优化Spring Boot应用Docker镜像，提高CI/CD效率

越来越多的项目容器化，Docker已经成为软件开发中的重要工具。通常我们可以通过如下的Dockerfile把Spring Boot应用的fat jar打包成Docker镜像：

FROM adoptopenjdk:8-jre-hotspot  

ARG JAR_FILE=target/*.jar  

COPY ${JAR_FILE} app.jar  

EXPOSE 8080  

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

看起来不错，但是你会发现如果我们修改了业务代码，镜像都会重新构建，哪怕你仅仅修改了一个字符串。如果你使用了CI/CD去构建部署Docker镜像，你会发现有时候CI管道中构建的时间会很长，甚至卡住不动，特别在镜像比较多的时候这种感觉非常明显。所以我们项目要优化这个地方。

Docker的分层机制

要优化就要了解Docker镜像的构建分层机制。Docker镜像由很多层组成，每个层代表Dockerfile中的一条指令。每一层都是基础层上变化的增量，而且自下而上的进行增量构建。

Docker镜像层

这种机制其实也是Docker名称的由来，就像码头工人在码货物一样。

另外当我们构建Docker镜像时，它会被分层提取并缓存在主机中，这些层可以被重用，这就给了我们优化的机会。

就像上面的集装箱，我们如果把容易变动的集装箱放在底层，每次变动我们就需要把它上面的移开；如果我们把它置于底层就可以减少工作量。对于Docker镜像的构建构建也是这样。

Spring Boot 镜像的优化

Spring Boot的fat jar如果能拆分成一层一层构建，把重复的层从主机缓存中复用起来就可以大大提高效率。所以按照变动的频率Spring Boot应用可以划分如下的层级：

• dependencies （依赖项一般变化不大）
• spring-boot-loader（Spring Boot加载器变化也不大）
• snapshot-dependencies （快照依赖，为快照版本的依赖，更新迭代的会快一些）
• application （业务层，也就是我们最频繁变动的）

自Spring Boot 2.3起，Spring Boot提供了spring-boot-jarmode-layertools的jar包，该jar将作为依赖项添加到应用的jar中。通过layertoolsjar模式启动jar：

$ java -Djarmode=layertools -jar my-app.jar

就会生成上述四种层级的索引文件layers.idx。

上面就是该模式下构建的Spring Boot 应用jar的信息，我们可以看到这两个东西。

这个功能依赖spring-boot-maven-plugin插件。

我们只需要将Dockerfile修改为：

# 第一阶段使用layertools的extract命令将应用程序拆分为多个层，本次构建标记为builder  

FROM adoptopenjdk:8-jre-hotspot as builder  

WORKDIR application  

ARG JAR_FILE=target/*.jar  

COPY ${JAR_FILE} app.jar  

RUN java -Djarmode=layertools -jar app.jar extract  

#  第二阶段从分层中复制并构建镜像  

FROM adoptopenjdk:8-jre-hotspot  

WORKDIR application  

# 从上面构建的builder中复制层，注意保证层的顺序  

COPY --from=builder application/dependencies/ ./  

COPY --from=builder application/spring-boot-loader/ ./  

COPY --from=builder application/snapshot-dependencies/ ./  

COPY --from=builder application/application/ ./  

ENTRYPOINT ["java", "org.springframework.boot.loader.JarLauncher"] 

就可以复用主机中的Docker缓存层来加速构建效率。构建命令为：

docker build --build-arg JAR_FILE=path/to/myapp.jar . -tag demo

然后会输出：

Sending build context to Docker daemon  41.87MB  

Step 1/12 : adoptopenjdk:8-jre-hotspot as builder  

– -> 973c18dbf567  

Step 2/12 : WORKDIR application  

– -> Using cache  

– -> b6b89995bd66  

Step 3/12 : ARG JAR_FILE=target/*.jar  

– -> Using cache  

– -> 2065a4ad00d4  

Step 4/12 : COPY ${JAR_FILE} app.jar  

– -> c107bce376f9  

Step 5/12 : RUN java -Djarmode=layertools -jar app.jar extract  

– -> Running in 7a6dfd889b0e  

Removing intermediate container 7a6dfd889b0e  

– -> edb00225ad75  

Step 6/12 : FROM  adoptopenjdk:8-jre-hotspot  

– -> 973c18dbf567  

Step 7/12 : WORKDIR application  

– -> Using cache  

– -> b6b89995bd66  

Step 8/12 : COPY – from=builder application/dependencies/ ./  

– -> Using cache  

– -> c9a01ed348a9  

Step 9/12 : COPY – from=builder application/spring-boot-loader/ ./  

– -> Using cache  

– -> e3861c690a96  

Step 10/12 : COPY – from=builder application/snapshot-dependencies/ ./  

– -> Using cache  

– -> f928837acc47  

Step 11/12 : COPY – from=builder application/application/ ./  

– -> 3a5f60a9b204  

Step 12/12 : ENTRYPOINT ["java", "org.springframework.boot.loader.JarLauncher"]  

– -> Running in f1eb4befc4e0  

Removing intermediate container f1eb4befc4e0  

– -> 8575cc3ac2e3  

Successfully built 8575cc3ac2e3  

Successfully tagged demo:latest 

java -Djarmode=layertools -jar 不建议在启动脚本中使用，仅推荐在构建中使用 。

关于插件目前有版本上的差异，在Spring Boot 2.3中需要：

<build>  

<plugins>  

<plugin>  

  <groupId>org.springframework.boot</groupId>  

  <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>  

  <configuration>  

      <layers>  

        <enabled>true</enabled>  

      </layers>  

  </configuration>  

</plugin>  

...  

</plugins>  

...  

</build>

在Spring Boot 2.4.x以上版本默认：

<build>  

<plugins>  

    <plugin>  

        <groupId>org.springframework.boot</groupId>  

        <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>  

        <!--当然你可以修改layers.enabled为false以关闭此功能。-->  

    </plugin>  

</plugins>  

</build>

通过启用分层构建Spring Boot应用镜像，我明显感觉到推送镜像的速度快了不少（当然这是依赖没有改动的情况下）；另外从远程拉取镜像时只需要拉取变化的层，速度也明显加快了；对构建其实上是构建了两次，虽然配合缓存，效率其实变化不大。也就是说在镜像的网络传输上分层构建有明显的优势，值得一试。

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/JMcBd6OULcVd9aRKyEGc0w