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技术分享：使用Jib构建容器镜像

发表于 更新于 分类于 ， ， 阅读次数： Valine：

一、背景

随着服务越来越多，以及项目越来越复杂，在上线发布高峰时段镜像上传、容器创建时间很长。Jar包越来越大，编译打包、上传下载镜像会占用大量带宽，造成拥堵。因此改善这种情况，一方面可以通过合理的依赖配置减小jar包体积，另一方面还可以从镜像入手。

二、容器、镜像、Docker

容器是一种虚拟化技术，最早可以追溯到1979年，Unix版本7引入的Chroot Jail及Chroot系统调用，它可以实现进程及其子进程与系统隔离。2007年谷歌发布了CGroups，支持限制和隔离进程的资源使用（CPU，内存，磁盘I / O，网络等）。2013年Docker发布了第一个版本，容器化进入迸发期，Docker核心的创新是容器镜像，一种新型的应用打包、分发和运行机制。

容器镜像将应用运行环境，包括代码、依赖库、工具、资源文件和元信息等，打包成一种操作系统发行版无关的不可变更软件包。

三、构建镜像

3.1、通过容器打包

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# 先用基础镜像启动一个容器
docker run -it --name=base -p 8080:8080 openjdk:8
# 用命令把jar包复制到容器里
docker cp ./server-0.0.0-SNAPSHOT.jar base:/
# 将容器变动提交，这里在提交的时候指定了镜像的CMD部分
docker commit --change='CMD ["java", "-jar", "./server-0.0.0-SNAPSHOT.jar", "--spring.profiles.active=qa"]' base server:commit

3.2、Dockerfile

创建一个Dockerfile文件，添加如下内容：

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# 基础镜像
FROM openjdk:8
# 环境变量
ENV spring.profiles.active=qa
# 添加jar包
COPY ./server-0.0.0-SNAPSHOT.jar /
# 开放端口号
EXPOSE 8080
# 启动命令
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "/server-0.0.0-SNAPSHOT.jar"]

把Dockerfile和server-0.0.0-SNAPSHOT.jar放在同一个目录，然后在这个目录下执行docker build -t server:dockerfile .，就可以成功构建一个镜像了。

3.3、Jib

Jib[1]是一个开源的快速而简单的容器镜像构建工具，可以脱离Docker环境，也不需要编写Dockerfile，只需要添加一个Maven插件（同时提供了Gradle插件）就将Java程序打包成一个容器镜像，并支持Docker和OCI格式。

Jib充分利用镜像分层的原理，将程序、资源、依赖打包到不同的层，每次只重新构建、推送发生变化的层，加快构建、部署速度。

如何使用Jib构建镜像呢？首先，在项目中增加Jib的Maven插件：

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<plugin>
    <groupId>com.google.cloud.tools</groupId>
    <artifactId>jib-maven-plugin</artifactId>
    <version>3.1.4</version>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>com.google.cloud.tools</groupId>
            <artifactId>jib-layer-filter-extension-maven</artifactId>
            <version>0.1.0</version>
        </dependency>
    </dependencies>

    <configuration>
        <from>
            <image>openjdk:8</image>
        </from>
        <to>
            <image>server:jib</image>
        </to>
        <container>
            <environment>
                <spring.profiles.active>qa</spring.profiles.active>
            </environment>
            <ports>
                <port>8080</port>
            </ports>
        </container>
    </configuration>
</plugin>

然后，执行mvn compile jib:build打包，就可以构建容器并推送到远程仓库了。

也可以将构建过程绑定到其他命令，在Maven插件配置中增加如下配置，将打包镜像绑定到package命令中：

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<executions>
    <execution>
        <phase>package</phase>
        <goals>
            <goal>build</goal>
        </goals>
    </execution>
</executions>

在实际使用过程中，我们的项目是多模块，并且有模块间的依赖的，而Jib默认会把jar包放在同一层，还会有一些引用的jar包会频繁的变动，如果这些包和其他不常变的依赖放在同一层的话，每次变动还是要上传大量文件。

Jib的Maven插件从2.3.0版本（Gradle插件为2.4.0）开始提供了一个可扩展的能力[2]，并且提供了一个镜像层过滤的插件（Jib Layer-Filter Extension[3]），通过这个插件就按一定规则可以将一部分包单独打在一个镜像层，从而将频繁变动的包和不常变的基础包分离。

在Jib插件的configuration节点下增加如下配置：

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<pluginExtensions>
    <pluginExtension>
        <implementation>
            com.google.cloud.tools.jib.maven.extension.layerfilter.JibLayerFilterExtension
        </implementation>
        <configuration
                implementation="com.google.cloud.tools.jib.maven.extension.layerfilter.Configuration">
            <filters>
                <filter>
                    <glob>**/xxx-*.jar</glob>
                    <toLayer>xxx libraries</toLayer>
                </filter>
                <filter>
                    <glob>**/xxx-aaa-*.jar</glob>
                    <toLayer>aaa dependencies</toLayer>
                </filter>
            </filters>
        </configuration>
    </pluginExtension>
</pluginExtensions>

四、Jib实现分层的基本原理

使用Jib默认打包后的应用结构在容器中的结构为：

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|____classes
| |____com
| | |____peppa
| | |____...
|____resources
| |____application.properties
| |____application-online.properties
| |____...
|____libs
| |____accessors-smart-1.2.jar
| |____activation-1.1.jar
| |____android-json-0.0.20131108.vaadin1.jar
| |____...

可以使用maven-dependency-plugin和maven-resources-plugin来实现这种结构：

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<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-dependency-plugin</artifactId>
    <executions>
        <execution>
            <id>copy-dependencies</id>
            <phase>package</phase>
            <goals>
                <goal>copy-dependencies</goal>
            </goals>
            <configuration>
                <outputDirectory>${project.build.directory}/lib</outputDirectory>
                <overWriteReleases>false</overWriteReleases>
                <overWriteSnapshots>false</overWriteSnapshots>
                <overWriteIfNewer>true</overWriteIfNewer>
            </configuration>
        </execution>
    </executions>
</plugin>
<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-resources-plugin</artifactId>
    <executions>
        <execution>
            <id>copy-resources</id>
            <phase>package</phase>
            <goals>
                <goal>copy-resources</goal>
            </goals>
            <configuration>
                <outputDirectory>${project.build.directory}/resources</outputDirectory>
                <resources>
                    <resource>src/main/resources</resource>
                </resources>
            </configuration>
        </execution>
    </executions>
</plugin>

打包之后在target目录使用命令java -cp /app/resources:/app/classes:/app/libs/* win.wellcoding.jib.Application就可以启动了。

  1. https://github.com/GoogleContainerTools/jib ↩

  2. https://github.com/GoogleContainerTools/jib-extensions ↩

  3. https://github.com/GoogleContainerTools/jib-extensions/tree/master/first-party/jib-layer-filter-extension-maven ↩

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