簡介
在很久很久以前，我們是怎么創建Spring Boot的docker image呢？最最通用的辦法就是將Spring boot的應用程序打包成一個fat jar，然后寫一個docker file，將這個fat jar制作成為一個docker image然后運行。

今天我們來體驗一下Spring Boot 2.3.3 帶來的快速創建docker image的功能。

傳統做法和它的缺點
現在我們創建一個非常簡單的Spring Boot程序：

@SpringBootApplication 
@RestController 
public class Application { 
 
    public static void main(String[] args) { 
        SpringApplication.run(Application.class, args); 
    } 
 
    @GetMapping("/getInfo") 
    public String getInfo() { 
        return "www.flydean.com"; 
    } 
} 
復制代碼 

默認情況下，我們build出來的是一個fat jar：springboot-with-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar

我們解壓看一下它的內容：

Spring boot的fat jar分為三個部分，第一部分就是BOOT-INF, 里面的class目錄放的是我們自己編寫的class文件。而lib目錄存放的是項目依賴的其他jar包。

第二部分是META-INF，里面定義了jar包的屬性信息。

第三部分是Spring Boot的類加載器，fat jar包的啟動是通過Spring Boot的jarLauncher來創建LaunchedURLClassLoader，通過它來加載lib下面的jar包，最后以一個新線程啟動應用的Main函數。

這里不多講Spring Boot的啟動。

我們看一下，如果想要用這個fat jar來創建docker image應該怎么寫：

FROM openjdk:8-jdk-alpine 
EXPOSE 8080 
ARG JAR_FILE=target/springboot-with-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar 
ADD ${JAR_FILE} app.jar 
ENTRYPOINT ["java","-jar","/app.jar"] 
復制代碼 

這樣寫有兩個問題。

第一個問題：我們是用的far jar，在使用far jar的過程中會有一定的性能問題，肯定要比解壓過后的性能要低，尤其是在容器環境中運行的情況下，可能會更加突出。

第二個問題：我們知道docker的image是按layer來構建的，按layer構建的好處就是可以減少image構建的時間和重用之前的layer。

但是如果使用的是fat jar包，即使我們只修改了我們自己的代碼，也會導致整個fat jar重新更新，從而影響docker image的構建速度。

使用Buildpacks
傳統的辦法除了有上面的兩個問題，還有一個就是需要自己構建docker file，有沒有一鍵構建docker image的方法呢？

答案是肯定的。

Spring Boot在2.3.0之后，引入了Cloud Native 的buildpacks，通過這個工具，我們可以非常非常方便的創建docker image。

在Maven和Gradle中，Spring Boot引入了新的phase： spring-boot:build-image

我們可以直接運行：

mvn  spring-boot:build-image 
制代碼 

運行之，很不幸的是，你可能會遇到下面的錯誤：

[ERROR] Failed to execute goal org.springframework.boot:spring-boot-maven-plugin:2.3.3.RELEASE:build-image (default-cli) on project springboot-with-docker: Execution default-cli of goal org.springframework.boot:spring-boot-maven-plugin:2.3.3.RELEASE:build-image failed: Docker API call to 'localhost/v1.24/images/create?fromImage=gcr.io%2Fpaketo-buildpacks%2Fbuilder%3Abase-platform-api-0.3' failed with status code 500 "Internal Server Error" and message "Get https://gcr.io/v2/: net/http: request canceled while waiting for connection (Client.Timeout exceeded while awaiting headers)" -> [Help 1] 
復制代碼 

這是因為我們無法從gcr.io中拉取鏡像！

沒關系，如果你會正確的上網方式的話，那么我估計你已經找到了一個代理。

將你的代理配置到Docker的代理項里面，我使用的是Docker desktop,下面是我的配置：

重新運行 mvn spring-boot:build-image

等待執行結果：

[INFO] --- spring-boot-maven-plugin:2.3.3.RELEASE:build-image (default-cli) @ springboot-with-docker --- 
[INFO] Building image 'docker.io/library/springboot-with-docker:0.0.1-SNAPSHOT' 
[INFO]  
[INFO]  > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0% 
[INFO]  > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0% 
[INFO]  > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0% 
[INFO]  > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0% 
[INFO]  > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0% 
[INFO]  > Pulling builder image 'gcr.io/paketo-buildpacks/builder:base-platform-api-0.3' 0% 
復制代碼 

你可以看到，我們的確是需要從gcr.io拉取image。

Layered Jars
如果你不想使用Cloud Native Buildpacks，還是想使用傳統的Dockerfile。 沒關系，SpringBoot為我們提供了獨特的分層jar包系統。

怎么開啟呢？ 我們需要在POM文件中加上下面的配置：

<build> 
       <plugins> 
           <plugin> 
               <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
               <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> 
               <configuration> 
                   <layers> 
                       <enabled>true</enabled> 
                   </layers> 
               </configuration> 
           </plugin> 
       </plugins> 
   </build> 
制代碼 

再次打包，看下jar包的內容：

看起來和之前的jar包沒什么不同，只不過多了一個layers.idx 這個index文件：

- "dependencies": 
  - "BOOT-INF/lib/" 
- "spring-boot-loader": 
  - "org/" 
- "snapshot-dependencies": 
- "application": 
  - "BOOT-INF/classes/" 
  - "BOOT-INF/classpath.idx" 
  - "BOOT-INF/layers.idx" 
  - "META-INF/" 
復制代碼 

index文件主要分為4個部分：

• dependencies - 非SNAPSHOT的依賴jar包
• snapshot-dependencies - SNAPSHOT的依賴jar包
• spring-boot-loader - Spring boot的class loader文件
• application - 應用程序的class和resources文件

注意，這里的index文件是有順序的，它和我們將要添加到docker image中的layer順序是一致的。

最少變化的將會最先添加到layer中，變動最大的放在最后面的layer。

我們可以使用layertools jarmode來對生成的fat jar進行校驗或者解壓縮：

java -Djarmode=layertools -jar springboot-with-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar  
Usage: 
  java -Djarmode=layertools -jar springboot-with-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar 
 
Available commands: 
  list     List layers from the jar that can be extracted 
  extract  Extracts layers from the jar for image creation 
  help     Help about any command 
復制代碼 

使用list命令，我們可列出jar包中的layer信息。使用extract我們可以解壓出不同的layer。

我們執行下extract命令，看下結果：

可以看到，我們根據layers.idx解壓出了不同的文件夾。

我們看一下使用layer的dockerFile應該怎么寫：

FROM adoptopenjdk:11-jre-hotspot as builder 
WORKDIR application 
ARG JAR_FILE=target/*.jar 
COPY ${JAR_FILE} application.jar 
RUN java -Djarmode=layertools -jar application.jar extract 
 
FROM adoptopenjdk:11-jre-hotspot 
WORKDIR application 
COPY --from=builder application/dependencies/ ./ 
COPY --from=builder application/spring-boot-loader/ ./ 
COPY --from=builder application/snapshot-dependencies/ ./ 
COPY --from=builder application/application/ ./ 
ENTRYPOINT ["java", "org.springframework.boot.loader.JarLauncher"] 
復制代碼 

這樣我們的一個分層的DockerImage就創建完成了。

自定義Layer
如果我們需要自定義Layer該怎么做呢？

我們可以創建一個獨立的layers.xml文件：

<layers xmlns="http://www.springframework.org/schema/boot/layers" 
        xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" 
        xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/boot/layers 
              https://www.springframework.org/schema/boot/layers/layers-2.3.xsd"> 
    <application> 
        <into layer="spring-boot-loader"> 
            <include>org/springframework/boot/loader/**</include> 
        </into> 
        <into layer="application" /> 
    </application> 
    <dependencies> 
        <into layer="snapshot-dependencies"> 
            <include>*:*:*SNAPSHOT</include> 
        </into> 
        <into layer="company-dependencies"> 
            <include>com.flydean:*</include> 
        </into> 
        <into layer="dependencies"/> 
    </dependencies> 
    <layerOrder> 
        <layer>dependencies</layer> 
        <layer>spring-boot-loader</layer> 
        <layer>snapshot-dependencies</layer> 
        <layer>company-dependencies</layer> 
        <layer>application</layer> 
    </layerOrder> 
</layers> 
復制代碼 

怎么使用這個layer.xml呢？

添加到build plugin中就可以了：

<build> 
       <plugins> 
           <plugin> 
               <groupId>org.springframework.boot</groupId> 
               <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> 
               <configuration> 
                   <layers> 
                       <enabled>true</enabled> 
                       <configuration>${project.basedir}/src/main/resources/layers.xml</configuration> 
                   </layers> 
               </configuration> 
           </plugin> 
       </plugins> 
   </build>