避免Docker镜像中使用大型jar包

博主：安安
发布时间：2020 年 02 月 13 日
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分类： docker 系统

<div class="tip share">请注意，本文编写于 1774 天前，最后修改于 1774 天前，其中某些信息可能已经过时。</div>

在 Docker 容器里放大型 JAR 包是对存储空间、网络带宽和时间的一种浪费。所幸的是，我们可以利用 Docker 镜像的分层机制和注册表缓存来创建增量式的小工件，甚至可以将一个工件的大小从 75MB 减到 1MB。值得一提的是，现在有一个 Maven 和 Gradle 插件可以处理这些事情。

![featured-image-large.png][1]

## 问题：大型 JAR 包里的依赖项

Docker 镜像的分层机制非常强大。如果你所有的应用程序都使用了相同的基础镜像（比如 openjdk:11.0.4-jre-slim），Docker 重用了 OS 和 JRE 的一些层，这样就可以节省 Docker 注册表的存储空间，上传和下载镜像的速度也更快了，因为只需要传输更少的文件量（Docker 只会将新的层传输到注册表中）。

可惜的是，很多应用程序并没有很好地利用这个强大的机制，因为他们把大型的 JAR 包塞进了 Docker 镜像里。
![每个新版本都会创建一个 72MB 的新层][2]

我们假设将一个 Spring Boot 应用程序打成一个大型的 JAR 包。这个 JAR 包有 72MB，并在 Dockerfile 的最后一行将它加到镜像里。也就是说，每个新版本都需要 72MB 的存储空间，而且要上传到注册表中，或则从注册表中下载下来。

现在来看一下这个 72MB 的镜像：
![一个大型的 JAR 包，大部分东西很少发生改动，但每次都会被拷贝到新工件中][3]

一个大型的 JAR 包包含三个部分：

- 依赖项：它们占了很大的一部分比例，但很少发生改动。大多数时候我们只会修改我们的代码，很少会去修改依赖项。但依赖项每次都会被拷贝到发布版本中。

- 资源文件：这个问题跟依赖项差不多。虽然资源文件（HTML、CSS、图像、配置文件，等等）比依赖项更经常发生改动，但比起代码还是相对少一些。它们也会被拷贝到发布版本中。

- 代码：代码只占 JAR 包很小的一部分（通常 300KB 到 2MB），但会经常发生改动。

经常发生改动的代码只有几 MB，但每次都需要拷贝所有的依赖项和资源文件，这是对存储空间、带宽和时间的一种浪费。

如果需要为每个 git 提交创建一个可部署的镜像，那浪费的空间就更多了。持续交付可能需要这么做，但这样做浪费了大量的空间，因为每一次提交都会占用额外的 72MB 空间。

有哪些有用的工具可用来分析 Docker 镜像和可视化大型 JAR 对 Docker 镜像的影响？是 dive 和 docker history。
![交互式命令行工具 dive 可用来显示 JAR 包层][4]

docker history 命令也可以用来显示 JAR 包层：
```
~ ❯❯❯ docker history registry.domain.com/neptune:latest
IMAGE           CREATED          CREATED BY                     SIZE
44e77fa110e5    2 minutes ago    /bin/sh -c #(nop) COPY dir:…   65.5MB 
...
<missing>       8 months ago     /bin/sh -c set -ex;   if [ …   217MB
...
<missing>       8 months ago     /bin/sh -c #(nop) ADD file:…   55.3MB
```

## 解决方案：依赖项、资源文件和代码放在不同的层
所幸的是，我们可以利用 Docker 镜像的分层机制，就像已经分好的 OS 和 JRE 层那样。我们更进一步，引入了依赖项层、资源文件层和代码层。我们还按照改动的频繁程度来安排这些层的次序。
![将应用程序分到依赖项、资源和代码三个层。常规发布版本现在只需要拷贝 2MB 的文件，而不是 72MB][5]

现在，如果新版本只包含代码层的改动，就只需要 2MB 的存储空间，因为我们可以重用依赖项层和资源层。它们在注册表中已经有了，不需要再次上传。

## 谷歌的 Jib 插件
实际上，我们不需要手动编写 Dockerfile，我们可以使用谷歌的 Jib 插件。Jib 是一个 Maven 或 Gradle 插件，用于简化 Java 应用程序镜像的打包过程。对于我们来说，Jib 最重要的一个特性是，它会扫描我们的 Java 项目，并为依赖项、资源文件和代码创建不同的层。

使用步骤：

### 1.在 pom.xml 中添加插件配置：
```
<plugin>
    <groupId>com.google.cloud.tools</groupId>
    <artifactId>jib-maven-plugin</artifactId>
    <version>1.6.1</version>
    <configuration>
        <from>
            <image>openjdk:11.0.4-jre-slim</image>
        </from>
        <to>
            <image>domain.com/${project.artifactId}:latest</image>
            
            <tags>
                <tag>${git.commit.id}</tag>
            </tags>
        </to>
        <container>
            <jvmFlags>
                <jvmFlag>-server</jvmFlag>
            </jvmFlags>
        </container>
    </configuration>
    <executions>
        <execution>
            <id>build-and-push-docker-image</id>
            <phase>package</phase>
            <goals>
                <goal>build</goal>
            </goals>
        </execution>
    </executions>
</plugin>
```
### 2.使用mvn命令打包
```
# execute the whole build lifecycle and push the image to the registry
mvn package

# only create and push the image.
mvn jib:build
# Note that `jib:build` is daemonless and won't create the image on your machine.
# It talks directly to the registry. Use `docker pull` to fetch the created image.

# only create and push the image via the Docker daemon.
mvn jib:dockerBuild
```
### 2.使用 dive 和 docker history 显示层结构。
![使用 Jib 创建的镜像，镜像中包含了依赖项、资源和代码层][6]

```
~ ❯❯❯ docker history registry.domain.com/neptune:latest
IMAGE          CREATED         CREATED BY                SIZE     COMMENT
a759771eb008   49 years ago    jib-maven-plugin:1.6.1    1.22MB   classes
<missing>      49 years ago    jib-maven-plugin:1.6.1    297kB    resources
<missing>      49 years ago    jib-maven-plugin:1.6.1    64.6MB   dependencies
...                         
<missing>      8 months ago    /bin/sh -c set -ex; ...   217MB               
...
<missing>      8 months ago    /bin/sh -c #(nop) ADD...  55.3MB  
```
## 清理（可选）
- 禁用 maven-deploy-plugin、maven-install-plugin 和 maven-jar-plugin。这些步骤不需要了，即使程序员敲入 mvn deploy 也不会执行这些步骤。
```
<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-deploy-plugin</artifactId>
    <configuration>
        <skip>true</skip>
    </configuration>
</plugin>
<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-install-plugin</artifactId>
    <configuration>
        <skip>true</skip>
    </configuration>
</plugin>
<plugin>
    <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
    <artifactId>maven-jar-plugin</artifactId>
    
    <executions>
        <execution>
            <id>default-jar</id>
            <phase>none</phase>
        </execution>
    </executions>
</plugin>
```
- 如果使用了 Spring Boot，可以移除 spring-boot-maven-plugin，现在不再需要创建大型 JAR 包了。

## 使用部署配置
我们可以在 pom.xml 中配置 Jib 的 JVM 和程序参数，但通常不会这么做。相反，我们会根据部署环境（比如本地环境、QA 环境、生产环境）来配置这些参数。我们通过这种方式来配置 Spring 参数和 JVM 堆大小。

- JVM 参数：我们使用环境变量 JAVA_TOOL_OPTIONS 来添加 JVM 参数，比如堆大小。

- Spring 配置：我们将外部配置文件挂载到 Docker 容器，并将它的路径作为一个程序参数传递给命令行。当然，你也可以使用环境变量。
```
docker run -p 1309:1309 --net=host \
    -e JAVA_TOOL_OPTIONS='-Xms1000M -Xmx1000M' \
    -v /home/phauer/dev/app/app-config.yml:/app-config.yml \
    registry.domain.com/app:latest \
    --spring.config.additional-location=/app-config.yml
```

## 参考资料

> - [Introducing Jib — build Java Docker images better][7]
> - [jib-maven-plugin][8] 
> - [How do I set parameters for my image at runtime?][9]

原文地址：https://phauer.com/2019/no-fat-jar-in-docker-image/

[1]: https://blog.90.vc/usr/uploads/2020/02/2057460518.png
  [2]: https://blog.90.vc/usr/uploads/2020/02/2357288588.png
  [3]: https://blog.90.vc/usr/uploads/2020/02/1286518484.png
  [4]: https://blog.90.vc/usr/uploads/2020/02/1708918107.png
  [5]: https://blog.90.vc/usr/uploads/2020/02/2446250561.png
  [6]: https://blog.90.vc/usr/uploads/2020/02/4181737629.png
  [7]: https://cloudplatform.googleblog.com/2018/07/introducing-jib-build-java-docker-images-better.html
  [8]: https://github.com/GoogleContainerTools/jib/tree/master/jib-maven-plugin
  [9]: https://github.com/GoogleContainerTools/jib/blob/master/docs/faq.md#how-do-i-set-parameters-for-my-image-at-runtime

最后修改：2020 年 02 月 13 日

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## 问题：大型 JAR 包里的依赖项

可惜的是，很多应用程序并没有很好地利用这个强大的机制，因为他们把大型的 JAR 包塞进了 Docker 镜像里。
![每个新版本都会创建一个 72MB 的新层][2]

现在来看一下这个 72MB 的镜像：
![一个大型的 JAR 包，大部分东西很少发生改动，但每次都会被拷贝到新工件中][3]

一个大型的 JAR 包包含三个部分：

- 代码：代码只占 JAR 包很小的一部分（通常 300KB 到 2MB），但会经常发生改动。

经常发生改动的代码只有几 MB，但每次都需要拷贝所有的依赖项和资源文件，这是对存储空间、带宽和时间的一种浪费。

有哪些有用的工具可用来分析 Docker 镜像和可视化大型 JAR 对 Docker 镜像的影响？是 dive 和 docker history。
![交互式命令行工具 dive 可用来显示 JAR 包层][4]

现在，如果新版本只包含代码层的改动，就只需要 2MB 的存储空间，因为我们可以重用依赖项层和资源层。它们在注册表中已经有了，不需要再次上传。

使用步骤：

- JVM 参数：我们使用环境变量 JAVA_TOOL_OPTIONS 来添加 JVM 参数，比如堆大小。

## 参考资料

> - [Introducing Jib — build Java Docker images better][7]
> - [jib-maven-plugin][8] 
> - [How do I set parameters for my image at runtime?][9]

原文地址：https://phauer.com/2019/no-fat-jar-in-docker-image/

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