Docker többlépcsős használata Windows képek készítéséhez

Sziasztok! A nevem Andrey, és DevOps mérnökként dolgozom az Exnessnél a fejlesztőcsapatban. Fő tevékenységem a Linux operációs rendszer (továbbiakban: OS) alatti dockerben történő alkalmazások felépítése, telepítése és támogatása. Nemrég volt egy feladatom ugyanezekkel a tevékenységekkel, de a projekt cél operációs rendszere a Windows Server és egy sor C++ projekt volt. Számomra ez volt az első szoros interakció a docker konténerekkel Windows operációs rendszer alatt és általában a C++ alkalmazásokkal. Ennek köszönhetően érdekes tapasztalatokkal gazdagodtam, és megismerhettem a Windows-ban futó alkalmazások konténerezésének néhány bonyolultságát.

Ebben a cikkben szeretném elmondani, milyen nehézségekkel kellett szembenéznem, és hogyan sikerült megoldanom azokat. Remélem, hogy ez hasznos lesz a jelenlegi és jövőbeli kihívásaiban. Élvezd az olvasást!

Miért konténerek?

A vállalat meglévő infrastruktúrával rendelkezik a Hashicorp Nomad konténer-hangszerelőhöz és a kapcsolódó alkatrészekhez - a Consul és a Vault. Ezért az alkalmazáskonténerezést választották, mint egységes módszert a teljes megoldás szállítására. Mivel a projekt infrastruktúrája 1803-as és 1809-es Windows Server Core OS-verziójú docker gazdagépeket tartalmaz, különálló verziójú docker-képfájlokat kell készíteni az 1803-as és 1809-es verziókhoz. Az 1803-as verzióban fontos megjegyezni, hogy a build docker gazdagép verziószáma meg kell egyeznie az alap docker-kép és annak a gazdagépnek a verziószámával, amelyen a lemezkép tárolója elindul. Az 1809-es verziónak nincs ilyen hátránya. Bővebben olvashatsz itt.

Miért többlépcsős?

A fejlesztőcsapat mérnökei nem vagy csak nagyon korlátozottan férnek hozzá a gazdagépek létrehozásához; nincs mód arra, hogy gyorsan felügyeljék az alkalmazást ezeken a gazdagépeken az összetevőkészletet, például további eszközkészletet vagy munkaterhelést telepítsenek a Visual Studio számára. Ezért úgy döntöttünk, hogy az alkalmazás építéséhez szükséges összes összetevőt telepítjük a Buil Docker lemezképbe. Ha szükséges, gyorsan módosíthatja csak a dockerfájlt, és elindíthatja a folyamatot a kép létrehozásához.

Az elmélettől a cselekvésig

Egy ideális Docker többlépcsős képfelépítésben az alkalmazás létrehozásának környezete ugyanabban a Dockerfile-szkriptben készül, mint maga az alkalmazás. De a mi esetünkben egy köztes hivatkozás került hozzáadásra, nevezetesen az a lépés, hogy előzetesen létrehozunk egy docker-képet, amelyben minden szükséges az alkalmazás elkészítéséhez. Erre azért került sor, mert a docker gyorsítótár funkcióját akartam használni az összes függőség telepítési idejének csökkentésére.

Nézzük meg a dockerfile szkript főbb pontjait a kép létrehozásához.

Különböző operációs rendszer-verziók képeinek létrehozásához a dockerfájlban megadhat egy argumentumot, amelyen keresztül a verziószám átkerül az összeállítás során, és ez egyben az alapkép címkéje is.

A Microsoft Windows Server képcímkék teljes listája megtalálható itt.

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

Alapértelmezés szerint az utasításokban szereplő parancsok RUN a Windows operációs rendszer dockerfájljában a cmd.exe konzolban futnak le. A szkriptek írásának kényelme és a használt parancsok funkcionalitásának bővítése érdekében újradefiniáljuk a parancsvégrehajtási konzolt a Powershellben az utasítás segítségével. SHELL.

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

A következő lépés a csokis csomagkezelő és a szükséges csomagok telepítése:

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'

A csokoládé csomagok telepítéséhez egyszerűen átadhatja őket listaként, vagy egyenként telepítheti őket, ha minden csomaghoz egyedi paramétereket kell átadnia. A mi helyzetünkben egy XML formátumú manifest fájlt használtunk, amely tartalmazza a szükséges csomagok listáját és azok paramétereit. A tartalma így néz ki:

<?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>

Ezután telepítjük az alkalmazásépítési környezetet, nevezetesen az MS Build Tools 2019-et - ez a Visual Studio 2019 könnyű verziója, amely tartalmazza a kódfordításhoz szükséges minimális összetevőkészletet.
A C++ projektünk teljes körű használatához további összetevőkre lesz szükségünk, nevezetesen:

• Munkaterhelés C++ eszközök
• Eszközkészlet v141
• Windows 10 SDK (10.0.17134.0)

Az eszközök bővített készletét automatikusan telepítheti egy JSON formátumú konfigurációs fájl használatával. A konfigurációs fájl tartalma:

Az elérhető összetevők teljes listája a dokumentációs oldalon található 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"
  ]
}

A dockerfile futtatja a telepítő szkriptet, és a kényelem kedvéért hozzáadja a Build Tool futtatható fájlok elérési útját a környezeti változóhoz PATH. A kép méretének csökkentése érdekében a szükségtelen fájlokat és könyvtárakat is célszerű eltávolítani.

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)

Ebben a szakaszban elkészült a C++ alkalmazás fordítására szolgáló képünk, és közvetlenül folytathatjuk az alkalmazás többlépcsős docker buildjének létrehozását.

Többlépcsős működés közben

A létrehozott képet a fedélzeten lévő összes eszközzel együtt build képként fogjuk használni. Az előző dockerfile szkripthez hasonlóan a kód újrafelhasználásának megkönnyítése érdekében hozzáadjuk a verziószám/képcímke dinamikus megadásának lehetőségét. Fontos a címke hozzáadása as builder az útmutatóban található összeállítási képre FROM.

ARG WINDOWS_OS_VERSION=1809
FROM buildtools:$WINDOWS_OS_VERSION as builder

Most itt az ideje az alkalmazás elkészítésének. Itt minden nagyon egyszerű: másolja ki a forráskódot és mindent, ami hozzá tartozik, és indítsa el a fordítási folyamatot.

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

A végső kép létrehozásának utolsó szakasza az alkalmazás alapképének megadása, ahol az összes összeállítási műtermék és konfigurációs fájl található. A lefordított fájlok közbülső összeállítási lemezképről történő másolásához meg kell adnia a paramétert --from=builder az utasításokban COPY.

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

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

Most már nincs más hátra, mint hozzáadni az alkalmazásunk működéséhez szükséges függőségeket, és az utasításokon keresztül megadni az indítási parancsot ENTRYPOINT vagy CMD.

Következtetés

Ebben a cikkben arról beszéltem, hogyan hozhatunk létre teljes értékű fordítási környezetet C++ alkalmazásokhoz egy konténeren belül Windows alatt, és hogyan használhatjuk ki a docker többlépcsős buildjeit az alkalmazásunk teljes értékű képeinek létrehozásához.

Forrás: will.com