详解SpringBoot(2.3)应用制作Docker镜像(官方方案)

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• 内容：原创文章分类汇总，及配套源码，涉及Java、Docker、K8S、DevOPS等

  关于《SpringBoot-2.3容器化技术》系列

• 《SpringBoot-2.3容器化技术》系列，旨在和大家一起学习实践2.3版本带来的最新容器化技术，让咱们的Java应用更加适应容器化环境，在云计算时代依旧紧跟主流，保持竞争力；
• 全系列文章分为主题和辅助两部分，主题部分如下：

1. 《体验SpringBoot(2.3)应用制作Docker镜像(官方方案)》；
2. 《详解SpringBoot(2.3)应用制作Docker镜像(官方方案)》；
3. 《掌握SpringBoot-2.3的容器探针：基础篇》；
4. 《掌握SpringBoot-2.3的容器探针：深入篇》；
5. 《掌握SpringBoot-2.3的容器探针：实战篇》；

• 辅助部分是一些参考资料和备忘总结，如下：

1. 《SpringBoot-2.3镜像方案为什么要做多个layer》；
2. 《设置非root账号不用sudo直接执行docker命令》；
3. 《开发阶段，将SpringBoot应用快速部署到K8S》；

   本篇简介

   在前文，咱们快速体验了官方推荐的docker镜像制作方案，但也产生了几个疑问：
4. SpringBoot-2.3版本推荐的镜像构建方案和旧版本比有什么不同？
5. pom.xml中spring-boot-maven-plugin插件新增的参数，到底做了什么？
6. Dockerfile中，java -Djarmode=layertools -jar application.jar extract这个操作啥意思?

本篇的目标就是解答上述问题，在寻找答案的过程中不断补全知识点，提升自己；

关键知识点：镜像layer

前文多次提到的镜像layer到底是什么，为什么会有多层layer？有必要先把这个知识点夯实了，请参考文章《SpringBoot-2.3镜像方案为什么要做多个layer》

老版本SpringBoot的官方方案

以SpringBoot-2.2.0.RELEASE版本为例，官方文档(
https://docs.spring.io/spring-boot/docs/2.2.0.RELEASE/reference/pdf/spring-boot-reference.pdf)给出的做法如下：

1. 将SpringBoot工程编译构建，在target目录得到jar；
2. 在target目录新建dependency文件夹；
3. 将jar解压到dependency文件夹；

4. 编写Dockerfile文件，内容如下：

   FROM openjdk:8-jdk-alpine
   VOLUME /tmp
   ARG DEPENDENCY=target/dependency
   COPY ${DEPENDENCY}/BOOT-INF/lib /app/lib
   COPY ${DEPENDENCY}/META-INF /app/META-INF
   COPY ${DEPENDENCY}/BOOT-INF/classes /app
   ENTRYPOINT ["java","-cp","app:app/lib/*","com.example.MyApplication"]
   

5. 可见，官方推荐的做法是将整个jar文件解压，在Dockerfile中多次用COPY命令分别复制，这样做的好处显而易见：多个layer，如果镜像的新版本中只修改了应用代码，那么下载镜像时只会下载/app这个layer，其他部分直接使用本地缓存，这是docker镜像的常规优化手段；

6. 上述方案有个小问题：麻烦！！！
7. 于是2.3.0.RELEASE版本做了些优化，让事情变得简单些；

   2.3.0.RELEASE版本方案和旧版的区别

   2.3.0.RELEASE版本构建Docker的步骤如下：
8. pom.xml中的spring-boot-maven-plugin插件增加一个配置项；
   2.编译构建生成jar；
9. 编写Dockerfile，里面用到了多阶段构建(multi-stage builds)，用工具从jar中提取拆分后，再多次执行COPY命令将拆分后的内容放入镜像，达到多个layer的目的；

因此，2.3.0.RELEASE版本和旧版本相比有如下变化：

1. pom.xml中多了个参数；
2. 构建好jar后，无需自己解压jar；
3. Dockefile内容不一样，旧版是手动解压jar，再在Dockerfile分别复制，2.3.0.RELEASE是通过java命令从jar中提取出各部分内容；

搞清楚了新旧版本的区别，咱们继续研究下一个问题吧；

pom.xml中spring-boot-maven-plugin插件新增的参数

1. pring-boot-maven-plugin插件新增参数如下图所示：
   
2. 上述参数有啥用？我这边编译构建了两次jar，第一次有上述参数，第二次没有，将两次生成的jar解压后对比，发现用了上述参数后，生成的jar会多出下图红框中的两个文件：
   
3. 看看layers.idx文件的内容，如下图：
   
4. 上图中的内容分别是什么意思呢？官方已给出了详细解释，如下图红框：
   
5. 综上所述，layers.idx文件是个清单，里面记录了所有要被复制到镜像中的信息，接下来看看如何使用layers.idx文件，这就涉及到jar包中新增的另一个文件：spring-boot-jarmode-layertools-2.3.0.RELEASE.jar

   spring-boot-jarmode-layertools工具

6. 前面已经介绍过jar中除了layers.idx，还多了个文件：spring-boot-jarmode-layertools-2.3.0.RELEASE.jar ，来看看这个文件的用处；
7. 进入工程的target目录，这里面是编译后的jar文件(我这里文件名为dockerlayerdemo-0.0.1-SNAPSHOT.jar)，注意此时的spring-boot-maven-plugin插件是带上了下图红框中的参数的：
   

8. 执行以下命令：

   java -Djarmode=layertools -jar dockerlayerdemo-0.0.1-SNAPSHOT.jar list
   

9. 得到结果如下图所示，是layers.idx文件的内容：
   

10. 来看看官方对这个layertools的解释，list参数的作用上面我们已经体验过了，重点是红框中的extract参数，它的作用是从jar中提取构建镜像所需的内容：
    
11. 看到这里，您是否想到了《体验SpringBoot(2.3)应用制作Docker镜像(官方方案)》中Dockerfile的内容，请看下图的红框和红字，是否有种恍然大悟的感觉：jar构建生成清单layers.idx，Dockerfile中根据清单从jar提取文件放入镜像：
    
    至此，三个问题都已经找到了答案，小结一下：

    SpringBoot-2.3.0.RELEASE推荐的镜像构建方案和旧版本相比有什么不同

12. pom.xml中的spring-boot-maven-plugin插件增加一个配置项；
13. 构建好jar后，旧版本要自己解压jar，新版不需要；
14. 新版本的jar中，多了个文件清单layers.idx和镜像文件处理工具spring-boot-jarmode-layertools-2.3.0.RELEASE.jar；
15. 旧版的Dockefile内容：因为前面解压好了，所有在Dockerfile里直接复制前面解压的内容，这里就有个风险：前一步解压和当前复制的文件位置要保证一致；
16. 新版的Dockerfile内容：使用工具spring-boot-jarmode-layertools-2.3.0.RELEASE.jar，根据的layers.idx内容从jar中提取文件，复制到镜像中；
17. 新版的Dockerfile中，由于使用了分阶段构建，因此从jar提取文件的操作不会保存到镜像的layer中；

    pom.xml中spring-boot-maven-plugin插件新增的参数，到底做了什么

    spring-boot-maven-plugin插件新增的参数，使得编译构建得到jar中多了两个文件，如下图所示：
    

    Dockerfile中，java -Djarmode=layertools -jar application.jar extract这个操作啥意思

18. java -Djarmode=layertools -jar application.jar extract的作用是从jar中提取文件，这些文件是docker镜像的一部分；
19. 上述操作的参数是extract，另外还有两个参数，官方解释它们的作用如下：
    
    至此，问题已全部澄清，相信您对SpringBoot-2.3.0.RELEASE官方的镜像构建方案也足够了解了，最后是我根据自己的认识画的流程图，帮助您快速理解整个构建流程：
    

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