如何减小 Docker 镜像大小：DevOps 工程师的最佳实践和技巧

目录

1. 为什么减少 Docker 镜像大小很重要
2. 从最小基础镜像开始
3. 多阶段构建
4. 避免安装不必要的依赖项
5. 用于.dockerignore排除不必要的文件
6. 优化 Dockerfile 中的层
7. 安装软件包后清理
8. 使用较小的语言运行时
9. 压缩图像层
10. 删除调试信息
11. 定期审核你的图像
12. 高级技巧
    • 使用 Docker 镜像扫描
    • 使用 OverlayFS 和共享层
    • 考虑 Unikernels
13. 结论

在DevOps 领域，优化Docker 镜像对于高效部署和编排应用程序至关重要。减小 Docker 镜像的大小可以提高速度、降低存储成本并简化 CI/CD 流水线。本指南将引导您了解减小 Docker 镜像大小的最佳实践，并提供一些技巧和策略，帮助您创建精简高效的镜像。

为什么减少 Docker 镜像大小很重要

• 更快的构建：更小的图像可以缩短构建时间并加快部署速度。
• 降低带宽和存储成本：大型图像在网络上传输需要更长的时间，并且需要更多的存储空间，这可能会变得昂贵。
• 更快的容器启动时间：更小的图像可以加快容器启动速度，这在容器需要快速扩展的动态环境中至关重要。
• 提高安全性：通过限制可能存在漏洞的不必要的软件和依赖项，减小图像大小可以最大限度地减少攻击媒介。

1.从最小基础镜像开始

基础镜像是 Docker 镜像的基础。选择轻量级基础镜像可以显著减小镜像的整体大小。请考虑以下基础镜像：

• Alpine Linux：Alpine Linux 是最受欢迎的极简 Docker 镜像选择之一，其大小约为 5MB，而 Ubuntu 镜像则高达 200MB。它的设计理念是简洁和安全，但需要注意的是，使用 Alpine 可能需要额外编译某些依赖项。

例子：

  FROM alpine:3.18

• Distroless：Google 的 Distroless 镜像是极简容器的另一个绝佳选择。这些镜像不包含操作系统 Shell，专为安全运行应用程序而构建。

例子：

  FROM gcr.io/distroless/base

2.多阶段构建

多阶段构建允许您在 Dockerfile 中使用多FROM条指令，从而有效地将构建过程分解为多个阶段。这对于编译代码并仅将最终生成的工件复制到生产镜像（从而留下不必要的依赖项）尤其有用。

多阶段构建示例：

# Stage 1: Build
FROM golang:1.19 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN go build -o main .

# Stage 2: Production
FROM alpine:3.18
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/main /app/
CMD ["./main"]

在此示例中，构建依赖项（例如 Golang 和源代码）仅在第一阶段存在。最终镜像仅包含已编译的二进制文件和最小的 Alpine 基础版本，因此镜像体积更小。

3.避免安装不必要的依赖项

安装软件包或库时，仅包含应用程序运行所需的软件包或库。避免在最终镜像中安装开发依赖项。您可以使用类似Debian 镜像中--no-install-recommends的工具来避免安装额外的软件包。apt-get

例子：

RUN apt-get update && apt-get install --no-install-recommends -y \
    curl \
    ca-certificates \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

这种方法可以防止安装推荐但不必要的包，从而减少图像大小。

4.用于.dockerignore排除不必要的文件

与 类似.gitignore，该.dockerignore文件有助于从 Docker 构建上下文中排除不必要的文件和目录，防止它们被复制到您的镜像中。

示例.dockerignore文件：

node_modules
.git
.env
tmp/
logs/

通过排除这些文件，您可以显著减少图像的大小并加快构建过程。

5.优化 Dockerfile 中的层

Dockerfile 中的每一行都会在最终镜像中创建一个新的层。为了最小化镜像大小，请尽可能将多个命令合并为一条RUN指令。这有助于避免在中间层中堆积未使用的文件。

优化前的示例：

RUN apt-get update
RUN apt-get install -y python3
RUN apt-get clean

优化后示例：

RUN apt-get update && apt-get install -y python3 && apt-get clean

通过组合这些命令，您可以减少层数并消除原本会被缓存的临时文件。

6.安装软件包后清理

在镜像构建过程中，通常会创建缓存或日志等临时文件，这会导致镜像体积膨胀。安装软件后，请务必清理包管理器缓存和其他临时文件。

对于基于 Debian 的图像：

RUN apt-get update && apt-get install -y python3 && apt-get clean && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

对于基于 Alpine 的图像：

RUN apk add --no-cache python3

使用--no-cachewithapk可确保不创建临时缓存文件，从而保持图像大小最小。

7.使用较小的语言运行时

如果您的应用程序是用 Python、Node.js 或 Java 等语言编写的，请考虑使用较小的运行时镜像。许多语言都提供“slim”或“alpine”版本的运行时。

例子：

# Instead of using this:
FROM python:3.11

# Use the slim version:
FROM python:3.11-slim

这些精简版本删除了不必要的组件，同时仍然提供语言运行时的核心功能。

8.压缩图像层

Docker 会在构建过程中自动压缩镜像层。不过，您也可以手动使用压缩工具进一步优化压缩效果。例如，在安装软件包或二进制文件时，您可以利用gzip或tar等压缩工具在将文件复制到最终镜像之前最小化文件大小。

9.删除调试信息

如果您的应用程序包含调试符号或元数据，则在生产环境中通常不需要它们。删除这些数据可以节省空间。

例子：

RUN strip /path/to/binary

10.定期审核你的图像

随着时间的推移，您的镜像可能会因为依赖项过期或未使用的软件而变得臃肿。请使用 和 等工具docker image ls定期docker image prune审核和清理旧镜像。

您还可以使用 Docker 的内置--squash标志将所有层合并为一个层，以减小尺寸，尽管目前它还处于实验阶段。

修剪未使用的图像：

docker image prune -f

高级技巧

11.使用 Docker 镜像扫描

Docker Scout 等工具或第三方服务（例如 Trivy 或 Clair）可以分析 Docker 镜像中的漏洞和过时的软件包。这些工具通常会提供建议，以减少不必要的库和依赖项。

12.使用 OverlayFS 和共享层

在 Kubernetes 或其他编排环境中，您可以使用 OverlayFS 跨镜像共享层。此文件系统允许 Docker 仅存储容器层之间的差异，从而减少磁盘总大小。

13.考虑Unikernels

如果需要极致的尺寸优化，可以考虑使用 unikernel。这些是单一用途的轻量级虚拟机，仅打包应用程序及其所需的最少操作系统组件。它们比传统的 Docker 容器小得多，但实现起来更复杂。

结论

优化 Docker 镜像大小是维护高效可扩展容器化环境的关键。通过从最小基础镜像入手，利用多阶段构建并清理不必要的文件，您可以大幅缩减镜像大小。遵循这些最佳实践不仅可以提升部署性能，还能增强安全性并降低成本。

通过定期审核和优化 Docker 镜像，您可以确保容器精简、安全且可立即投入生产。这些步骤将节省带宽、缩短启动时间，并为您的 DevOps 流水线提供更高效的开发工作流程。

通过应用这些技术，您可以帮助 DevOps 工程师创建优化的 Docker 镜像，从而提高应用程序的整体效率。更小的镜像不仅部署速度更快，还能在云原生环境中提高安全性、可靠性和成本效益。

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