制作一个超级精简的 Docker 镜像只需7步
目录
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介绍
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镜像层(Layers)
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制作步骤
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lab-1：初始化构建 Redis 镜像
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lab-2：优化基础镜像
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lab-3：串联 Dockerfile 指令
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lab-4：压缩你的镜像
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lab-5：使用最精简的 base image
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lab-6：提取动态链接的 .so 文件
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lab-7：为 Go 应用构建精简镜像
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总结
介绍
前段时间网易蜂巢曾经推出蜂巢 Logo T恤，用的正是 Docker 镜像制作，最神奇的是，它最终的镜像大小只有 585 字节。
$ docker images | grep hub.c.163.com/public/logo
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
hub.c.163.com/public/logo latest 6fbdd13cd204 11 days ago 585 B
有些镜像都不是我们自己来打包的（比如下载公共镜像），那是否有一些通用的精简 Docker 镜像的手段呢？答案是肯定的，甚至有的镜像可以精简 98%。精简镜像大小的好处不言而喻，既节省了存储空间，又能节省带宽，加快传输等。那好，接下来就请跟随我来学习怎么制作精简 Docker 镜像。
镜像层(Layers)
在开始制作镜像之前，首先了解下镜像的原理，而这其中最重要的概念就是镜像层(Layers)。镜像层依赖于一系列的底层技术，比如文件系统(filesystems)、写时复制(copy-on-write)、联合挂载(union mounts)等，幸运的是你可以在很多地方学习到这些技术[1]，这里就不再赘述技术细节。
总的来说，你最需要记住这点：
在 Dockerfile 中， 每一条指令都会创建一个镜像层，继而会增加整体镜像的大小。
举例来说：
FROM busybox
RUN mkdir /tmp/foo
RUN dd if=/dev/zero of=/tmp/foo/bar bs=1048576 count=100
RUN rm /tmp/foo/bar
以上 Dockerfile 干了几件事：
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基于一个官方的基础镜像 busybox(只有1M多)
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创建一个文件夹(/tmp/foo)和一个文件(bar)，该文件分配了100M大小
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再把这个大文件删除
实际上它最终什么也没做，我们把它构建成镜像（构建可以参考一期[2]）：
docker build -t busybox:test .
再让我们来对比下原生的 busybox 镜像大小和我们生成的镜像大小：
$ docker images | grep busybox
busybox test 896c63dbdb96 2 seconds ago 106 MB
busybox latest 2b8fd9751c4c 9 weeks ago 1.093 MB
出乎意料的是，却生成了 106 MB 的镜像。
多出了 100 M，这是为何？这点和 Git 类似（都用到了Copy-On-Write技术），我用 git 做了如下两次提交（添加了又删除），请问 A_VERY_LARGE_FILE 还在 git 仓库中吗？
$ git add A_VERY_LARGE_FILE
$ git commit
$ git rm A_VERY_LARGE_FILE
$ git commit
答案是:在的，并且会占用仓库的大小。Git 会保存每一次提交的文件版本，而 Dockerfile 中每一条指令都可能增加整体镜像的大小，即使它最终什么事情都没做。
制作步骤
了解了镜像层知识，有助于我们接下来制作精简镜像。这里开始，以最常用的开源缓存软件 Redis 为例，从一步步试验，来介绍如何制作更精简的 Docker 镜像。
lab-1：初始化构建 Redis 镜像
直接上 Dockerfile ：
FROM ubuntu:trusty
ENV VER 3.0.0
ENV TARBALL http://download.redis.io/releases/redis-$VER.tar.gz
# ==> Install curl and helper tools...
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y curl make gcc
# ==> Download, compile, and install...
RUN curl -L $TARBALL | tar zxv
WORKDIR redis-$VER
RUN make
RUN make install
#...
# ==> Clean up...
WORKDIR /
RUN apt-get remove -y --auto-remove curl make gcc
RUN apt-get clean
RUN rm -rf /var/lib/apt/lists/* /redis-$VER
#...
CMD ["redis-server"]
结合注释，读起来并不困难，用到的都是常规的几个命令，简要介绍如下：
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FROM：顶头写，指定一个基础镜像，此处基于
ubuntu:trusty -
ENV：设置环境变量，这里设置了
VER和TARBALL两个环境变量 -
RUN：最常用的 Dockerfile 指令，用于运行各种命令，这里调用了 8 次 RUN 指令
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WORKDIR：指定工作目录，相当于指令
cd -
CMD：指定镜像默认执行的命令，此处默认执行 redis-server 命令来启动 redis
执行构建：
$ docker build -t redis:lab-1 .
注：国内网络，更新下载可能会较慢
查看大小：
| Lab | iamge | Base | Lang | .red[*] | Size (MB) | Memo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | redis | ubuntu |
C | dyn | 347.3 | base ubuntu |
动辄就有 300多 M 的大小，不能忍，下面我们开始一步步优化。
lab-2：优化基础镜像
精简1：选用更小的基础镜像。
常用的 Linux 系统镜像一般有 ubuntu、centos、debian，其中debian 更轻量，而且够用，对比如下：
REPOSITORY TAG IMAGE ID VIRTUAL SIZE
--------------- ------ ------------ ------------
centos 7 214a4932132a 215.7 MB
centos 6 f6808a3e4d9e 202.6 MB
ubuntu trusty d0955f21bf24 188.3 MB
ubuntu precise 9c5e4be642b7 131.9 MB
debian jessie 65688f7c61c4 122.8 MB
debian wheezy 1265e16d0c28 84.96 MB
替换 debian:jessie 作为我们的基础镜像。
优化 Dockerfile：
FROM debian:jessie
#...
执行构建：
$ docker build -t redis:lab-2 .
查看大小：
| Lab | image | Base | Lang | .red[*] | Size (MB) | Memo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 01 | redis | ubuntu |
C | dyn | 347.3 | base ubuntu |
| 02 | redis | debian |
C | dyn | 305.7 | base debian |
减少了42M，稍有成效，但并不明显。细心的同学应该发现，只有 122 MB 的 debian 基础镜像，构建后增加到了 305 MB，看来这里面肯定有优化的空间，如何优化就要用到我们开头说到的 Image Layer 知识了。
lab-3：串联 Dockerfile 指令
精简2：串联你的 Dockerfile 指令（一般是 RUN 指令）。
Dockerfile 中的 RUN 指令通过 && 和 / 支持将命令串联在一起，有时能达到意想不到的精简效果。
优化 Dockerfile：
FROM debian:jessie
ENV VER 3.0.0
ENV TARBALL http://download.redis.io/releases/redis-$VER.tar.gz
RUN echo "==> Install curl and helper tools..." && \
apt-get update && \
apt-get install -y curl make gcc && \
\
echo "==> Download, compile, and install..." && \
curl -L $TARBALL | tar zxv && \
cd redis-$VER && \
make && \
make install && \
...
echo "==> Clean up..." && \
apt-get remove -y --auto-remove curl make gcc && \
apt-get clean && \
rm -rf /var/lib/apt/lists/* /redis-$VER
#...
CMD ["redis-server"]
构建：
$ docker build -t redis:lab-3 .
查看大小：
| Lab | Image | Base | Lang | .red[*] | Size (MB) | Memo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 01 | redis | ubuntu |
C | dyn | 347.3 | base ubuntu |
| 02 | redis | debian |
C | dyn | 305.7 | base debian |
| 03 | redis | debian |
C | dyn | 151.4 | cmd chaining |
哇！一下子减少了 50%，效果明显啊！这是最常用的一个精简手段了。
lab-4：压缩你的镜像
优化3：试着用命令或工具压缩你的镜像。
docker 自带的一些命令还能协助压缩镜像，比如 export 和 import
$ docker run -d redis:lab-3
$ docker export 71b1c0ad0a2b | docker import - redis:lab-4
但麻烦的是需要先将容器运行起来，而且这个过程中你会丢失镜像原有的一些信息，比如：导出端口，环境变量，默认指令。
所以一般通过命令行来精简镜像都是实验性的，那么这里再推荐一个小工具：docker-squash[3]。用起来更简单方便，并且不会丢失原有镜像的自带信息。
下载安装：
https://github.com/jwilder/docker-squash#installation
压缩操作：
$ docker save redis:lab-3 \
| sudo docker-squash -verbose -t redis:lab-4 \
| docker load
注：该工具在 Mac 下并不好使，请在 Linux 下使用
对比大小：
| Lab | Image | Base | PL | .red[*] | Size (MB) | Memo |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 01 | redis | ubuntu |
C | dyn | 347.3 | base ubuntu |
| 02 | redis | debian |
C | dyn | 305.7 | base debian |
| 03 | redis | debian |
C | dyn | 151.4 | cmd chaining |
| 04 | redis | debian |
C | dyn | 151.4 | docker-squash |
好吧，从这里看起来并没有太大作用，所以我只能说试着，而不要报太大期望。
lab-5：使用最精简的 base image
使用 scratch 或者 busybox 作为基础镜像。
关于 scratch：
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一个空镜像，只能用于构建镜像，通过
FROM scratch -
在构建一些基础镜像，比如
debian、busybox，非常有用 -
用于构建超少镜像，比如构建一个包含所有库的二进制文件
关于 busybox
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只有 1~5M 的大小
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包含了常用的 UNIX 工具
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非常方便构建小镜像
这些超小的基础镜像，结合能生成静态原生 ELF 文件的编译语言，比如C/C++，比如 Go，特别方便构建超小的镜像。
cloudcomb-logo（C语言开发） 就是用到了该原理，才能构建出 585 字节的镜像。
redis 同样使用 C语言 开发，看来也有很大的优化空间，下面这个实验，让我们介绍具体的操作方法。
lab-6：提取动态链接的 .so 文件
实验上下文：
$ cat /etc/os-release
NAME="Ubuntu"
VERSION="14.04.2 LTS, Trusty Tahr"
$ uname -a
Linux localhost 3.13.0-46-generic #77-Ubuntu SMP
Mon Mar 2 18:23:39 UTC 2015
x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux
隆重推出 ldd：打印共享的依赖库
$ ldd redis-3.0.0/src/redis-server
linux-vdso.so.1 => (0x00007fffde365000)
libm.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6 (0x00007f307d5aa000)
libpthread.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 (0x00007f307d38c000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f307cfc6000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f307d8b9000)
将所有需要的 .so 文件打包：
$ tar ztvf rootfs.tar.gz
4485167 2015-04-21 22:54 usr/local/bin/redis-server
1071552 2015-02-25 16:56 lib/x86_64-linux-gnu/libm.so.6
141574 2015-02-25 16:56 lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0
1840928 2015-02-25 16:56 lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6
149120 2015-02-25 16:56 lib64/ld-linux-x86-64.so.2
再制作成 Dockerfile：
FROM scratch
ADD rootfs.tar.gz /
COPY redis.conf /etc/redis/redis.conf
EXPOSE 6379
CMD ["redis-server"]
执行构建：
$ docker build -t redis-05 .
查看大小：
| Lab | Base | PL | .red[*] | Size (MB) | Memo | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 01 | redis | ubuntu |
C | dyn | 347.3 | base ubuntu |
| 02 | redis | debian |
C | dyn | 305.7 | base debian |
| 03 | redis | debian |
C | dyn | 151.4 | cmd chaining |
| 04 | redis | debian |
C | dyn | 151.4 | docker-squash |
| 05 | redis | scratch |
C | dyn | 7.73 | rootfs: .so |
哇！显著提高啦！编写 Dockerfile 最佳实践
测试一下：
$ docker run -d --name redis-05 redis-05
$ redis-cli -h \
$(docker inspect -f '{{.NetworkSettings.IPAddress}}' redis-05)
$ redis-benchmark -h \
$(docker inspect -f '{{.NetworkSettings.IPAddress}}' redis-05)
总结一下：
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用
ldd查出所需的 .so 文件 -
将所有依赖压缩成
rootfs.tar或rootfs.tar.gz，之后打进scratch基础镜像
lab-7：为 Go 应用构建精简镜像
Go 语言天生就方便用来构建精简镜像，得益于它能方便的打包成包含静态链接的二进制文件。
打个比方，你有一个 4 MB 大小的包含静态链接的 Go 二进制，并且将其打进 scratch 这样的基础镜像，你得到的镜像大小也只有区区的 4 MB。这可是包含同样功能的 Ruby 程序的百分之一啊。
这里再给大家介绍一个非常好用开源的 Go 编译工具：golang-builder，并给大家实际演示一个例子
程序代码：
package main // import "github.com/CenturyLinkLabs/hello"
import "fmt"
func main() {
fmt.Println("Hello World")
}
Dockerfile：
FROM scratch
COPY hello /
ENTRYPOINT ["/hello"]
通过 golang-builder 打包成镜像：
docker run --rm \
-v $(pwd):/src \
-v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock \
centurylink/golang-builder
查看镜像大小(Mac下测试)：
$ docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED VIRTUAL SIZE
hello latest 1a42948d3224 24 seconds ago 1.59 MB
哇！这么省力，就能创建几 M 大小的镜像，Go 简介就是为 Docker 镜像量身定做的！
总结
我们介绍了镜像层的知识，并且通过实验，介绍三种如何精简镜像的技巧。这里主要介绍了三种精简方法：选用更精小的镜像，串联 Dockerfile 运行指令，以及试着压缩你的镜像。通过这几个技巧，已经可以将 300M 大小的镜像压缩到 150M，压缩率50%到98%，效果还是不错。
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优化基础镜像
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串接 Dockerfile 命令：
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压缩 Docker images
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优化程序依赖
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选用更合适的开发语言
