应用公共缓存。你也许认为这并不重要，因为类似EVN的调用是很便宜的，但是我见到过随机的ENV调用耗费了10秒钟甚至更多时间。

有一个很好的例子：你可能想要在容器的底部启动，但这些命令不能被改变的，那么最好把他们移到略微靠前一点的地方。

其次，我真希望Docker能够在同一行指定多个环境，这样可以减少层数，最终提供了一种最简化的构建方式。

5 - Graphite and Deps

这包含了一些特定的apt和pip等资源包。你可以在一个单一的命令中加入他们，利用&&符号最为分隔符，如果需要修改只需要修改这条组合命令即可。

6 - Other

这包含了一大堆简易的命令，如ADD和VOLUME，比起以前安装的包，他们更不可能改变，但运行的效率也不慢，所以在这些命令的缓存失效以后就会变得并不那么重要了。
所以建议把类似的这些命令放在Dockerfile的底部。

7 - First ADD

你应该在最后面使用ADD命令。

8 - Final setup

将这些类似ADD命令的操作放入最后一层。

最后

希望这篇文章能够帮你编写一个更好的Dockerfile文件。这些都是我在构建我自己的镜像的时候所经历过的，虽然他们可能并不适用于所有情况（或可能是错误的），但他们确实提高了我的开发经验。

原文链接：Optimizing your Dockerfiles （翻译：王康 翻译：李颖杰）
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译者介绍
王康，现就职于sion，高级软件工程师，负责云图部署服务的相关工作。曾就职于momo。个人比较热爱新兴技术，热爱共享学习。

原文发布时间为：2015-03-15

本文作者：大自然保护协会志愿者-王康

本文来自云栖社区合作伙伴DockerOne，了解相关信息可以关注DockerOne。

原文标题：Dockerfile之优化经验浅谈