🥇使用 docker multi-stage 建構 windows 映像

大家好！我叫Andrey，是Exness開發團隊的DevOps工程師。我的主要工作是建置、部署和維護運行在作業系統上的Docker應用程式。 Linux （以下簡稱作業系統）。不久前，我曾接到一個類似的任務，但專案的目標作業系統變成了 Windows Server и набор проектов на C++. Для меня это было первое плотное взаимодействие c docker контейнерами под ОС Windows и в целом с приложениями на C++. Благодаря этому я получил интересный опыт и узнал о некоторых тонкостях контейнеризации приложений в ОС Windows.

在這篇文章中，我想告訴你我遇到過哪些困難以及我是如何解決這些困難的。我希望這對您當前和未來的挑戰有所幫助。享受閱讀！

為什麼是容器？

В компании есть существующая инфраструктура оркестратора контейнеров Hashicorp Nomad и связанных компонентов — Consul и Vault. Поэтому контейнеризация приложений была выбрана как унифицированный метод доставки готового решения. Так как в инфраструктуре проекта имеются docker-хосты с версиями ОС Windows Server Core 1803 и 1809, то необходимо собирать отдельно версии docker-образов для 1803 и 1809. В версии 1803 важно помнить о том, что номер ревизии сборочного docker-хоста должен совпадать с номером ревизии базового docker-образа и хоста, где контейнер из этого образа будет запущен. Версия 1809 лишена такого недостатка. Подробнее можно прочитать 這裡.

為什麼要多階段？

開發團隊工程師沒有或非常有限地存取建置主機；無法快速管理用於在這些主機上建置應用程式的元件集，例如，為 Visual Studio 安裝附加工具集或工作負載。因此，我們決定將建置應用程式所需的所有元件安裝到建置 Docker 映像中。如有必要，您可以快速僅更改 dockerfile 並啟動用於建立此映像的管道。

從理論到行動

在理想的 Docker 多階段映像建置中，建置應用程式的環境是在建置應用程式本身的同一個 Dockerfile 腳本中準備的。但在我們的例子中，加入了一個中間環節，即初步建立 docker 映像以及建置應用程式所需的一切的步驟。這樣做是因為我想使用 docker 快取功能來減少所有依賴項的安裝時間。

讓我們來看看建立這個映像的 dockerfile 腳本的要點。

要建立不同作業系統版本的映像，可以在dockerfile中定義一個參數，在建置過程中透過該參數傳遞版本號，同時它也是基礎映像的標籤。

Полный список тэгов образов Microsoft Windows Server 可以被找尋到這裡.

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

預設使用說明中的命令 RUN внутри dockerfile в ОС Windows выполняются в консоли cmd.exe. Для удобства написания скриптов и расширения функционала используемых команд переопределим консоль исполнения команд на Powershell через инструкцию SHELL.

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

下一步是安裝 Chocolatey 套件管理器和必要的套件：

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'

要使用 Chocolatey 安裝軟體包，您只需將它們作為列表傳遞，或者如果您需要為每個軟體包傳遞唯一的參數，則一次安裝一個。在我們的範例中，我們使用了 XML 格式的清單文件，其中包含所需套件及其參數的清單。其內容如下圖所示：

<?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>

接下來，我們安裝應用程式建置環境，即 MS Build Tools 2019 - 這是 Visual Studio 2019 的輕量級版本，其中包含編譯程式碼所需的最少元件集。
為了充分使用我們的 C++ 項目，我們需要額外的元件，即：

工作負載 C++ 工具
工具集 v141
Windows 10 SDK（10.0.17134.0）

您可以使用 JSON 格式的設定檔自動安裝一組擴充工具。設定檔內容：

可用組件的完整清單可以在文件網站上找到 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運行安裝腳本，為了方便，將建置工具可執行檔案的路徑新增至環境變數中 PATH。也建議刪除不必要的檔案和目錄以減少圖像的大小。

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)

在此階段，用於編譯 C++ 應用程式的映像已準備就緒，我們可以直接繼續建立應用程式的 docker 多階段建置。

多階段行動

我們將使用創建的映像以及板上的所有工具作為構建映像。與先前的 dockerfile 腳本一樣，我們將新增動態指定版本號/映像標籤的功能，以便於程式碼重複使用。添加標籤很重要 as builder 到說明中的組裝圖像 FROM.

ARG WINDOWS_OS_VERSION=1809
FROM buildtools:$WINDOWS_OS_VERSION as builder

現在是時候建立應用程式了。這裡的一切都非常簡單：複製原始碼和與之相關的所有內容，然後開始編譯過程。

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

建立最終映像的最後階段是指定應用程式的基礎映像，所有編譯工件和設定檔都將位於其中。若要從中間程序集映像複製已編譯的文件，必須指定參數 --from=builder 在說明中 COPY.

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

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

現在剩下的就是添加應用程式運行所需的依賴項，並透過說明指定啟動命令 ENTRYPOINT 或 CMD.

結論

В этой статье я рассказал, как создать полноценную среду компиляции C++ приложений внутри контейнера под Windows и о том, как использовать возможности docker multi-stage сборок для создания полноценных образов нашего приложения.

來源： www.habr.com

使用docker多階段建置windows映像

為什麼是容器？

為什麼要多階段？

從理論到行動

多階段行動

結論