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7 步精简 Docker 镜像(上)

一张图掌握 Docker 命令

图注:一张图掌握 Docker 命令 - 简化版

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  

点击此处,可以了解该镜像的制作过程,这其中就用到了不少精简镜像的技术,尤其是针对 C 程序的优化和精简。但我们平常开发肯定不止用 C 语言,甚至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。那好,接下来就请跟随我来学习怎么一步步精简 Docker 镜像吧。

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,这里就不再赘述技术细节。

docker-image-layers

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 干了这几件事: 1. 基于一个官方的基础镜像 busybox(只有1M多)
2. 创建一个文件夹(/tmp/foo)和一个文件(bar)
3. 为该文件分配了100M大小
4. 再把这个大文件删除

事实上,它最终什么也没做,我们把它构建成镜像看看(构建可以参考一期):

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。

精简步骤

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。

步骤 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: + 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 VERTARBALL 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 + 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。

步骤 2: 优化基础镜像

方法:选用更小的基础镜像。

常用的 Linux 系统镜像一般有 ubuntucentosdebian,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。

步骤 3:串联 Dockerfile 指令

方法: 串联你的 Dockerfile 指令(一般是 RUN 指令)。

Dockerfile 中的 RUN 指令通过 &&/ 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。

步骤 4:压缩你的镜像

方法: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 exportimport

$ 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。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。

总结

本期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(下期还有更强大的技巧)。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%,效果还是不错。但这还远远不够,下篇当中 将介绍一些终极手段,压缩效果可以达到 98%哦!

参考

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