在Docker中更快地构建Maven项目

目录

• 一. 概述
• 二. 常规多阶段构建镜像
• 三. 使用 Buildkit 构建镜像
• 四. 使用依赖分层的方式构建镜像
• 五. 在 Buildkit 构建期间使用卷挂载
• 六. 使用 Maven 守护进程构建镜像
• 七. 结论
• 参考文章

一. 概述

本文将通过如下几个方式来构建 docker 镜像，通过记录每种方式的构建时间，从而得到在 Docker 中构建 Maven 项目最快的方式：

• 常规多阶段构建镜像
• 使用 Buildkit 构建镜像
• 使用依赖分层的方式构建镜像
• 在 Buildkit 构建期间使用卷挂载
• 使用 Maven 守护进程构建镜像

在每次运行之间，我们通过添加一个空行来更改源代码；在每个部分之间，我们删除所有构建的镜像，包括作为多阶段构建结果的中间镜像，这样是为了避免重复使用以前构建的镜像，以便得到每种方式更准确的构建时间。下面使用一个简单的 spring boot 项目进行测试。

二. 常规多阶段构建镜像

这是相关的Dockerfile：

FROM openjdk:11-slim-buster as build                         

COPY .mvn .mvn                                               
COPY mvnw .                                                  
COPY pom.xml .                                               
COPY src src                                                 

RUN ./mvnw -B package                                        

FROM openjdk:11-jre-slim-buster                              

COPY --from=build target/fast-maven-builds-1.0.jar .         

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "fast-maven-builds-1.0.jar"]     

让我们执行构建：

time DOCKER_BUILDKIT=0 docker build -t fast-maven:1.0 .      

暂时忘记环境变量，我将在下一节中解释

以下是五次运行的结果：

* 0.36s user 0.53s system 0% cpu 1:53.06 total
* 0.36s user 0.56s system 0% cpu 1:52.50 total
* 0.35s user 0.55s system 0% cpu 1:56.92 total
* 0.36s user 0.56s system 0% cpu 2:04.55 total
* 0.38s user 0.61s system 0% cpu 2:04.68 total

三. 使用 Buildkit 构建镜像

前面的命令行使用了DOCKER_BUILDKIT环境变量，这是告诉 Docker 使用旧引擎的方式。如果你有一段时间没有更新 Docker，那是你正在使用的引擎。如今，BuildKit已取代它，成为新的默认设置。

BuildKit 带来了多项性能改进：

• 自动垃圾收集
• 并发依赖解析
• 高效的指令缓存
• 构建缓存导入/导出
• 等等。

让我们在新引擎上重新执行之前的命令：

time docker build -t fast-maven:1.1 .

这是第一次运行的控制台日志的摘录：

...
 => => transferring context: 4.35kB
 => [build 2/6] COPY .mvn .mvn
 => [build 3/6] COPY mvnw .
 => [build 4/6] COPY pom.xml .
 => [build 5/6] COPY src src
 => [build 6/6] RUN ./mvnw -B package
...

0.68s user 1.04s system 1% cpu 2:06.33 total

相同命令的以下执行具有稍微不同的输出：

...
 => => transferring context: 1.82kB
 => CACHED [build 2/6] COPY .mvn .mvn
 => CACHED [build 3/6] COPY mvnw .
 => CACHED [build 4/6] COPY pom.xml .
 => [build 5/6] COPY src src
 => [build 6/6] RUN ./mvnw -B package
...

请记住，我们在两次运行之间更改了源代码。我们不会更改的文件，即.mvn,mvnw和pom.xml，由 BuildKit 缓存。但是这些资源很小，因此缓存不会显着改善构建时间。

* 0.69s user 1.01s system 1% cpu 2:05.08 total
* 0.65s user 0.95s system 1% cpu 1:58.51 total
* 0.68s user 0.99s system 1% cpu 1:59.31 total
* 0.64s user 0.95s system 1% cpu 1:59.82 total

快速浏览日志发现构建中的最大瓶颈是所有依赖项（包括插件）的下载。每次我们更改源代码时都会发生这种情况，这就是 BuildKit 没有提高性能的原因。

四. 使用依赖分层的方式构建镜像

我们应该将精力集中在依赖关系上。为此，我们可以利用层并将构建分为两个步骤：

• 第一步，我们下载依赖
• 在第二个，我们做适当的包装

每一步都会创建一个层，第二个取决于第一个。
通过分层，如果我们在第二层更改源代码，则第一层不受影响，可以重复使用。我们不需要再次下载依赖项。新的Dockerfile看起来像：

FROM openjdk:11-slim-buster as build

COPY .mvn .mvn
COPY mvnw .
COPY pom.xml .

RUN ./mvnw -B dependency:go-offline                          

COPY src src

RUN ./mvnw -B package                                        

FROM openjdk:11-jre-slim-buster

COPY --from=build target/fast-maven-builds-1.2.jar .

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "fast-maven-builds-1.2.jar"]

注意：go-offline不会下载所有内容。如果您尝试使用该-o选项（用于离线），该命令将不会成功运行。这是一个众所周知的老错误。在所有情况下，它都“足够好”。

让我们运行构建：

time docker build -t fast-maven:1.2 .

第一次运行比常规构建花费更多的时间：

0.84s user 1.21s system 1% cpu 2:35.47 total

但是，后续构建要快得多。更改源代码仅影响第二层，不会触发（大多数）依赖项的下载：

* 0.23s user 0.36s system 5% cpu 9.913 total
* 0.21s user 0.33s system 5% cpu 9.923 total
* 0.22s user 0.38s system 6% cpu 9.990 total
* 0.21s user 0.34s system 5% cpu 9.814 total
* 0.22s user 0.37s system 5% cpu 10.454 total

五. 在 Buildkit 构建期间使用卷挂载

分层构建大大缩短了构建时间，不过还有一个问题，更改单个依赖项会使镜像依赖的层无效，因此我们需要再次下载所有依赖项。

幸运的是，BuildKit在构建期间（而不仅仅是在运行期间）引入了卷挂载。有多种类型的挂载可用，但我们感兴趣的一种是缓存挂载。这是一项实验性功能，因此您需要明确选择加入：

Dockerfile看起来像：

# syntax=docker/dockerfile:experimental                      
FROM openjdk:11-slim-buster as build

COPY .mvn .mvn
COPY mvnw .
COPY pom.xml .
COPY src src

# 使用缓存构建
RUN --mount=type=cache,target=/root/.m2,rw ./mvnw -B package 

FROM openjdk:11-jre-slim-buster

COPY --from=build target/fast-maven-builds-1.3.jar .

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "fast-maven-builds-1.3.jar"]

其中 # syntax=docker/dockerfile:experimental 用来开启实验性功能。
使用如下命令构建镜像：

time docker build -t fast-maven:1.3 .

构建时间高于常规构建，但仍低于分层构建：

0.71s user 1.01s system 1% cpu 1:50.50 total

以下构建与层相当：

* 0.22s user 0.33s system 5% cpu 9.677 total
* 0.30s user 0.36s system 6% cpu 10.603 total
* 0.24s user 0.37s system 5% cpu 10.461 total
* 0.24s user 0.39s system 6% cpu 10.178 total
* 0.24s user 0.35s system 5% cpu 10.283 total

六. 使用 Maven 守护进程构建镜像

使用 Maven 守护进程构建镜像的 Dockerfile 文件内容如下：

FROM openjdk:11-slim-buster as build
# 下载最新版本的 Maven 守护进程
ADD https://github.com/mvndaemon/mvnd/releases/download/0.6.0/mvnd-0.6.0-linux-amd64.zip . 
# 更新包索引
RUN apt-get update \     
# 安装 unzip
 && apt-get install unzip \     
# 创建专用文件夹
 && mkdir /opt/mvnd \       
# 提取我们在前面下载的 mvnd
 && unzip mvnd-0.6.0-linux-amd64.zip \ 
# 将提取的存档内容移动到之前创建的文件夹
 && mv mvnd-0.6.0-linux-amd64/* /opt/mvnd                    

COPY .mvn .mvn
COPY mvnw .
COPY pom.xml .
COPY src src
# 使用 mvnd 代替 Maven 包装器
RUN /opt/mvnd/bin/mvnd -B package                            

FROM openjdk:11-jre-slim-buster

COPY --from=build target/fast-maven-builds-1.4.jar .

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "fast-maven-builds-1.4.jar"]

使用下面的命令构建镜像：

time docker build -t fast-maven:1.4 .

日志输出如下：

* 0.70s user 1.01s system 1% cpu 1:51.96 total
* 0.72s user 0.98s system 1% cpu 1:47.93 total
* 0.66s user 0.93s system 1% cpu 1:46.07 total
* 0.76s user 1.04s system 1% cpu 1:50.35 total
* 0.80s user 1.18s system 1% cpu 2:01.45 total

与常规构建镜像相比没有显着改善。

七. 结论

以下是所有执行时间的汇总：

	基线	构建工具包	图层	卷挂载	MVND
#1 (S)	113.06	125.08	155.47	110.5	111.96
#2 (S)	112.5	118.51	9.91	9.68	107.93
#3 (S)	116.92	119.31	9.92	10.6	106.07
#4 (S)	124.55	119.82	9.99	10.46	110.35
#5 (S)	124.68		9.81	10.18	121.45
#6 (S)			10.45	10.28
#7 (S)				44.71
平均（秒）	118.34	120.68	9.91	10.24	111.55
偏差	28.55	6.67	0.01	0.10	111.47
基线增益 (S)	0	-2.34	108.43	108.10	6.79
％ 获得	0.00%	-1.98%	91.63%	91.35%	5.74%

在 Docker 中加快 Maven 构建的性能与常规构建有很大不同，限制因素是依赖项的下载速度，需要使用层来缓存依赖项。
对于 BuildKit，建议使用新的缓存挂载功能，以避免在层失效时下载所有依赖项。

参考文章

https://blog.frankel.ch/faster-maven-builds/2/

到此这篇关于在Docker中更快地构建Maven项目的文章就介绍到这了,更多相关Docker构建Maven项目内容请搜索潘少俊衡以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持潘少俊衡！