Използване на многоетапен докер за изграждане на изображения на Windows

Здравейте всички! Казвам се Андрей и работя като DevOps инженер в Exness в екипа за разработка. Основната ми дейност е свързана с изграждане, внедряване и поддръжка на приложения в docker под операционна система Linux (наричана по-долу ОС). Неотдавна имах задача със същите дейности, но целевата ОС на проекта беше Windows Server и набор от C++ проекти. За мен това беше първото близко взаимодействие с докер контейнери под Windows OS и като цяло с C++ приложения. Благодарение на това имах интересен опит и научих за някои от тънкостите на контейнеризирането на приложения в Windows.

В тази статия искам да ви разкажа с какви трудности трябваше да се сблъскам и как успях да ги разреша. Надявам се, че това е полезно за вашите настоящи и бъдещи предизвикателства. Наслади се на четенето!

Защо контейнери?

Компанията разполага със съществуваща инфраструктура за контейнерния оркестратор Hashicorp Nomad и свързаните с него компоненти - Consul и Vault. Следователно контейнеризацията на приложенията беше избрана като унифициран метод за предоставяне на цялостно решение. Тъй като инфраструктурата на проекта съдържа докер хостове с Windows Server Core OS версии 1803 и 1809, е необходимо да се изградят отделни версии на докер изображения за 1803 и 1809. Във версия 1803 е важно да запомните, че ревизионният номер на компилацията на докер хоста трябва да съвпада с номера на версията на базовото докер изображение и хоста, където ще бъде стартиран контейнерът от това изображение. Версия 1809 няма такъв недостатък. Можете да прочетете повече тук.

Защо многоетапен?

Инженерите на екипа за разработка нямат или имат много ограничен достъп за изграждане на хостове; няма начин за бързо управление на набора от компоненти за изграждане на приложение на тези хостове, например инсталиране на допълнителен набор от инструменти или работно натоварване за Visual Studio. Затова взехме решение да инсталираме всички компоненти, необходими за изграждане на приложението, в образа на Docker за изграждане. Ако е необходимо, можете бързо да промените само докер файла и да стартирате конвейера за създаване на това изображение.

От теория към действие

В идеалното многоетапно изграждане на изображение на Docker, средата за изграждане на приложението се подготвя в същия Dockerfile скрипт, в който е изградено самото приложение. Но в нашия случай беше добавена междинна връзка, а именно стъпката за предварително създаване на докер изображение с всичко необходимо за изграждане на приложението. Това беше направено, защото исках да използвам функцията за докер кеш, за да намаля времето за инсталиране на всички зависимости.

Нека да разгледаме основните точки на скрипта на dockerfile за създаване на това изображение.

За да създадете изображения на различни версии на ОС, можете да дефинирате аргумент в докер файла, през който се предава номерът на версията по време на компилацията, и той също е тагът на базовото изображение.

Можете да намерите пълен списък на етикетите за изображения на Microsoft Windows Server тук.

ARG WINDOWS_OS_VERSION=1809
FROM mcr.microsoft.com/windows/servercore:$WINDOWS_OS_VERSION

По подразбиране командите в инструкциите RUN вътре в dockerfile на Windows OS те се изпълняват в конзолата cmd.exe. За удобство при писане на скриптове и разширяване на функционалността на използваните команди, ще предефинираме конзолата за изпълнение на команди в Powershell чрез инструкцията SHELL.

SHELL ["powershell", "-Command", "$ErrorActionPreference = 'Stop';"]

Следващата стъпка е да инсталирате мениджъра на шоколадови пакети и необходимите пакети:

COPY chocolatey.pkg.config .
RUN Set-ExecutionPolicy Bypass -Scope Process -Force ;
    [System.Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol = 
    [System.Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol -bor 3072 ;
    $env:chocolateyUseWindowsCompression = 'true' ;
    iex ((New-Object System.Net.WebClient).DownloadString( 
      'https://chocolatey.org/install.ps1')) ;
    choco install chocolatey.pkg.config -y --ignore-detected-reboot ;
    if ( @(0, 1605, 1614, 1641, 3010) -contains $LASTEXITCODE ) { 
      refreshenv; } else { exit $LASTEXITCODE; } ;
    Remove-Item 'chocolatey.pkg.config'

За да инсталирате пакети с помощта на chocolatey, можете просто да ги подадете като списък или да ги инсталирате един по един, ако трябва да подадете уникални параметри за всеки пакет. В нашата ситуация използвахме манифестен файл в XML формат, който съдържа списък с необходимите пакети и техните параметри. Съдържанието му изглежда така:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<packages>
  <package id="python" version="3.8.2"/>
  <package id="nuget.commandline" version="5.5.1"/>
  <package id="git" version="2.26.2"/>
</packages>

След това инсталираме средата за изграждане на приложения, а именно MS Build Tools 2019 - това е лека версия на Visual Studio 2019, която съдържа минимално необходимия набор от компоненти за компилиране на код.
За да работим пълноценно с нашия C++ проект, ще ни трябват допълнителни компоненти, а именно:

• Работно натоварване C++ инструменти
• Набор от инструменти v141
• Windows 10 SDK (10.0.17134.0)

Можете да инсталирате разширен набор от инструменти автоматично, като използвате конфигурационен файл във формат JSON. Съдържание на конфигурационния файл:

Пълен списък на наличните компоненти може да бъде намерен на сайта за документация Microsoft Visual Studio.

{
  "version": "1.0",
  "components": [
    "Microsoft.Component.MSBuild",
    "Microsoft.VisualStudio.Workload.VCTools;includeRecommended",
    "Microsoft.VisualStudio.Component.VC.v141.x86.x64",
    "Microsoft.VisualStudio.Component.Windows10SDK.17134"
  ]
}

Dockerfile изпълнява инсталационния скрипт и за удобство добавя пътя към изпълнимите файлове на инструментите за изграждане към променливата на средата PATH. Също така е препоръчително да премахнете ненужните файлове и директории, за да намалите размера на изображението.

COPY buildtools.config.json .
RUN Invoke-WebRequest 'https://aka.ms/vs/16/release/vs_BuildTools.exe' 
      -OutFile '.vs_buildtools.exe' -UseBasicParsing ;
    Start-Process -FilePath '.vs_buildtools.exe' -Wait -ArgumentList 
      '--quiet --norestart --nocache --config C:buildtools.config.json' ;
    Remove-Item '.vs_buildtools.exe' ;
    Remove-Item '.buildtools.config.json' ;
    Remove-Item -Force -Recurse 
      'C:Program Files (x86)Microsoft Visual StudioInstaller' ;
    $env:PATH = 'C:Program Files (x86)Microsoft Visual Studio2019BuildToolsMSBuildCurrentBin;' + $env:PATH; 
    [Environment]::SetEnvironmentVariable('PATH', $env:PATH, 
      [EnvironmentVariableTarget]::Machine)

На този етап нашето изображение за компилиране на C++ приложението е готово и можем да продължим директно към създаването на докер многоетапна компилация на приложението.

Многоетапност в действие

Ще използваме създаденото изображение с всички инструменти на борда като изображение за изграждане. Както в предишния скрипт на dockerfile, ние ще добавим възможността за динамично указване на номера на версията/етикета на изображението за лесно повторно използване на кода. Важно е да добавите етикет as builder към изображението за сглобяване в инструкциите FROM.

ARG WINDOWS_OS_VERSION=1809
FROM buildtools:$WINDOWS_OS_VERSION as builder

Сега е време да създадете приложението. Всичко тук е съвсем просто: копирайте изходния код и всичко, свързано с него, и започнете процеса на компилация.

COPY myapp .
RUN nuget restore myapp.sln ;
    msbuild myapp.sln /t:myapp /p:Configuration=Release

Последният етап от създаването на окончателното изображение е да се посочи базовото изображение на приложението, където ще бъдат разположени всички артефакти на компилация и конфигурационни файлове. За да копирате компилирани файлове от изображението на междинното сглобяване, трябва да посочите параметъра --from=builder в инструкциите COPY.

FROM mcr.microsoft.com/windows/servercore:$WINDOWS_OS_VERSION

COPY --from=builder C:/x64/Release/myapp/ ./
COPY ./configs ./

Сега всичко, което остава, е да добавим необходимите зависимости, за да работи нашето приложение, и да посочим командата за стартиране чрез инструкциите ENTRYPOINT или CMD.

Заключение

В тази статия говорих за това как да създадете пълноценна компилационна среда за C++ приложения в контейнер под Windows и как да използвате възможностите на многоетапните компилации на docker за създаване на пълноценни изображения на нашето приложение.

Източник: www.habr.com