多阶段构建Golang程序Docker镜像

Docker简介

Docker是基于 Linux 容器技术（LXC），使用 Go 语言实现的开源项目，诞生于2013年，遵循Apache2.0协议。Docker自开源后，受到广泛的关注和讨论。

Docker在开发和运维中的优势

• 更快的交付和部署

使用Docker，开发人员可以使用镜像来快速构建一套标准的开发环境，开发完后，测试和运维人员可以直接使用完全相同的环境来部署代码，实现了生产环境的无缝运行。

• 更高效的资源利用

Docker容器的运行不需要额外的虚拟化管理程序支持，它是内核级的虚拟化 ，可以实现更高的性能，同时对资源的额外需求很低。

• 更轻松的迁移和扩展

Docker容器几乎可以在任意的平台上运行，支持主流的操作系统发行版本。这种兼容性让用户可以在不同平台之间轻松地迁移应用。

• 更简单的更新管理

使用Dockerfile，只需要修改一点点配置，就可以替代以往大量的更新工作。并且所有的修改都以增量的方式被分布和更新，从而实现自动化且高效的容器管理。

首先需要知道以下几个概念

• Docker镜像

Docker镜像类似于虚拟机镜像，可以将它理解为一个只读的模板。镜像是创建 Docker 容器的基础。通过版本管理和增量的文件系统，Docker提供了一套十分简单的机制和创建和更新现有的镜像，用户可以直接从网上下载一个已经做好的应用镜像，并直接使用。

• Docker容器

Docker容器类似于一个轻量级的沙箱，Docker利用容器来运行和隔离应用。容器是从镜像创建的应用运行实例。可以将其启动、开始、停止、删除，而这些容器都是彼此相互隔离的，互不可见的。

可以把容器看做一个简易版的Linux系统环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间）以及运行在其中的应用程序打包而成的盒子。

• Docker仓库

Docker仓库类似于代码仓库，它是Docker集中存放镜像文件的场所。它的设计理念与Git类似。Docker镜像库分公开仓库和私有仓库。最大的公开仓库是官方提供的Docker Hub。当然，如果不想公开镜像，可以搭建自己的私有仓库。

• Dockerfile

一般介绍完以上三个概念就结束了，但我在这里要介绍下Dockerfile，因为镜像的好坏很大程度取决于Dockerfile。Dockerfile是一个文本格式的配置文件，用户可以使用Dockerfile来快速创建自定义的镜像。

多阶段构建Golang应用Docker镜像

一般Golang的Dockerfile文件会像这样：

# Go语言环境基础镜像
FROM golang:latest

# 将源码拷贝到镜像中
COPY server.go /go/release/

# 指定工作目录
WORKDIR /go/release

# 编译镜像时，运行 go build 编译生成 app 可执行的二进制文件
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=amd64 GOARM=6 go build -ldflags '-w -s' -o app server.go

# 指定容器运行时入口程序 app
ENTRYPOINT ["/go/release/app"]

这种方式构建的Docker镜像体积非常大，构建时间长，占用磁盘空间，部署速度慢。

本篇将使用 多阶段构建（multi-stage builds） 的方式来减少生成的Docker镜像的体积。

在 多阶段构建 的过程中，我们在Dockerfile使用多个 FROM 指令，每个 FROM 指令使用不同的基础镜像构成了不同阶段。你可以选择从上一个阶段的产物（一般指生成的文件）复制到下一个阶段，从而确保不会把不需要的东西带到下一阶段。这种方法可以有效减小Docker镜像的大小。 参考官网

以 开源项目---gin+vue前后端分离项目 为例，介绍Golang应用如何使用 多阶段构建 Docker镜像。

项目结构图

直接上 Dockerfile

# 构建：使用golang:1.13版本
FROM golang:1.13 as build

# 容器环境变量添加，会覆盖默认的变量值
ENV GO111MODULE=on
ENV GOPROXY=https://goproxy.cn,direct

# 设置工作区
WORKDIR /go/release

# 把全部文件添加到/go/release目录
ADD . .

# 编译：把cmd/main.go编译成可执行的二进制文件，命名为app
RUN GOOS=linux CGO_ENABLED=0 GOARCH=amd64 go build -ldflags="-s -w" -installsuffix cgo -o app cmd/main.go

# 运行：使用scratch作为基础镜像
FROM scratch as prod

# 在build阶段复制时区到
COPY --from=build /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
# 在build阶段复制可执行的go二进制文件app
COPY --from=build /go/release/app /
# 在build阶段复制配置文件
COPY --from=build /go/release/config ./config

# 启动服务
CMD ["/app"]

Dockerfile各指令详细介绍：https://docs.docker.com/engine/reference/builder/#usage

构建阶段，以golang:1.13为基础镜像，把项目编译成Linux x64位系统可执行的二进制文件（命名为app）。运行阶段，把必要的配置文件和app复制到scratch镜像中运行。最后的镜像只包括运行阶段的文件，所以体积很小，只有10多M。

• golang编译知识

GOOS=linux CGO_ENABLED=0 GOARCH=amd64 go build -ldflags="-s -w" -installsuffix cgo -o app cmd/main.go

GOOS ：目标系统为 linux

CGO_ENABLED ：默认为 1 ，启用 C语言 版本的GO编译器，通过设置成 0 禁用它

GOARCH ：32位系统为 386 ，64位系统为 amd64

-ldflags ：用于传递每个go工具链接调用的参数。

-s
-w

-installsuffix ：在软件包安装的目录中增加后缀标识，用于区分默认版本

-o ：指定编译后的可执行文件名称

cmd/main.go ： main 函数所在路径

scratch镜像

scratch是一个空镜像，只能用于构建其他镜像，比如你要运行一个包含所有依赖的二进制文件，如Golang程序，可以直接使用scratch作为基础镜像。scratch本身是不占空间的，所以使用它构建的镜像大小几乎和二进制文件本身一样大，从而让Golang应用的Docker镜像体积非常小。 参考：https://mp.weixin.qq.com/s/S1Ib08SpQbf1SCbCutUoqQ

制作Golang程序Docker镜像

这里直接使用Linux服务器制作Docker镜像，也可以使用Docker for windows在windows上制作Docker镜像。

• 前提：Linux服务器安装 Docker ， Golang

（1）拉取项目 go get -x github.com/bingjian-zhu/gin-vue-admin/cmd

（2）修改配置文件 进入项目中 config/config.yml ，修改 database 配置，改成自己的 MySQL 数据库。 run-mode 运行模式改成 release 。

（3）生成Docker镜像

镜像名字为 zhubingjian/gin-vue-admin ，版本 1.0 ，不要漏了最后面的 . ；

docker build -t zhubingjian/gin-vue-admin:1.0 .

其中 zhubingjian 是我 Docker Hub 的账号，想要把镜像上传到自己的 Docker Hub 上，镜像名称需要以 Docker Hub账号 + / 开头。已经生成的镜像可以通过 tag 修改名称。

运行指令： docker images

可以看到我们生成的Docker镜像只有14.3M，非常小。名称为 none 的镜像是多阶段生成过程留下的镜像，可以使用 docker rmi 镜像ID 把它删除掉。

（4）运行镜像

docker run -d --name gin-vue-admin -p 8000:8000 zhubingjian/gin-vue-admin:1.0

-d
--name
-p

运行指令： docker ps -a

可以看到所有容器， STATUS 显示 Up 10 seconds ，表示两个意思：一是容器在运行；二是已经运行了10秒。如果显示 Exited 6 days ，则表示已经停止运行6天了。

目前为止，我们已经成功制作Docker镜像且运行了。接下来把前端的 VUE 项目也做成Docker镜像并运行。

制作VUE程序Docker镜像

• 前提：服务器安装 Docker , nodejs ， npm

（1）进入 vue-admin 目录，下载 npm 包

npm install

（2）修改 vue-admin 目录下的 .env.production 文件，改成自己的后台接口地址

（3）发布项目，生成 dist 文件夹 npm run build:prod

（4）生成Docker镜像 docker build -t zhubingjian/vue-admin:1.0 .

（5）运行镜像 docker run -p 80:80 -d --name vue-admin zhubingjian/vue-admin:1.0

参考： Docker 部署 vue 项目

最后，在浏览器上打开：http://zbj-home.picp.io

就可以看到程序已经在服务器上跑了。

把镜像推送到Docker Hub上

首先需要注册Docker Hub账号，我注册时候是有坑的，注册系统需要做人机检测，需要翻墙才能完成。官网地址：https://hub.docker.com/

（1）登录Docker Hub docker login

然后输入用户名和密码

（2）推送镜像

docker push zhubingjian/gin-vue-admin:1.0
docker push zhubingjian/vue-admin:1.0

总结

本篇主要介绍如何使用多阶段构建Golang程序的Docker镜像，此方法可以精简Docker镜像。

源码地址：https://github.com/Bingjian-Zhu/gin-vue-admin

参考：

• http://blog.haohtml.com/archives/19334
• https://blog.csdn.net/weixin_42852772/article/details/82013418
• https://www.jianshu.com/p/4b345a9e768e