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Windows Containers 大冒險: 優化計劃(Dockerfile)

Enlightenment / 2930人閱讀

摘要：最終疊加在一起成為新的鏡像。優化的方法就是使用和換行符將多條語句合并成一條執行。第一點，所有指令在中需要大寫，從而和具體的操作命令區分開來。第二點，對于過長的指令請合理使用換行符，從而增加的可閱讀性。

前言

有一定旅行經驗的朋友都知道，即使在出發前制定了詳細的出行計劃，也會在路途中因為各式各樣的狀況而不得不重新修改計劃。這個狀況在我們編寫Dockerfile時一樣存在。花了30分鐘編寫的Dockerfile在構建鏡像的時候也會出現各式各樣的狀況。那么編寫Dockerfile時有哪些可以優化的點呢？

在了解可優化點之前，先來了解下容器的分層文件系統。

分層文件系統

分層文件系統是容器技術中的重要概念，當通過Dockerfile構建鏡像時，每一個可執行指令會被容器引擎一一執行，并形成臨時的容器。最終疊加在一起成為新的鏡像。這里有個名詞，叫可執行指令，最常用的就是RUN指令，因為RUN指令會在構建時會形成新的鏡像層。其它創建文件層的指令還有ADD和COPY。

對于以下的Dockerfile，可以通過 docker history 來查看分層文件系統的結構。各位需要注意的是docker history的輸出結果和Dockerfile中指令的先后順序。

#escape=`

FROM microsoft/windowsservercore:1803

SHELL [ "powershell", "-command" ]

RUN $ErrorActionPreference = "Stop"; `
    $ProgressPreference = "SilentlyContinue"; `
    $null = New-Item -Path c:apps -Type Directory

RUN Invoke-WebRequest -Uri https://download.sysinternals.com/files/SysinternalsSuite.zip `
                      -UseBasicParsing -OutFile c:appsSysinternalsSuite.zip `
                      -Proxy http://192.168.0.124:1080; `
    Expand-Archive -Path C:appsSysinternalsSuite.zip -DestinationPath C:appssysinternals -Force; `
    Remove-Item -Path c:appsSysinternalsSuite.zip

ENTRYPOINT [ "powershell" ]
$ docker history greggu/sysinternals:20170516
IMAGE               CREATED             CREATED BY                                      SIZE                COMMENT
64b20b828374        2 weeks ago         powershell -command #(nop)  ENTRYPOINT ["pow…   41kB
5b6b75a8ed6c        2 weeks ago         powershell -command Invoke-WebRequest -Uri h…   94.2MB
8cdde7fb6229        2 weeks ago         powershell -command $ErrorActionPreference =…   39MB
214857b207fb        2 weeks ago         powershell -command #(nop)  SHELL [powershel…   41kB
ad6116672030        6 weeks ago         Install update 10.0.14393.2189                  2.79GB
           17 months ago       Apply image 10.0.14393.0                        7.68GB
優化Dockerfile 對相關指令采取分組合并

首先針對以下Dockerfile構建鏡像，請在構建過程中觀察輸出，也可以使用docker history查看。

FROM microsoft/windowsservercore:1803

SHELL [ "powershell", "-command" ]

RUN $ErrorActionPreference = "Stop"
RUN $ProgressPreference = "SilentlyContinue"
RUN $null = New-Item -Path c:apps -Type Directory
$ docker history greggu/test:0.0.1
IMAGE               CREATED              CREATED BY                                      SIZE                COMMENT
158b934a3b80        About a minute ago   powershell -command $null = New-Item -Path c…   32.7MB
e3b45ff79cc9        2 minutes ago        powershell -command $ProgressPreference = "S…   32.7MB
a61529eb0225        2 minutes ago        powershell -command $ErrorActionPreference =…   39.1MB
214857b207fb        2 weeks ago          powershell -command #(nop)  SHELL [powershel…   41kB
ad6116672030        6 weeks ago          Install update 10.0.14393.2189                  2.79GB
           17 months ago        Apply image 10.0.14393.0                        7.68GB

可以看到每一句RUN指令都新生成了一層鏡像層，導致鏡像大小變大。優化的方法就是使用;和`（換行符）將多條PowerShell語句合并成一條執行。也就是在本文最開始使用的例子。

移除不再需要的文件

還是本文最開始使用的例子，在這個例子中，首先從網絡下載SysinternalsSuite.zip壓縮包，隨后執行了解壓操作。最后執行Remove-Item操作把壓縮包刪除。而這個刪除操作減小了鏡像體積。這點大家很容易理解，不再需要的文件刪除即可。當然這里還有一個小點，為了讓Dockerfile能在任意位置被使用，一般推薦通過網絡下載所依賴的文件。所以Invoke-WebRequest的常用參數也是需要掌握的。

合理使用分層文件系統

在之前的例子中，各位可以看到每一行RUN指令都生成了新的一層鏡像，從而增加最終鏡像的大小。那么是不是意味這把所有指令都寫在一行內就完成了最佳優化實踐呢？這個理解是不對的。為了在構建鏡像時使用到Docker的緩存功能，需要對構建指令進行分組。請各位準備以下兩個Dockerfile并執行構建操作，并特別留意構建第二個鏡像時第3步的輸出。

# escape=`

FROM microsoft/windowsservercore:1803

SHELL [ "powershell", "-command" ]

RUN $ErrorActionPreference = "Stop"; `
    $ProgressPreference = "SilentlyContinue"; `
    $null = New-Item -Path c:demos -Type Directory

RUN $null = New-Item -Path c:demosdemo01 -Type Directory
# escape=`

FROM microsoft/windowsservercore:1803

SHELL [ "powershell", "-command" ]

RUN $ErrorActionPreference = "Stop"; `
    $ProgressPreference = "SilentlyContinue"; `
    $null = New-Item -Path c:demos -Type Directory

RUN $null = New-Item -Path c:demosdemo02 -Type Directory

因為使用了兩個Dockerfile，需要在docker build時指定具體的Dockerfile，具體構建命令可以放在一個批處理文件中

docker build -f Dockerfile.1 --rm --tag greggu/demo01:0.0.1 .
docker build -f Dockerfile.2 --rm --tag greggu/demo02:0.0.1 .

構建日志

PS C:Usersgreggu
eposdow-playgroundwindowsdemo02> .uild.ps1
Sending build context to Docker daemon  4.096kB
Step 1/4 : FROM microsoft/windowsservercore:1803
 ---> 7e2287b03e2e
Step 2/4 : SHELL [ "powershell", "-command" ]
 ---> Running in cb5a6e633a04
Removing intermediate container cb5a6e633a04
 ---> 8fc2f8b81b5b
Step 3/4 : RUN $ErrorActionPreference = "Stop";     $ProgressPreference = "SilentlyContinue";     $null = New-Item -Path c:demos -Type Directory
 ---> Running in dce5d9150f26
Removing intermediate container dce5d9150f26
 ---> 922a8037b585
Step 4/4 : RUN $null = New-Item -Path c:demosdemo01 -Type Directory
 ---> Running in 69d0d0277786
Removing intermediate container 69d0d0277786
 ---> 57bde82f4a6f
Successfully built 57bde82f4a6f
Successfully tagged greggu/demo01:0.0.1
Sending build context to Docker daemon  4.096kB
Step 1/4 : FROM microsoft/windowsservercore:1803
 ---> 7e2287b03e2e
Step 2/4 : SHELL [ "powershell", "-command" ]
 ---> Using cache
 ---> 8fc2f8b81b5b
Step 3/4 : RUN $ErrorActionPreference = "Stop";     $ProgressPreference = "SilentlyContinue";     $null = New-Item -Path c:demos -Type Directory
 ---> Using cache
 ---> 922a8037b585
Step 4/4 : RUN $null = New-Item -Path c:demosdemo02 -Type Directory
 ---> Running in 295a54558ab5
Removing intermediate container 295a54558ab5
 ---> 386e4f6cd28d
Successfully built 386e4f6cd28d
Successfully tagged greggu/demo02:0.0.1
對指令進行排序

由于Docker在處理Dockerfile時是自頂向下處理的，每行指令將和緩存的文件層進行對比。如果緩存中沒有所需的文件層，Docker將按照Dockerfile的指令進行構建。為了合理利用緩存從而加快鏡像構建速度，一般推薦將在多個鏡像中共享的文件層的構建指令放在Dockerfile前部，而改變的部分放在Dockerfile尾部，具體的Dockerfile可以參考上一個優化建議。

Dockerfile編寫風格

在編寫Dockerfile時，一般遵循以下兩點。第一點，所有Docker指令在Dockerfile中需要大寫，從而和具體的操作命令區分開來。第二點，對于過長的指令請合理使用換行符，從而增加Dockerfile的可閱讀性。

總結

本文總結了在構建Windows容器時，如何對Dockerfile進行優化，提高構建效率，在各位編寫多個Dockerfile之后，相信會增加對本文的理解。

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