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前言

在很久很久以前，我們是怎么創建Spring Boot的docker image呢？最最通用的辦法就是將Spring boot的應用程序打包成一個fat jar，然后寫一個docker file，將這個fat jar制作成為一個docker image然后運行。

今天我們來體驗一下Spring Boot 2.3.3 帶來的快速創建docker image的功能。

傳統做法和它的缺點

現在我們創建一個非常簡單的Spring Boot程序：

									@SpringBootApplication

									@RestController

									public class Application {

									 public static void main(String[] args) {

									 SpringApplication.run(Application.class, args);

									 }

									 @GetMapping("/getInfo")

									 public String getInfo() {

									 return "www.flydean.com";

									 }

									}

默認情況下，我們build出來的是一個fat jar：springboot-with-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar

我們解壓看一下它的內容：

利用Spring Boot創建docker image的完整步驟

Spring boot的fat jar分為三個部分，第一部分就是BOOT-INF, 里面的class目錄放的是我們自己編寫的class文件。而lib目錄存放的是項目依賴的其他jar包。

第二部分是META-INF，里面定義了jar包的屬性信息。

第三部分是Spring Boot的類加載器，fat jar包的啟動是通過Spring Boot的jarLauncher來創建LaunchedURLClassLoader，通過它來加載lib下面的jar包，最后以一個新線程啟動應用的Main函數。

這里不多講Spring Boot的啟動。

我們看一下，如果想要用這個fat jar來創建docker image應該怎么寫：

									FROM openjdk:8-jdk-alpine

									EXPOSE 8080

									ARG JAR_FILE=target/springboot-with-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar

									ADD ${JAR_FILE} app.jar

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

這樣寫有兩個問題。

第一個問題：我們是用的far jar，在使用far jar的過程中會有一定的性能問題，肯定要比解壓過后的性能要低，尤其是在容器環境中運行的情況下，可能會更加突出。

第二個問題：我們知道docker的image是按layer來構建的，按layer構建的好處就是可以減少image構建的時間和重用之前的layer。

但是如果使用的是fat jar包，即使我們只修改了我們自己的代碼，也會導致整個fat jar重新更新，從而影響docker image的構建速度。

使用Buildpacks

傳統的辦法除了有上面的兩個問題，還有一個就是需要自己構建docker file，有沒有一鍵構建docker image的方法呢？

答案是肯定的。

Spring Boot在2.3.0之后，引入了Cloud Native 的buildpacks，通過這個工具，我們可以非常非常方便的創建docker image。

在Maven和Gradle中，Spring Boot引入了新的phase： spring-boot:build-image

我們可以直接運行：

1	`mvn spring-boot:build-image`

運行之，很不幸的是，你可能會遇到下面的錯誤：

[ERROR] Failed to execute goal org.springframework.boot:spring-boot-maven-plugin:2.3.3.RELEASE:build-image (default-cli) on project springboot-with-docker: Execution default-cli of goal org.springframework.boot:spring-boot-maven-plugin:2.3.3.RELEASE:build-image failed: Docker API call to 'localhost/v1.24/images/create?fromImage=gcr.io%2Fpaketo-buildpacks%2Fbuilder%3Abase-platform-api-0.3' failed with status code 500 "Internal Server Error" and message "Get https://gcr.io/v2/: net/http: request canceled while waiting for connection (Client.Timeout exceeded while awaiting headers)" -> [Help 1]

這是因為我們無法從gcr.io中拉取鏡像！

沒關系，如果你會正確的上網方式的話，那么我估計你已經找到了一個代理。

將你的代理配置到Docker的代理項里面，我使用的是Docker desktop,下面是我的配置：

利用Spring Boot創建docker image的完整步驟

重新運行 mvn spring-boot:build-image

等待執行結果：

[INFO] --- spring-boot-maven-plugin:2.3.3.RELEASE:build-image (default-cli) @ springboot-with-docker ---
[INFO] Building image 'docker.io/library/springboot-with-docker:0.0.1-SNAPSHOT'
[INFO]
[INFO] > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0%
[INFO] > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0%
[INFO] > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0%
[INFO] > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0%
[INFO] > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0%
[INFO] > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0%

你可以看到，我們的確是需要從gcr.io拉取image。

Layered Jars

如果你不想使用Cloud Native Buildpacks，還是想使用傳統的Dockerfile。沒關系，SpringBoot為我們提供了獨特的分層jar包系統。

怎么開啟呢？我們需要在POM文件中加上下面的配置：

									<build>

									 <plugins>

									  <plugin>

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

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

									  <configuration>

									   <layers>

									   <enabled>true</enabled>

									   </layers>

									  </configuration>

									  </plugin>

									 </plugins>

									 </build>

再次打包，看下jar包的內容：

利用Spring Boot創建docker image的完整步驟

看起來和之前的jar包沒什么不同，只不過多了一個layers.idx 這個index文件：

									- "dependencies":

									 - "BOOT-INF/lib/"

									- "spring-boot-loader":

									 - "org/"

									- "snapshot-dependencies":

									- "application":

									 - "BOOT-INF/classes/"

									 - "BOOT-INF/classpath.idx"

									 - "BOOT-INF/layers.idx"

									 - "META-INF/"

index文件主要分為4個部分：

dependencies – 非SNAPSHOT的依賴jar包
snapshot-dependencies – SNAPSHOT的依賴jar包
spring-boot-loader – Spring boot的class loader文件
application – 應用程序的class和resources文件

注意，這里的index文件是有順序的，它和我們將要添加到docker image中的layer順序是一致的。

最少變化的將會最先添加到layer中，變動最大的放在最后面的layer。

我們可以使用layertools jarmode來對生成的fat jar進行校驗或者解壓縮：

									java -Djarmode=layertools -jar springboot-with-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar 

									Usage:

									 java -Djarmode=layertools -jar springboot-with-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar

									Available commands:

									 list List layers from the jar that can be extracted

									 extract Extracts layers from the jar for image creation

									 help Help about any command

使用list命令，我們可列出jar包中的layer信息。使用extract我們可以解壓出不同的layer。

我們執行下extract命令，看下結果：

利用Spring Boot創建docker image的完整步驟

可以看到，我們根據layers.idx解壓出了不同的文件夾。

我們看一下使用layer的dockerFile應該怎么寫：

									FROM adoptopenjdk:11-jre-hotspot as builder

									WORKDIR application

									ARG JAR_FILE=target/*.jar

									COPY ${JAR_FILE} application.jar

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

									FROM adoptopenjdk:11-jre-hotspot

									WORKDIR application

									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"]

這樣我們的一個分層的DockerImage就創建完成了。

自定義Layer

如果我們需要自定義Layer該怎么做呢？

我們可以創建一個獨立的layers.xml文件：

									<layers xmlns="http://www.springframework.org/schema/boot/layers"

									 xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

									 xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/boot/layers

									  https://www.springframework.org/schema/boot/layers/layers-2.3.xsd">

									 <application>

									 <into layer="spring-boot-loader">

									  <include>org/springframework/boot/loader/**</include>

									 </into>

									 <into layer="application" />

									 </application>

									 <dependencies>

									 <into layer="snapshot-dependencies">

									  <include>*:*:*SNAPSHOT</include>

									 </into>

									 <into layer="company-dependencies">

									  <include>com.flydean:*</include>

									 </into>

									 <into layer="dependencies"/>

									 </dependencies>

									 <layerOrder>

									 <layer>dependencies</layer>

									 <layer>spring-boot-loader</layer>

									 <layer>snapshot-dependencies</layer>

									 <layer>company-dependencies</layer>

									 <layer>application</layer>

									 </layerOrder>

									</layers>

怎么使用這個layer.xml呢？

添加到build plugin中就可以了：

									<build>

									 <plugins>

									  <plugin>

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

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

									  <configuration>

									   <layers>

									   <enabled>true</enabled>

									   <configuration>${project.basedir}/src/main/resources/layers.xml</configuration>

									   </layers>

									  </configuration>

									  </plugin>

									 </plugins>

									 </build>