摘要：本文主要介紹Spring Boot項(xiàng)目的docker鏡像分層構(gòu)建，分為外部依賴和內(nèi)部依賴和項(xiàng)目classes依賴，讓docker構(gòu)建的時(shí)候，可以使用之前的緩存，加快構(gòu)建速度和測試環(huán)境鏡像拉取速度。

為什么使用分層 Docker 鏡像？

傳統(tǒng)的 Docker 鏡像構(gòu)建方式會(huì)將整個(gè)應(yīng)用程序 JAR/WAR 文件復(fù)制到一個(gè)層中。當(dāng)你修改代碼時(shí)，整個(gè)層都會(huì)失效，導(dǎo)致 Docker 必須重新構(gòu)建整個(gè)應(yīng)用程序?qū)樱词怪皇亲隽宋⑿〉拇a更改。

通過我們的分層方法，我們將以下內(nèi)容分離：

1. 外部依賴（第三方庫）
2. 內(nèi)部依賴（公司特定庫）
3. 應(yīng)用程序代碼（實(shí)際業(yè)務(wù)邏輯）

這樣，當(dāng)你修改代碼時(shí)，只需要重新構(gòu)建應(yīng)用程序代碼層，而依賴層可以從緩存中重用。

Maven 插件配置詳解

<build>
  <plugins>
    <plugin>
      <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
      <artifactId>maven-dependency-plugin</artifactId>
      <executions>
        <execution>
          <id>copy-external-dependencies</id>
          <phase>package</phase>
          <goals>
            <goal>copy-dependencies</goal>
          </goals>
          <configuration>
            <outputDirectory>${project.build.directory}/lib/external</outputDirectory>
            <includeScope>compile</includeScope>
            <excludeGroupIds>cn.hutool</excludeGroupIds>
          </configuration>
        </execution>

        <execution>
          <id>copy-internal-dependencies</id>
          <phase>package</phase>
          <goals>
            <goal>copy-dependencies</goal>
          </goals>
          <configuration>
            <outputDirectory>${project.build.directory}/lib/internal</outputDirectory>
            <includeScope>compile</includeScope>
            <includeGroupIds>cn.hutool</includeGroupIds>
          </configuration>
        </execution>
      </executions>
    </plugin>
    <plugin>
      <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>
      <artifactId>maven-compiler-plugin</artifactId>
      <configuration>
        <source>21</source>
        <target>21</target>
        <encoding>UTF-8</encoding>
        <!-- 如果使用預(yù)覽特性 -->
        <compilerArgs>
          <arg>--enable-preview</arg>
        </compilerArgs>
        <release>21</release>
      </configuration>
    </plugin>
  </plugins>
</build>

工作原理

1. Maven 依賴分離插件配置詳解

我們的 pom.xml 使用 maven-dependency-plugin 在構(gòu)建過程中分離依賴。該插件包含兩個(gè)執(zhí)行配置：

外部依賴復(fù)制配置

<execution>
    <id>copy-external-dependencies</id>
    <phase>package</phase>
    <goals>
        <goal>copy-dependencies</goal>
    </goals>
    <configuration>
        <outputDirectory>${project.build.directory}/lib/external</outputDirectory>
        <includeScope>compile</includeScope>
        <excludeGroupIds>cn.hutool</excludeGroupIds>
    </configuration>
</execution>

配置參數(shù)說明：

<id>: 執(zhí)行的唯一標(biāo)識符

<phase>: 綁定到 Maven 生命周期的 package 階段

<goals>: 執(zhí)行的目標(biāo)是 copy-dependencies

<configuration>: 配置詳情

• <outputDirectory>: 輸出目錄，${project.build.directory} 是 target 目錄
• <includeScope>: 包含作用域?yàn)?compile 的依賴
• <excludeGroupIds>: 排除 groupId 為 cn.hutool 的依賴（將其視為內(nèi)部依賴）

內(nèi)部依賴復(fù)制配置

<execution>
    <id>copy-internal-dependencies</id>
    <phase>package</phase>
    <goals>
        <goal>copy-dependencies</goal>
    </goals>
    <configuration>
        <outputDirectory>${project.build.directory}/lib/internal</outputDirectory>
        <includeScope>compile</includeScope>
        <includeGroupIds>cn.hutool</includeGroupIds>
    </configuration>
</execution>

配置參數(shù)說明：

<id>: 執(zhí)行的唯一標(biāo)識符

<phase>: 同樣綁定到 Maven 生命周期的 package 階段

<goals>: 執(zhí)行的目標(biāo)也是 copy-dependencies

<configuration>: 配置詳情

• <outputDirectory>: 輸出目錄為 target/lib/internal
• <includeScope>: 包含作用域?yàn)?compile 的依賴
• <includeGroupIds>: 只包含 groupId 為 cn.hutool 的依賴（作為內(nèi)部依賴處理）

通過這兩個(gè)執(zhí)行配置，Maven 會(huì)在 package 階段自動(dòng)將依賴分別復(fù)制到對應(yīng)的目錄中：

• target/lib/external/ - 第三方依賴（排除了 cn.hutool）
• target/lib/internal/ - 內(nèi)部/公司特定依賴（只有 cn.hutool）
• target/classes/ - 編譯后的應(yīng)用程序代碼

2. 分層 Dockerfile 詳解

我們的 Dockerfile 通過首先復(fù)制依賴來利用 Docker 層緩存：

FROM eclipse-temurin:21-jre-alpine
WORKDIR /app

# 1. 復(fù)制外部依賴（很少更改）
COPY target/lib/external/*.jar ./lib/external/

# 2. 復(fù)制內(nèi)部依賴（偶爾更改）
COPY target/lib/internal/*.jar ./lib/internal/

# 3. 復(fù)制應(yīng)用程序類（經(jīng)常更改）
COPY target/classes ./classes

EXPOSE 8080

ENV CUSTOM_OPTS="-Xms256m -Xmx768m"
ENV JAVA_OPTS="--enable-preview -XX:+UseSerialGC"
ENTRYPOINT ["sh", "-c", "java $CUSTOM_OPTS $JAVA_OPTS -cp /app/classes:/app/lib/external/*:/app/lib/internal/* com.example.layer.Sp3LayerApplication"]

Dockerfile 配置說明：

FROM eclipse-temurin:21-jre-alpine: 使用輕量級的 Alpine Linux 上的 Temurin JDK 21 運(yùn)行時(shí)環(huán)境

WORKDIR /app: 設(shè)置工作目錄為 /app

COPY target/lib/external/*.jar ./lib/external/: 將外部依賴復(fù)制到鏡像中，這是最穩(wěn)定的層

COPY target/lib/internal/*.jar ./lib/internal/: 將內(nèi)部依賴復(fù)制到鏡像中，這層比外部依賴更可能變化

COPY target/classes ./classes: 將應(yīng)用程序類文件復(fù)制到鏡像中，這層最容易發(fā)生變化

EXPOSE 8080: 暴露應(yīng)用程序端口

ENV 指令設(shè)置 JVM 參數(shù)：

• CUSTOM_OPTS: 自定義 JVM 參數(shù)，設(shè)置初始堆內(nèi)存和最大堆內(nèi)存
• JAVA_OPTS: Java 虛擬機(jī)選項(xiàng)，啟用預(yù)覽特性和使用串行垃圾收集器

ENTRYPOINT: 定義容器啟動(dòng)時(shí)執(zhí)行的命令，使用類路徑包含所有依賴和應(yīng)用程序類

類路徑說明：
-cp /app/classes:/app/lib/external/*:/app/lib/internal/* 指定了類路徑的順序：

1. /app/classes: 應(yīng)用程序編譯后的類文件優(yōu)先級最高
2. /app/lib/external/*: 外部依賴次之
3. /app/lib/internal/*: 內(nèi)部依賴最后

這種順序確保了應(yīng)用程序類可以覆蓋依賴中的同名類（如果需要的話），并且保證了正確的類加載順序。

3. 構(gòu)建過程詳解

Maven 構(gòu)建生命周期集成

當(dāng)執(zhí)行 mvn package 命令時(shí)，Maven 會(huì)按照以下順序執(zhí)行構(gòu)建階段：

1. validate - 驗(yàn)證項(xiàng)目正確性
2. compile - 編譯源代碼
3. test - 運(yùn)行測試
4. package - 打包應(yīng)用程序

在 package 階段，maven-dependency-plugin 會(huì)自動(dòng)執(zhí)行我們配置的兩個(gè)依賴復(fù)制任務(wù)：

1. 首先執(zhí)行 copy-external-dependencies，將外部依賴復(fù)制到 target/lib/external/
2. 然后執(zhí)行 copy-internal-dependencies，將內(nèi)部依賴復(fù)制到 target/lib/internal/
3. 同時(shí)，Maven 默認(rèn)會(huì)將編譯后的類文件放在 target/classes/ 目錄中

完整構(gòu)建步驟

清理并打包應(yīng)用程序：

mvn clean package

此命令會(huì)觸發(fā)依賴分離過程，生成三個(gè)目錄：

• target/classes/ - 應(yīng)用程序編譯后的類文件
• target/lib/external/ - 外部依賴 JAR 文件
• target/lib/internal/ - 內(nèi)部依賴 JAR 文件

2. 構(gòu)建 Docker 鏡像：

docker build -t sp3-layer .

Docker 構(gòu)建過程會(huì)按順序創(chuàng)建四個(gè)層：

• 基礎(chǔ)鏡像層（eclipse-temurin:21-jre-alpine）
• 外部依賴層（COPY target/lib/external/*.jar）
• 內(nèi)部依賴層（COPY target/lib/internal/*.jar）
• 應(yīng)用程序類層（COPY target/classes）

構(gòu)建優(yōu)化效果

由于 Docker 的層緩存機(jī)制：

• 當(dāng)只修改應(yīng)用程序代碼時(shí)，只有最后一層需要重建
• 當(dāng)添加新的外部依賴時(shí)，需要重建外部依賴層及其后的所有層
• 當(dāng)添加新的內(nèi)部依賴時(shí)，需要重建內(nèi)部依賴層和應(yīng)用程序類層
• 只有基礎(chǔ)鏡像變更時(shí)，才需要完全重建

優(yōu)勢

1. 更快的構(gòu)建速度：代碼更改時(shí)只需重新構(gòu)建應(yīng)用程序代碼層
2. 更小的傳輸量：推送到注冊中心時(shí)，只傳輸更改的層
3. 更好的緩存效果：依賴層在各個(gè)構(gòu)建之間緩存并重用
4. 減少帶寬消耗：在 CI/CD 流水線中減少數(shù)據(jù)傳輸

版本更新工作流程

1. 在應(yīng)用程序中進(jìn)行代碼更改
2. 運(yùn)行 mvn clean package 僅重新編譯更改的代碼
3. 運(yùn)行 docker build -t sp3-layer:v2 . 構(gòu)建新鏡像
4. 只有 target/classes 層會(huì)被重新構(gòu)建
5. 只將更改的層推送到容器注冊中心

配置自定義指南

要將此配置應(yīng)用于其他項(xiàng)目，您需要根據(jù)項(xiàng)目的依賴結(jié)構(gòu)調(diào)整配置：

修改依賴分組

如果您有不同的內(nèi)部依賴，需要修改 excludeGroupIds 和 includeGroupIds 配置：

<!-- 外部依賴配置 -->
<excludeGroupIds>com.yourcompany,org.another.internal.group</excludeGroupIds>
<!-- 內(nèi)部依賴配置 -->
<includeGroupIds>com.yourcompany,org.another.internal.group</includeGroupIds>

最佳實(shí)踐

1. 順序很重要：首先復(fù)制不經(jīng)常更改的層
2. 最小化層數(shù)：只分離實(shí)際在不同頻率下更改的內(nèi)容
3. 多階段構(gòu)建：考慮與多階段構(gòu)建結(jié)合使用以獲得更小的最終鏡像
4. 緩存失效：了解 Docker 的層緩存機(jī)制以最大化收益

這種方法可以顯著減少 CI/CD 流水線中的構(gòu)建時(shí)間，并在部署更新時(shí)最小化網(wǎng)絡(luò)傳輸。

到此這篇關(guān)于SpringBoot項(xiàng)目docker分層鏡像構(gòu)建案例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot docker分層鏡像 內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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