Docker Buildx 是一个 docker CLI 插件,其扩展了 docker 命令,支持 Moby BuildKit 提供的功能。提供了与 docker build 相同的用户体验,并增加了许多新功能。 BuildKit 是下一代的镜像构建组件,主要特点有很多,本文主要使用其可以编译多种系统架构的特性。

网址:https://github.com/moby/buildkit

需要注意的是,该功能仅适用于 Docker v19.03+ 版本。

本文将讲解如何使用 Buildx 构建多种系统架构的镜像。 在开始之前,已经默认你在 Linux 系统(各大发行版)下安装好了 64 位的 Docker。 在写本文时,Docker 最新版本号是 20.10.0。

$ docker version

Client: Docker Engine - Community
 Version:           20.10.0
 API version:       1.41
 Go version:        go1.13.15
 Git commit:        7287ab3
 Built:             Tue Dec  8 18:59:53 2020
 OS/Arch:           linux/amd64
 Context:           default
 Experimental:      true

Server: Docker Engine - Community
 Engine:
  Version:          20.10.0
  API version:      1.41 (minimum version 1.12)
  Go version:       go1.13.15
  Git commit:       eeddea2
  Built:            Tue Dec  8 18:57:44 2020
  OS/Arch:          linux/amd64
  Experimental:     false
 containerd:
  Version:          1.4.3
  GitCommit:        269548fa27e0089a8b8278fc4fc781d7f65a939b
 runc:
  Version:          1.0.0-rc92
  GitCommit:        ff819c7e9184c13b7c2607fe6c30ae19403a7aff
 docker-init:
  Version:          0.19.0
  GitCommit:        de40ad0
ubuntu@VM-16-4-ubuntu:~$
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# 1. 启用 Buildx

buildx 命令属于实验特性,因此首先需要开启该特性。 上面的查看 Docker 版本返回的内容中,如果出现Experimental: true字样就代表已经开启该特性了。 下面的这一步骤就可以省略。 编辑~/.docker/config.json 文件,新增如下内容(以下的演示适用于事先不存在 .docker 目录的情况下)

$ mkdir ~/.docker
$ cat > ~/.docker/config.json <<EOF
{
"experimental": "enabled"
}
EOF
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Linux/macOS 下或者通过设置环境变量的方式(不推荐):

$ export DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL=enabled

# 2. 新建 builder 实例

在 Docker 19.03+ 版本中可以使用 docker buildx build 命令使用 BuildKit 构建镜像。该命令支持 --platform 参数可以同时构建支持多种系统架构的 Docker 镜像,大大简化了构建步骤。

由于 Docker 默认的 builder 实例不支持同时指定多个 --platform ,我们必须首先创建一个新的 builder 实例。 $ docker buildx create --name mybuilder --driver docker-container

返回新的 builder 实例名,为「mybuilder」

mybuilder

使用新创建好的 builder 实例

$ docker buildx use mybuilder

查看已有的 builder 实例

$ docker buildx ls
NAME/NODE    DRIVER/ENDPOINT             STATUS   PLATFORMS
mybuilder *  docker-container
  mybuilder0 unix:///var/run/docker.sock inactive 
default      docker
  default    default                     running  linux/amd64, linux/386
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Docker 在 linux/amd64 系统架构下是不支持 arm 架构镜像,因此我们可以运行一个新的容器(emulator)让其支持该特性,Docker 桌面版则无需进行此项设置。

  • 方法一:

$ docker run --rm --privileged docker/binfmt:a7996909642ee92942dcd6cff44b9b95f08dad64

注:docker/binfmt 可以参考网址:https://hub.docker.com/r/docker/binfmt/tags 获取最新镜像

  • 方法二(推荐):

$ docker run --rm --privileged tonistiigi/binfmt --install all

去参考网址:https://hub.docker.com/r/tonistiigi/binfmt 获取最新镜像。目前(2021/09/02 更新)的 Qemu version: 6.0.0

# 3. 新建 Dockerfile 文件

要想构建多种系统架构的镜像,还需要一个支持的 Dockerfile 文件。 以下是一个示例的 Dockerfile 文件。 参考链接:https://github.com/teddysun/across/blob/master/docker/kms/Dockerfile.architecture

该 Dockerfile 文件内容如下:

FROM --platform=$TARGETPLATFORM alpine:latest AS builder
WORKDIR /root
RUN apk add --no-cache git make build-base && \
    git clone --branch master --single-branch https://github.com/Wind4/vlmcsd.git && \
    cd vlmcsd/ && \
    make

FROM --platform=$TARGETPLATFORM alpine:latest
LABEL maintainer="Teddysun <i@teddysun.com>"

COPY --from=builder /root/vlmcsd/bin/vlmcsd /usr/bin/vlmcsd
EXPOSE 1688
CMD [ "vlmcsd", "-D", "-e" ]
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$TARGETPLATFORM 是内置变量,由 --platform 参数来指定其值。 由于是基于 alpine 的镜像来制作的,而 alpine 是支持以下 7 种系统架构的,因此我们制作的镜像也就跟着支持这 7 种系统架构。

linux/amd64, linux/arm/v6, linux/arm/v7, linux/arm64, linux/386, linux/ppc64le, linux/s390x

更友好一点的架构名称如下:

amd64, arm32v6, arm32v7, arm64v8, i386, ppc64le, s390x

这里穿插一句吐槽。 简单统计了一下,ARM 的系统架构有如下各种简称:

arm64, armv8l, arm64v8, aarch64
arm, arm32, arm32v7, armv7, armv7l, armhf
arm32v6, armv6, armv6l, arm32v5, armv5,  armv5l, armel, aarch32
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看完了是不是很想打人? 而对比 Intel 和 AMD 的就简单多了:

x86, 386, i386, i686
x86_64, x64, amd64
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# 4. 构建镜像

先来本地构建一个。

git clone 刚才的示例 Dockerfile 文件,并进入其目录下

$ cd ~ && git clone https://github.com/teddysun/across.git && cd across/docker/kms/

在本地构建支持 7 种 platform 的镜像

$ docker buildx build --platform linux/amd64,linux/arm/v6,linux/arm/v7,linux/arm64,linux/ppc64le,linux/s390x,linux/386 -t teddysun/kms -o type=local,dest=.docker -f ./Dockerfile.architecture .

docker buildx build 的具体参数含义,参考下面的官方文档 https://docs.docker.com/engine/reference/commandline/buildx_build/

做完上面的那一步,实际上是把构建好的镜像放在了本地路径下。 此时我们再来查看一下已有的 builder 实例。

$ docker buildx ls
NAME/NODE    DRIVER/ENDPOINT             STATUS  PLATFORMS
mybuilder *  docker-container                    
  mybuilder0 unix:///var/run/docker.sock running linux/amd64, linux/arm64, linux/riscv64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6
default      docker                              
  default    default                     running linux/amd64, linux/386
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你会发现 mybuilder 下存在 8 种支持的架构(riscv64 目前还用不上,但是已经支持)。

此时查看一下 docker image 的运行情况,会发现存在一个名为 buildx_buildkit_mybuilder0 的容器在运行。 这是刚才在本地构建时,自动创建的,切记不要将其停止,也不要删除。

$ docker ps -as
CONTAINER ID        IMAGE                           COMMAND           CREATED             STATUS              PORTS             NAMES                        SIZE
be753fa16090        moby/buildkit:buildx-stable-1   "buildkitd"       15 minutes ago      Up 15 minutes                         buildx_buildkit_mybuilder0   0B (virtual 78.6MB)
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再来构建一个多系统架构镜像,并将构建好的镜像推送到 Docker 仓库(也就是 hub.docker.com)。

在此操作之前,你需要事先注册一个账号(演示过程省略),并登录。 登录命令如下:

$ docker login

输入你的用户名和密码即可登录。

注意,以下演示的命令中 tag 的前面是我的用户名 finley,如果你想制作自己的镜像,请自行替换为你自己的用户名。 使用 --push 参数构建好的镜像推送到 Docker 仓库。 此时仍然是在刚才的 ~/across/docker/kms 目录下,文件 Dockerfile.architecture 是为多系统架构构建准备的。 命令如下:

$ docker buildx build --platform linux/386,linux/amd64,linux/arm/v6,linux/arm/v7,linux/arm64,linux/ppc64le,linux/s390x -t finley/kms --push -f ./Dockerfile.architecture .

命令执行成功后,你就会在 Docker Hub 看到你上传的镜像啦。

# 5. 写在最后

在制作多系统架构的 Docker 镜像时,建议使用 CPU 比较强或者多核心的 VPS 来构建,否则会非常耗时。

# 参考

https://github.com/moby/buildkit

https://teddysun.com/581.html

https://kubesphereio.com/post/docker-image-operation-guide-for-building-arm-x86-architecture/

上次更新: 2022/5/17 11:31:39