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docker 仓库里面python好多tag都代表什么意思?我们该如何选择

docker 仓库里面python好多tag都代表什么意思?我们该如何选择

作者:张首富
时间:2020-05-25
w x:y18163201

起因

今天让我同事帮忙构建一个基于python代码的docker包,然后他问我使用那个底层镜像,我说你直接去docker hub上找一个,他打开之后问我这么多我该使用那个,他们之间有什么不一样呢?

比较不同tag之间的区别

我们在docker hub上能看到很多python tag的标签,我们这边以3.6版本的来做介绍

3.6.10-buster, 3.6-buster
3.6.10-slim-buster, 3.6-slim-buster, 3.6.10-slim, 3.6-slim
3.6.10-stretch, 3.6-stretch
3.6.10-slim-stretch, 3.6-slim-stretch
3.6.10-alpine3.11, 3.6-alpine3.11, 3.6.10-alpine, 3.6-alpine
3.6.10-alpine3.10, 3.6-alpine3.10

我们查看他们构建的dockerfile其实就能看出来大概的区别

docker tag

基础版本

3.6.10-apline3.10

apline:3.10

3.6.10-apline3.11

apline:3.11

3.6.10-slim-stretch

debian:stretch-slim

3.6.10-slim-buster

debian:buster-slim

3.6.10-buster

buildpack-deps:buster

3.6.10-stretch

buildpack-deps:stretch

其实我们从上面这个表格就可以看出来,他们之间的区别就是因为底层镜像不一样而造成的差异。

debian版本号

debian发行版本号

含义

buster

当前的稳定版

stretch

旧的稳定版,包含了Debian官方最近一次发行的软件包,优先推荐使用的版本

testing

测试版本,包含了哪些暂时未被收录进”稳定版“的软件包

ubstable

不稳定版,开发版本

buildpack-deps 基础镜像

该镜像包含了通常开发所必须的头文件和工具(比如源码管理工具)。但是这个镜像中添加了非必须的东西,有点违反docker最小构建的原理。

这里推荐使用debian为基础镜像

用Alpine 会让python Docker 的构建慢50倍

一般我们选择docker 镜像为基础镜像时,Apline Linux 就会被推荐,因为他小,如果我们在使用go,这将是一个很好的选择,因为go不依赖于任何环境。

但是如果我们打包的是python代码,那个Apline Linux会是你的构建:

  1. 让你的构建更慢
  2. 让你的镜像更大
  3. 浪费我们宝贵的时间
  4. 偶尔引入一些令人费解的运行时bug

详情请看这个:https://www.infoq.cn/article/VODLe9FsiBkQdlcxJZZj

Apline镜像探秘

Alpine 是众多Linux发行版中的一员,和Centos,Ubuntu,Debian 之类一样,只是一个发行版的名字,号称安全小巧,有自己的包管理工具apk

与Centos 和Ubuntu他们不同的是,Apline并没有像Red Hat 之类的大公司为其提供维护支持,软件包数量也比这些发行版少很多(如果只看开箱即用的默认软件仓库,Apline只有10000个软件包,而ubuntu,Debian的软件包数量均大于50000).

容器崛起之前,Apline 还是个无名之辈,可能是因为大家并不是很关心操作系统本身的大小,毕竟大家只关心业务数据和文档,程序,库文件和系统本身大小通常可以忽略不计。

容器技术席卷整个软件产业之后,大家都注意到了一个问题,那就是容器的镜像太大了,浪费磁盘空间,拉去镜像时间长,不够轻便。于是,人们开始寻求适用于容器的更小镜像。对于那些耳熟能详的发行版(例如 Ubuntu、Debian、Fedora)来说,只能通过删除某些工具(例如 ifconfignetstat)将镜像体积控制在 100M 以下。而对于 Alpine 而言,什么都不用删除,镜像大小也就只有 5M 而已。

Alpine 镜像的另一个优势是包管理工具的执行速度非常快,安装软件体验非常顺滑。诚然,在传统的虚拟机上不需要太关心软件包的安装速度,同一个包只需要装一次即可,无需不停重复安装。容器就不一样了,你可能会定期构建新镜像,也可能会在运行的容器中临时安装某些调试工具,如果软件包的安装速度很慢,会很快消磨掉我们的耐心。

为了更直观,我们来做个简单的对比测试,看看不同的发行版安装 tcpdump 需要多长时间,测试命令如下:

→ time docker run <image> <packagemanager> install tcpdump

测试结果如下:

Base image           Size      Time to install tcpdump
---------------------------------------------------------
alpine:3.11          5.6 MB      1-2s
archlinux:20200106   409 MB      7-9s
centos:8             237 MB      5-6s
debian:10            114 MB      5-7s
fedora:31            194 MB    35-60s
ubuntu:18.04          64 MB      6-8s

好吧,既然 Alpine 这么棒,为什么不用它作为所有镜像的基础镜像呢?别急,先一步一步来,为了趟平所有的坑,需要分两种情况来考虑:

  1. 使用 Alpine 作为第二构建阶段(run 阶段)的基础镜像
  2. 使用 ALpine 作为所有构建阶段(run 阶段和 build 阶段)的基础镜像

run 阶段使用 Alpine

带着激动的心情,将 Alpine 镜像加入了 Dockerfile:

FROM gcc AS mybuildstage
COPY hello.c .
RUN gcc -o hello hello.c

FROM alpine
COPY --from=mybuildstage hello .
CMD ["./hello"]

第一个坑来了,启动容器出现了错误:

standard_init_linux.go:211: exec user process caused "no such file or directory"

这个报错在上篇文章已经见识过了,上篇文章的场景是使用 scratch 镜像作为 C 语言程序的基础镜像,错误的原因是 scratch 镜像中缺少动态库文件。可是为什么使用 Alpine 镜像也有报错,难道它也缺少动态库文件?

也不完全是,Alpine 使用的也是动态库,毕竟它的设计目标之一就是占用更少的空间。但 Alpine 使用的标准库与大多数发行版不同,它使用的是 musl libc,这个库相比于 glibc 更小、更简单、更安全,但是与大家常用的标准库 glibc 并不兼容。

你可能又要问了:‘既然 musl libc 更小、更简单,还特么更安全,为啥其他发行版还在用 glibc?’

mmm。。。因为 glibc 有很多额外的扩展,并且很多程序都用到了这些扩展,而 musl libc 是不包含这些扩展的。详情可以参考 musl 的文档

也就是说,如果想让程序跑在 Alpine 镜像中,必须在编译时使用 musl libc 作为动态库。

所有阶段使用 Alpine

为了生成一个与 musl libc 链接的二进制文件,有两条路:

  • 某些官方镜像提供了 Alpine 版本,可以直接拿来用。
  • 还有些官方镜像没有提供 Alpine 版本,我们需要自己构建。

golang 镜像就属于第一种情况,golang:alpine 提供了基于 Alpine 构建的 Go 工具链。

构建 Go 程序可以使用下面的 Dockerfile

FROM golang:alpine
COPY hello.go .
RUN go build hello.go

FROM alpine
COPY --from=0 /go/hello .
CMD ["./hello"]

生成的镜像大小为 7.5M,对于一个只打印 ‘hello world’的程序来说确实有点大了,但我们可以换个角度:

  • 即使程序很复杂,生成的镜像也不会很大。
  • 包含了很多有用的调试工具。
  • 即使运行时缺少某些特殊的调试工具,也可以迅速安装。

Go 语言搞定了,C 语言呢?并没有 gcc:alpine 这样的镜像啊。只能以 Alpine 镜像作为基础镜像,自己安装 C 编译器了,Dockerfile 如下:

FROM alpine
RUN apk add build-base
COPY hello.c .
RUN gcc -o hello hello.c

FROM alpine
COPY --from=0 hello .
CMD ["./hello"]

必须安装 build-base,如果安装 gcc,就只有编译器,没有标准库。build-base 相当于 Ubuntu 的 build-essentials,引入了编译器、标准库和 make 之类的工具。

最后来对比一下不同构建方法得到的 ‘hello world’镜像大小:

  • 使用基础镜像 golang 构建:805MB
  • 多阶段构建,build 阶段使用基础镜像 golang,run 阶段使用基础镜像 ubuntu:66.2MB
  • 多阶段构建,build 阶段使用基础镜像 golang:alpine,run 阶段使用基础镜像 alpine:7.6MB
  • 多阶段构建,build 阶段使用基础镜像 golang,run 阶段使用基础镜像 scratch:2MB

最终镜像体积减少了 99.75%,相当惊人了。再来看一个更实际的例子,上一节提到的使用 net 的程序,最终的镜像大小对比:

  • 使用基础镜像 golang 构建:810MB
  • 多阶段构建,build 阶段使用基础镜像 golang,run 阶段使用基础镜像 ubuntu:71.2MB
  • 多阶段构建,build 阶段使用基础镜像 golang:alpine,run 阶段使用基础镜像 alpine:12.6MB
  • 多阶段构建,build 阶段使用基础镜像 golang,run 阶段使用基础镜像 busybox:glibc:12.2MB
  • 多阶段构建,build 阶段使用基础镜像 golang 并使用参数 CGO_ENABLED=0,run 阶段使用基础镜像 ubuntu:7MB

镜像体积仍然减少了 99%

啰里啰嗦了这么多,你大概知道要使用那个镜像去构建 docker 包了吧!

参考:

用 Alpine 会让 Python Docker 的构建慢 50 倍

Docker 镜像制作教程:针对不同语言的精简策略

python-images

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