介紹

在容器化領(lǐng)域，效率、速度和簡(jiǎn)單性至關(guān)重要，Buildpack 已成為一種強(qiáng)大的工具，可以徹底改變項(xiàng)目創(chuàng)建 Docker 鏡像的過(guò)程。與需要費(fèi)力創(chuàng)建和維護(hù) Dockerfile 的傳統(tǒng)方法不同，Buildpack 提供了簡(jiǎn)化且自動(dòng)化的解決方案。使用 Buildpack，我們可以輕松構(gòu)建 Docker 鏡像，無(wú)論項(xiàng)目數(shù)量多少。接下來(lái)，我們將深入探討下 Buildpack 。

什么是Buildpack？

Buildpack 是一個(gè)方便的工具，可以為項(xiàng)目快速創(chuàng)建 Docker 鏡像，而無(wú)需單獨(dú)的Dockerfiles。因此，你可以高效地 Dockerize 多個(gè)項(xiàng)目，而無(wú)需為每個(gè)項(xiàng)目編寫(xiě)Dockerfile 。Buildpack 會(huì)自動(dòng)檢測(cè)項(xiàng)目的編程語(yǔ)言和必要的依賴(lài)項(xiàng)，例如pom.xml、build.gradle或requirements.txt文件，只需運(yùn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的命令，即可輕松將項(xiàng)目集成到 CI/CD 管道中以自動(dòng)創(chuàng)建 Docker 鏡像。

Dockerfile VS Buildpack

使用 Buildpack 比使用 Dockerfile 要容易得多，因?yàn)槭褂?Buildpack 時(shí)，你不需要編寫(xiě)Dockerfile，只需運(yùn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的命令即可為項(xiàng)目創(chuàng)建 Docker 鏡像。Buildpack的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是多階段的處理。當(dāng)我們?yōu)轫?xiàng)目編寫(xiě) Dockerfile 時(shí)，必須創(chuàng)建一個(gè)多階段 Dockerfile，其中一個(gè)階段用于構(gòu)建（例如，對(duì)于使用 Maven 或 Gradle 的Java項(xiàng)目），另一個(gè)階段用于運(yùn)行（運(yùn)行應(yīng)用程序所需的依賴(lài)項(xiàng)）。例如，運(yùn)行 Java 應(yīng)用程序只需要 JRE，而不需要 Maven/Gradle 或其他構(gòu)建工具。

如果你希望創(chuàng)建一個(gè)高效的 Java/Spring Boot/Maven Dockerfile 項(xiàng)目，你需要制作一個(gè)兩階段的 Dockerfile，第一階段build stage，第二階段run stage：

####################### build stage #######################
FROM openjdk:8u342-slim-buster 

RUN apt update & apt install -y curl tar bash ca-certificates gnupg

ENV NODE_MAJOR=16
RUN mkdir -p /etc/apt/keyrings && curl -fsSL https://deb.nodesource.com/gpgkey/nodesource-repo.gpg.key | gpg --dearmor -o /etc/apt/keyrings/nodesource.gpg && echo "deb [signed-by=/etc/apt/keyrings/nodesource.gpg] https://deb.nodesource.com/node_$NODE_MAJOR.x nodistro main" | tee /etc/apt/sources.list.d/nodesource.list
RUN apt update && apt install nodejs -y

ARG MAVEN_VERSION=3.6.3
ARG BASE_URL=https://archive.apache.org/dist/maven/maven-3/${MAVEN_VERSION}/binaries
RUN mkdir -p /usr/share/maven /usr/share/maven/ref \
  && echo "Downlaoding maven" \
  && curl -fsSL -o /tmp/apache-maven.tar.gz ${BASE_URL}/apache-maven-${MAVEN_VERSION}-bin.tar.gz \
  && echo "Unziping maven" \
  && tar -xzf /tmp/apache-maven.tar.gz -C /usr/share/maven --strip-components=1 \
  && echo "Cleaning and setting links" \
  && ln -s /usr/share/maven/bin/mvn /usr/bin/mvn

WORKDIR /workspace

ADD . /workspace 

RUN mvn clean package

RUN mv target/*.jar target/app.jar


####################### run stage #######################
FROM openjdk:8u342-slim-buster 

WORKDIR /workspace

COPY --from=0 /workspace/target/app.jar .

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

上面的Dockerfile內(nèi)容相當(dāng)復(fù)雜，你需要了解 Docker 中多階段的概念才能理解其中發(fā)生的事情。然而，Buildpack 可以讓它變得簡(jiǎn)單，并且會(huì)以不同的方式生成 Docker 鏡像。

左邊Buildpack，右邊Dockerfile

什么時(shí)候使用Dockerfile

使用 Buildpack 的情況包括：

1. 沒(méi)有源代碼倉(cāng)庫(kù)的寫(xiě)權(quán)限，但項(xiàng)目構(gòu)建時(shí)需要Dockerfile。如果無(wú)法訪(fǎng)問(wèn)源代碼倉(cāng)庫(kù)的寫(xiě)權(quán)限，可以使用一個(gè)工具在運(yùn)行時(shí)生成Dockerfile并構(gòu)建Docker鏡像，而無(wú)需暴露實(shí)際的Dockerfile。這樣可以簡(jiǎn)化流程。

2. 如果源代碼倉(cāng)庫(kù)中包含多種編程語(yǔ)言的代碼，最好不要使用Buildpack，因?yàn)榭赡苄枰M(jìn)行大量的定制來(lái)指示項(xiàng)目是用多種語(yǔ)言編寫(xiě)的。

3. 使用Buildpack非常簡(jiǎn)單和直接，當(dāng)你想要節(jié)省時(shí)間和精力時(shí)，它是一個(gè)極好的選擇！

安裝Buildpack

安裝 Buildpack 非常簡(jiǎn)單，可以從其 GitHub 版本頁(yè)面下載并安裝：https://github.com/buildpacks/pack。

$ wget https://github.com/buildpacks/pack/releases/download/v0.31.0/pack-v0.31.0-linux.tgz
$ tar -xvzf pack-v0.31.0-linux.tgz
$ sudo mv pack /usr/bin/

使用Buildpack

示例如下：

$ git clone https://github.com/paketo-buildpacks/samples
$ cd samples/java/gradle
$ pack build testjavadocker --env BP_JVM_VERSION=17
$ docker run --rm testjavadocker

Buildpack存在的問(wèn)題

1. 無(wú)法在低版本Docker上運(yùn)行。需要高于 Docker 版本20才能使用較新版本的builder-jammy-base映像生成器。我在構(gòu)建計(jì)算機(jī)上使用 Docker 版本19.03.5，使用 Buildpack 時(shí)遇到問(wèn)題，發(fā)生了以下錯(cuò)誤：

$ pack build test --builder=buildpacks/builder-jammy-base:0.1.0
...
===> ANALYZING
Image with name "test" not found
===> DETECTING
======== Output: paketo-buildpacks/leiningen@4.5.1 ========
runtime/cgo: pthread_create failed: Operation not permitted
SIGABRT: abort
PC=0x7f8c2afb8a7c m=0 sigcode=18446744073709551610

goroutine 0 [idle]:
runtime: unknown pc 0x7f8c2afb8a7c
stack: frame={sp:0x7fffb88316a0, fp:0x0} stack=[0x7fffb8032bf8,0x7fffb8831c30)
0x00007fffb88315a0:  0x00007f8c2b13c723  0x00007f8c2b13c723

2. 不支持 Maven 小版本自定義。Buildpack paketo-buildpacks/maven不支持更改Maven的小版本。如果項(xiàng)目無(wú)法使用Maven 3的最新版本進(jìn)行編譯，則需要改用Maven Wrapper。使用Maven Wrapper非常簡(jiǎn)單；只需要運(yùn)行以下命令為項(xiàng)目初始化Maven Wrapper即可：

$ mvn wrapper:wrapper -Dmaven=3.6.3
$ ./mvnw clean package

3. Buildpack 環(huán)境變量是不可變的。默認(rèn)情況下，Buildpack 會(huì)在構(gòu)建容器中設(shè)置一些默認(rèn)環(huán)境變量。有時(shí)你可能需要修改或刪除這些變量，但是，你只能修改，不能刪除。
4. 多語(yǔ)言項(xiàng)目較難處理。如果你正在處理多語(yǔ)言項(xiàng)目，最好不要使用 Buildpack。雖然 Buildpack 確實(shí)支持多語(yǔ)言項(xiàng)目，但自定義時(shí)可能非常耗時(shí)。例如，我們有一個(gè)基于Spring framework作為后端和Vue.js前端的項(xiàng)目，要為其創(chuàng)建一個(gè) Docker 鏡像。兩個(gè)部分都在一個(gè)項(xiàng)目中，我們必須指定以下參數(shù)來(lái)告訴 Buildpack 這是一個(gè)多語(yǔ)言項(xiàng)目：
   - BP_JVM_VERSION：描述項(xiàng)目的 Java 版本。
   - BP_NODE_VERSION：指定構(gòu)建項(xiàng)目所需的 Node.js 版本。
   - BP_JAVA_INSTALL_NODE：要求 Buildpack 在構(gòu)建容器上安裝 Node。
   - BP_NODE_PROJECT_PATH：指定 Vue.js 文件在項(xiàng)目中的位置。
   定制過(guò)程可能非常復(fù)雜，尤其是對(duì)于多語(yǔ)言項(xiàng)目（不過(guò)這種場(chǎng)景一般不多）。

pack build test \
    --env 'BP_JVM_VERSION=8' \
    --env 'BP_MAVEN_BUILD_ARGUMENTS=clean package install -U' \
    --env 'BP_NODE_VERSION=16.20.0' \
    --env 'BP_JAVA_INSTALL_NODE=true' \
    --env 'BP_NODE_PROJECT_PATH=src/main/frontend'
    --builder=buildpacks/builder-jammy-base:0.1.0

• 無(wú)互聯(lián)網(wǎng)下的運(yùn)行問(wèn)題。buildpack 高度依賴(lài)互聯(lián)網(wǎng)，如果你的構(gòu)建環(huán)境是純內(nèi)網(wǎng)的（出于安全原因），需要更改下載源。

結(jié)論

在容器化時(shí)代，Buildpack 作為一種改變游戲規(guī)則的工具出現(xiàn)，可以簡(jiǎn)化為項(xiàng)目制作 Docker 鏡像的過(guò)程。它提供了一種自動(dòng)化且高效的方法，消除傳統(tǒng) Dockerfile 創(chuàng)建和維護(hù)的復(fù)雜性。憑借其能夠輕松構(gòu)建 Docker 鏡像且無(wú)需 Dockerfile 的能力，使開(kāi)發(fā)人員能夠無(wú)縫處理多個(gè)項(xiàng)目。它擅長(zhǎng)識(shí)別項(xiàng)目的編程語(yǔ)言和結(jié)構(gòu)，允許自動(dòng)創(chuàng)建 Docker 鏡像，并將其無(wú)縫集成到 CI/CD 管道中。趕緊試試吧！