如何创建尽可能小的Docker容器教程

Docker   2014-12-28 20:02:04 发布
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【编者的话】本文作者以一个使用Go语言编写的Web服务为例,重点介绍了如何通过Scratch创建一个尽可能小的Docker容器。在尝试过程中,作 者也发现了很多问题,也逐一得到解决,感兴趣的读者一定要看看作者解决问题的思路。本文看点包括如何从Docker内部调用Docker、创建 Docker容器的Docker容器、Go语言创建静态链接的可执行文件。

当在使用Docker的时候,如果想使用预先配置好的容器,就需要下载很大的镜像包。一个简单的Ubuntu的容器就有200多兆,如果安装了相 关的软件,还会更大。在很多情况下,你并不需要Ubuntu容器内的所有功能模块,例如,如果你只想运行简单的Go语言编写的Web服务,而它并不需要任 何其他工具。

我一直在寻找尽可能小的容器,然后发现了这个:
docker pull scratch
Scratch镜像很赞,它简洁、小巧而且快速, 它没有bug、安全漏洞、延缓的代码或技术债务。这是因为它基本上是空的。除了有点儿被Docker添加的metadata (译注:元数据为描述数据的数据)。你可以用以下命令创建这个scratch镜像(官方文档上有描述):
tar cv --files-from /dev/null | docker import - scratch

这是它,非常小的一个Docker镜像。到此结束!

...或许我们还可以来探讨更多的东西。例如,如何使用scratch镜像呢?这又带来了一些挑战。

为Scratch镜像创建内容

我们可以在一个空的Scratch镜像里运行什么?无依赖的可执行文件。你有没有不需要依赖的可执行文件吗?

我曾经用Python、Java和JavaScript编写过代码。这些语言/平台需要安装运行环境。最近,我开始研究Go(如果你喜欢话用 GoLang)语言平台。看起来Go是静态链接的。所以我尝试编写一个简单的hello world Web服务器,并在Scratch容器中运行它。下面是Hello World Web服务器的代码:
package main
import (
"fmt"
"net/http"
)
func helloHandler(w http.ResponseWriter, r *http.Request) {
fmt.Fprintln(w, "Hello World from Go in minimal Docker container")
}
func main() {
http.HandleFunc("/", helloHandler)
fmt.Println("Started, serving at 8080")
err := http.ListenAndServe(":8080", nil)
if err != nil {
    panic("ListenAndServe: " + err.Error())
}
}


很显然,我不能在Scratch容器内编译我的Web服务,因为此容器内没Go编译器。并且,因为我的工作是在Mac上,我也不能编译的Linux二进制。 (其实,交叉编译GoLang源到不同的平台是可能的,但是这是另一篇文章的资料)

因此,首先我需要一个包含Go编译器的Docker容器。先从简单的开始:
docker run -ti google/golang /bin/bash

在这个容器内,我可以构建Go Web服务,我已经将代码提交到GitHub仓库
go get github.com/adriaandejonge/helloworld
go get命令和go buildy欧典想,它允许获取远程代码包并构建远程依赖。你可以通过运行可执行文件来启动服务:
$GOPATH/bin/helloworld
很棒,它执行了。但这不是我们期待的,我们想让hello world Web服务运行在Scratch容器内。所以,我们需要编写Dockerfile:
FROM scratch ADD bin/helloworld /helloworld
CMD ["/helloworld"]

然后启动。不幸的是,我们使用google/golang容器的方式是没有办法建立这个Dockerfile的。因此,我们首先需要找到一种可以从容器内访问Docker的方法。

从容器内调用Docker

使用Docker的时候,你迟早会有从Docker内部控制Docker的需求。有许多方法可以做到这一点。你可以使用递归的方式,在Docker内运行Docker。然而,这似乎过于复杂,并且又回到了原点:容量大的容器。

你还可以用一些额外的命令参数来提供访问外部Docker给实例:
docker run -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock -v $(which docker):$(which docker) -ti google/golang /bin/bash

在讲到下一步之前,请重新运行Go编译器,因为重新启动一个容器Docker会忘记之前的编译内容:
go get github.com/adriaandejonge/helloworld

当启动容器时,-v 参数在Docker容器内创建一个卷,并允许提供从Docker上的文件作为输入。/var/run/docker.sock是Unix套接字,允许访问Docker服务器。$(which docker)可 以为容器提供Docker可执行文件的路径。但是,当在Apple的boot2docker上运行Docker时,使用该命令需要注意,如果Docker 可执行文件被安装在不同的路径上相对于安装在boot2docker的虚拟机,这将会导致不匹配错误:它将是boot2docker虚拟服务器内的可执行 文件被导入容器内。所以,你可能要替换$(which docker)/usr/local/bin/docker。同样,如果你运行在不同的系统,/var/run/docker.sock有一个不同的位置,你需要相应地调整。

现在,你可以在 google/golang容器内使用在$GOPATH路径下的Dockerfile,例子中,它指向/gopath 。其实,我已经提交Dockerfile到GitHub上。因此,你可以在Go build目录中复制它,命令如下:
cp $GOPATH/src/github.com/adriaandejonge/helloworld/Dockerfile $GOPATH
编译好的二进制文件位于$GOPATH/bin 目录下,当构建Dockerfile时它不可能从父目录中include文件。所以在复制后,下一步是:
docker build -t adejonge/helloworld $GOPATH
如果一切顺利,那么,Docker会有类似输出:
Successfully built 6ff3fd5a381d
然后您可以运行容器:
docker run -ti --name hellobroken adejonge/helloworld
但不幸的是,Docker会输出类似于:
2014/07/02 17:06:48 no such file or directory
那么到底是怎么回事?我们的Scratch容器内已经有静态链接的可执行文件。难道我们犯了什么错误?

事实证明,Go不是静态链接库的,或者至少不是所有的库。在Linux下,我们可以看到动态链接库用以下命令:
ldd $GOPATH/bin/helloworld

其中输入类似以下内容:
linux-vdso.so.1 => (0x00007fff039fe000)
libpthread.so.0 => /lib/x86_64-linux-gnu/libpthread.so.0 (0x00007f61df30f000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f61def84000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f61df530000)
所以,在我们才可以运行的Hello World Web服务器之前,我们需要告诉Go编译器真正的做静态链接。

Go语言创建静态链接的可执行文件

为了创建静态链接的可执行文件,我们需要使用cgo编译器,而不是Go编译器。命令如下:
CGO_ENABLED=0 go get -a -ldflags '-s' github.com/adriaandejonge/helloworld
CGO_ENABLED 环境变量表示使用cgo编译器,而不是Go编译器。-a参数表示要重建所有的依赖。否则,还是以动态链接依赖为结果。-ldflags -s一个不错的额外标志,它可以缩减生成的可执行文件约50%的大小,没有cgo编译器你也可以使用该命令,50%是除去了调试信息的结果。

重新运行ldd命令:
ldd $GOPATH/bin/helloworld
现在应该有类似输出:
not a dynamic executable
然后重新运行用Scratch镜像构建Docker容器那一步:
docker build -t adejonge/helloworld $GOPATH
如果一切顺利,Docker会有类似输出:
Successfully built 6ff3fd5a381d
接着运行容器:
docker run -ti --name helloworld adejonge/helloworld
而这个时候会输出:
Started,serving at 8080
目前为止,有许多步骤,会有很多错误的余地。让我们退出google/golang 容器:
<Press Ctrl-C> exit

您可以检查容器和镜像的存在或不存在:
docker ps -a docker images -a

并且您可以清理Docker:
docker rm -f hello world docker rmi -f adejonge/helloworld

创建Docker容器的Docker容器

到目前为止我们已经敲了这么多命令,我们可以把这些步骤写在Dockerfile中,Docker会帮我们自动处理:
FROM google/golang RUN CGO_ENABLED=0 go get -a -ldflags '-s' github.com/adriaandejonge/helloworld
RUN cp /gopath/src/github.com/adriaandejonge/helloworld/Dockerfile /gopath
CMD docker build -t adejonge/helloworld gopath


我提交了这个Dockerfile到另一个GitHub库。它可以用这个命令构建:
docker build -t adejonge/hellobuild github.com/adriaandejonge/hellobuild

-t表示镜像的标签名为adejonge/hellobuild和隐式标签名为latest。这些名称会在之后的删除镜像中用到。

接下来,你可以创建容器用刚才提供的标签:
docker run -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock -v $(which docker):$(which docker) -ti --name hellobuild adejonge/hellobuild

提供--name hellobuild 参数使得在运行后更容易移除容器。事实上,你现在就可以这样做,因为在运行此命令后,你已经创建了adejonge/helloworld的镜像:
docker rm -f hellobuild docker rmi -f adejonge/hellobuild 
现在你可以运行新的helloworld容器:
docker run -ti --name helloworld adejonge/helloworld
因为所有这些步骤都出自同一命令行运行,而无需在Docker容器内打开bash shell,你可以将这些步骤添加到一个bash脚本,并自动运行。我已经将bash脚本提交到了GitHub库

另外,如果你想尝试一个尽可能小的容器,但是又不想遵循博客中的步骤,你也可以用我提交到Docker Hub库的镜像
docker pull adejonge/helloworld

docker images -a你可以看到大小为3.6MB。当然,如果你能创建一个比我使用 Go 编写的 Web 服务还小的可执行文件,那就可以让它更小。使用 C 语言或者是汇编,你可以这样做到。尽管如此,你不可能使得它比 scratch 镜像还小。

原文链接

扩展阅读

两种方式创建你自己的 Docker 基本映像
利用OpenVSwitch构建多主机Docker网络
【Docker进阶】Dockerfile最佳实践(二)
docker资源汇总
Docker介绍以及其相关术语、底层原理和技术

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