使用s2i制作docker镜像
背景
无论是在制作java、python或nodejs的docker镜像的过程中，需要编译源码的话，就得忍受一次次地下载依赖的jar或package, 特别耗时。有没有一种方式能如本地编译打包一样，依赖包下载过一次，就无须多次下载。经同事介绍，得知了s2i技术，它能解决此问题，还带来了别的好处。
说明
s2i是source to image的缩写。简单地说，就是通过镜像生成镜像。github上的地址在这里。下面这个图，能很好地说明它的工作流程。
使用s2i后，就无须再为应用程序制作Dockerfile了，这些都交给s2i搞定即可。只需按s2i的要求，制作一个编译镜像Builder Image, 该镜像会从git仓库拉取应用代码，然后生成应用镜像App Image.应用镜像可运行或发布到Docker私服里。可以针对不同的开发语言，制作不同的Builder Image。如果你的脚本语言功力强大的话，也可制作出一款通用的编译镜像出来：）
s2i常用的命令有这几个：create、generate、build和rebuild。通过create和generate命令可制作自己的编译镜像Builder Image。而build和rebuild用来制作应用镜像。下面分别简单介绍下：
s2i create <image name> <destination directory>
image name是编译镜像的名，destination directory是生成的目录。
s2i create java-builder java-builder[root@master java-builder]# tree
.
├── Dockerfile
├── Makefile
├── README.md
├── s2i
│ └── bin
│ ├── assemble
│ ├── run
│ ├── save-artifacts
│ └── usage
└── test├── run└── test-app└── index.html
通过上述命令就能生成名称为java-builder的编译镜像的制作目录框架来。这个用来编译打包java应用。
- Dockerfile用来引入所需的工具，比如maven和jdk; 同时按s2i要求至少要有tar和/bin/sh
- s2i/bin/assemble脚本用来编译源码；
- s2i/bin/run脚本用来启动运用；
- s2i/bin/save-artifacts脚本用来保存依赖的package, 以便下次编译用
其他文件用途可去官网查看 。
下面简单介绍下其他命令：
# 可用来生成一个builder image的Dockerfie. 这样可利用已有的builder image定制自己的编译镜像
s2i generate <builder image> <output file># 编译和制作应用镜像
s2i build <source location> <builder image> [<tag>] [flags]
# source location可以是应用的git url和目录
# builder image是编译镜像
# tag 指要生成的应用镜像名
# flags是一些参数，常用的有-c, --incremental# 重新编译应用镜像
s2i rebuild <image name> [<new-tag-name>]
# image name是应用镜像名
# new-tag-name是新的镜像名，不提供，就用原来的
使用
github上提供了一些不错的编译镜像，比如fabric8/s2i-java就是一个不错的java编译镜像。可直接拿来用，亦可参考定制自己的java编译镜像。 它是利用fish-pepper和run-java-sh 这两项技术来做的：
- fish-pepper可通过json文件组装所需的docker 镜像，要什么，配什么。
- run-java-sh可用来启动java 应用， 特别适合spring-boot和通过main启动的java应用，它会根据MetaInfo信息自动发现主程序入口，无需手动指定，很方便。
下面分享下我的一些实践。
- 制作应用镜像
s2i build /data/temp/s2i/paratera-s2i-jdk8/console-gateway/ fabric8/s2i-java console-gateway-s2i --incremental
# 我使用目录形式来编译，这里的目录要用绝对路径
# console-gateway-s2i 是应用镜像名
# --incremental这个参数很重要，可避免重复下载依赖包。当然第一次执行，也会下载依赖包，以后再执行，就不用了
下面是执行过程，因为执行过一次，采用–incremental, 就不会再下载依赖包了
==================================================================
Starting S2I Java Build .....
S2I source build for Maven detected
Using MAVEN_OPTS '-XX:+UseParallelGC -XX:GCTimeRatio=4 -XX:AdaptiveSizePolicyWeight=90 -XX:MinHeapFreeRatio=20 -XX:MaxHeapFreeRatio=40 -XX:+ExitOnOutOfMemoryError'
Found pom.xml ...
Running 'mvn -Dmaven.repo.local=/tmp/artifacts/m2 package -DskipTests -Dmaven.javadoc.skip=true -Dmaven.site.skip=true -Dmaven.source.skip=true -Djacoco.skip=true -Dcheckstyle.skip=true -Dfindbugs.skip=true -Dpmd.skip=true -Dfabric8.skip=true -e -B '
Apache Maven 3.5.4 (1edded0938998edf8bf061f1ceb3cfdeccf443fe; 2018-06-17T18:33:14Z)
Maven home: /opt/maven
Java version: 1.8.0_262, vendor: Oracle Corporation, runtime: /usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-1.8.0.262.b10-0.el7_8.x86_64/jre
Default locale: en_US, platform encoding: ANSI_X3.4-1968
OS name: "linux", version: "5.4.98-1.el7.elrepo.x86_64", arch: "amd64", family: "unix"
[INFO] Error stacktraces are turned on.
[INFO] Scanning for projects...
[INFO]
[INFO] ----------------< com.paratera.console:consoleGateway >-----------------
[INFO] Building consoleGateway 0.0.1-SNAPSHOT
[INFO] --------------------------------[ jar ]---------------------------------
[INFO]
[INFO] --- maven-enforcer-plugin:3.0.0-M3:enforce (enforce-versions) @ consoleGateway ---
[INFO]
[INFO] --- maven-resources-plugin:3.1.0:resources (default-resources) @ consoleGateway ---
[INFO] Using 'UTF-8' encoding to copy filtered resources.
[INFO] Copying 4 resources
[INFO] Copying 1 resource
[INFO]
[INFO] --- maven-compiler-plugin:3.8.1:compile (default-compile) @ consoleGateway ---
[INFO] Changes detected - recompiling the module!
[INFO] Compiling 10 source files to /tmp/src/target/classes
[INFO]
[INFO] --- maven-resources-plugin:3.1.0:testResources (default-testResources) @ consoleGateway ---
[INFO] Using 'UTF-8' encoding to copy filtered resources.
[INFO] skip non existing resourceDirectory /tmp/src/src/test/resources
[INFO]
[INFO] --- maven-compiler-plugin:3.8.1:testCompile (default-testCompile) @ consoleGateway ---
[INFO] Changes detected - recompiling the module!
[INFO] Compiling 1 source file to /tmp/src/target/test-classes
[INFO]
[INFO] --- maven-surefire-plugin:2.22.2:test (default-test) @ consoleGateway ---
[INFO] Tests are skipped.
[INFO]
[INFO] --- maven-jar-plugin:3.2.0:jar (default-jar) @ consoleGateway ---
[INFO] Building jar: /tmp/src/target/consoleGateway-0.0.1-SNAPSHOT.jar
[INFO]
[INFO] --- spring-boot-maven-plugin:2.3.4.RELEASE:repackage (repackage) @ consoleGateway ---
[INFO] Replacing main artifact with repackaged archive
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] BUILD SUCCESS
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
[INFO] Total time: 8.713 s
[INFO] Finished at: 2021-04-02T05:30:48Z
[INFO] ------------------------------------------------------------------------
Copying Maven artifacts from /tmp/src/target to /deployments ...
Running: cp -v *.jar /deployments
'consoleGateway-0.0.1-SNAPSHOT.jar' -> '/deployments/consoleGateway-0.0.1-SNAPSHOT.jar'
Checking for fat jar archive...
Found consoleGateway-0.0.1-SNAPSHOT.jar...
... done
Build completed successfully
查看应用镜像
[root@master yml]# docker images | grep gateway
console-gateway-s2i latest d9edfaffa16e About a minute ago 650MB
遇到的坑：
我的工程是从git仓库里clone来的，然后我修改了配置，但发现打出的应用镜像里却没有我的修改，一直和git仓库里的一样。原来编译时s2i会自动拉取git代码。后来删除了.git目录才行。除了删目录这种方法，还有别的吗？答案是有的，那就是用-c(或–copy)参数，这样s2i就不会从git来取了。如下：
s2i build -c /data/temp/s2i/paratera-s2i-jdk8/console-gateway/ fabric8/s2i-java console-gateway-s2i --incremental
但是如采用rebuild，还是会拉取。这个还没找到解决方案。用–exclude也不好使。
- 运行应用镜像
运行java应用，需指定一些参数。比如我的是spring boot，需指定运行时的profile. 在docker里可以用如下方式：
# 通过-e 指定
docker run -p 40000:8080 -e spring.profiles.active=prod console-gateway-s2i
下面是启动日志，可以看到run-java-sh启动了运用
Starting the Java application using /opt/run-java/run-java.sh ...
exec java -javaagent:/opt/jolokia/jolokia.jar=config=/opt/jolokia/etc/jolokia.properties -javaagent:/opt/prometheus/jmx_prometheus_javaagent.jar=9779:/opt/prometheus/prometheus-config.yml -Xmx2560m -XX:ParallelGCThreads=1 -XX:ConcGCThreads=1 -Djava.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism=1 -XX:CICompilerCount=2 -XX:+UseParallelGC -XX:GCTimeRatio=4 -XX:AdaptiveSizePolicyWeight=90 -XX:MinHeapFreeRatio=20 -XX:MaxHeapFreeRatio=40 -XX:+ExitOnOutOfMemoryError -cp . -jar /deployments/consoleGateway-0.0.1-SNAPSHOT.jar
I> No access restrictor found, access to any MBean is allowed
Jolokia: Agent started with URL http://10.88.1.30:8778/jolokia/. ____ _ __ _ _/\\ / ___'_ __ _ _(_)_ __ __ _ \ \ \ \
( ( )\___ | '_ | '_| | '_ \/ _` | \ \ \ \\\/ ___)| |_)| | | | | || (_| | ) ) ) )' |____| .__|_| |_|_| |_\__, | / / / /=========|_|==============|___/=/_/_/_/:: Spring Boot :: (v2.3.4.RELEASE)2021-04-01 06:06:32.113 INFO 1 --- [ main] c.p.console.gateway.GatewayApplication : The following profiles are active: prod
2021-04-01 06:06:42.117 INFO 1 --- [ main] c.p.console.gateway.GatewayApplication : Started GatewayApplication in 14.114 seconds (JVM running for 15.899)
在k8s里可以利用kustomize和configmap来启动。先将应用镜像推送到harbor私服里
# 先定义一个env
[root@master yml]# cat bizGateway/biz-gateway.env
spring.profiles.active=prod# 然后在kustomization.yml里指定env
[root@master yml]# cat bizGateway/kustomization.yaml
apiVersion: kustomize.config.k8s.io/v1beta1
kind: Kustomization
namespace: consoleconfigMapGenerator:
- name: console-biz-gateway-envenvs:- biz-gateway.envresources:- deployment.yaml- service.yaml#接着在deployment.yml里通过envFrom引用envspec:containers:- name: console-biz-gatewayimage: harbor-console.paratera.com:8443/library/console-biz-gatewayenvFrom:- configMapRef:name: console-biz-gateway-env# 最后通过如下方式启动
kustomize build bizGateway | kubectl apply -f -
小结
s2i为云原生的编译发布运用带来了捷径。后续有时间再研究下java里多个项目依赖的应用发布如何实现，估计和maven的多项目依赖编译相关。同时还要看看是否有类似run-python-sh, run-nodejs-sh的功能，这样编译其他语言的应用镜像就方便了。
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