Spring Boot 2.3 新特性分层JAR

杨友山

2020-05-30

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背景

在我们实际生产容器化部署过程中，往往会遇到 Docker 镜像很大，部署发布很慢的情况

影响 docker 镜像大小的因素，主要有以下三个方面：

1. 基础镜像的大小。尽量选择 alpine 作为基础镜像减少操作系统内置软件
1. Dockerfile 指令层数。这就要求我们优化 Dockerfile 能合并在一行的尽量合并等
1. 应用 jar 的大小。这是今天要分享的重点内容

helloworld 镜像

我们先来基于 spring boot 2.3.0 构建一个最简单的 web helloworld，然后构建镜像。

FROM adoptopenjdk:11-jre-hotspot as builder
WORKDIR application
ARG JAR_FILE=target/*.jar
COPY ${JAR_FILE} application.jar
ENTRYPOINT ["java", "-jar application.jar"]
复制代码

docker build --build-arg JAR_FILE=./demo-layer-0.0.1-SNAPSHOT.jar  . -t demo:v1.0
复制代码

查看镜像分层信息

我们通过 docker inspect demo:v1.0 来看下此镜像的每层的散列值

// demo:v1.0 版本镜像分层信息摘要
"Layers": [
    "sha256:b7f7d2967507ba709dbd1dd0426a5b0cdbe1ff936c131f8958c8d0f910eea19e",
    "sha256:a6ebef4a95c345c844c2bf43ffda8e36dd6e053887dd6e283ad616dcc2376be6",
    "sha256:838a37a24627f72df512926fc846dd97c93781cf145690516e23335cc0c27794",
    "sha256:28ba7458d04b8551ff45d2e17dc2abb768bf6ed1a46bb262f26a24d21d8d7233",
    "sha256:55c91231ac46fdd63c3cf84b88b11f8a04c1870482dcff033029a601bc50e1ab",
    "sha256:9816c2d488754509f6024a267738b1e5fe33a7cd33bd25c5a9cdf6d4d7bfed1d",
    "sha256:f5fb3f91797d57a92f3f7e033398b8edd094df664db849a4950eabf2f5474535",
    "sha256:b87d2ff74819f83038ea2f89736a19cfcf99bfa080b8017d191c900a09a7524f"
]
复制代码

helloworld 升级重新构建

我们对 helloworld 程序进行部分修改（模拟开发过程），然后重新构建镜像

docker build --build-arg JAR_FILE=./demo-layer-0.0.1-SNAPSHOT.jar  . -t demo:v1.1
复制代码

此时镜像分层信息如下 docker inspect demo:v1.1

// demo:v1.1 版本镜像分层信息摘要
"Layers": [
    "sha256:b7f7d2967507ba709dbd1dd0426a5b0cdbe1ff936c131f8958c8d0f910eea19e",
    "sha256:a6ebef4a95c345c844c2bf43ffda8e36dd6e053887dd6e283ad616dcc2376be6",
    "sha256:838a37a24627f72df512926fc846dd97c93781cf145690516e23335cc0c27794",
    "sha256:28ba7458d04b8551ff45d2e17dc2abb768bf6ed1a46bb262f26a24d21d8d7233",
    "sha256:55c91231ac46fdd63c3cf84b88b11f8a04c1870482dcff033029a601bc50e1ab",
    "sha256:9816c2d488754509f6024a267738b1e5fe33a7cd33bd25c5a9cdf6d4d7bfed1d",
    "sha256:f5fb3f91797d57a92f3f7e033398b8edd094df664db849a4950eabf2f5474535",
    "sha256:c1b6350d545fea605e0605c4bfd7f4529cfeee3f6759750d6a5ddeb9c882fc8f"
]
复制代码

比较 v1.0、v1.1 镜像

通过比较 v1.0 和 v1.1 版本的镜像摘要信息，我们会发现只有最后的一层发生了变化，我们通过 Dive 是一个用 Go 语言编写的 Docker 镜像分析工具来确定一下最后一层是做了哪些事情

dive demo:v1.0,「大家会看到是最后的 jar 不一样导致 16M 的内容需要重新构建，当你的业务 jar 很大时，这块就是性能瓶颈」

spring boot 默认打包解密

默认情况下，spring boot 构建出来的 jar ,解压后可以看到如下目录结构。默认会当做一个整体，在构建镜像时作为一个单独层，「没有区分业务 classes 和引用的第三方 jar」

META-INF/
  MANIFEST.MF
org/
  springframework/
    boot/
      loader/
BOOT-INF/
  classes/
  lib/
复制代码

layer jar

通过上文大家就可以知道分层 jar 的思想就是把，jar 再根据规则细分，业务 class 和三方 jar 分别对应镜像的不同层，这样改动业务代码，只需变动很少的内容提高构建速度。

开启分层打包

<plugin>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
    <configuration>
      <layers>
        <enabled>true</enabled>
      </layers>
    </configuration>
  </plugin>
复制代码

编写支持分层 Dockerfile

核心是通过 spring boot 提供的 layertools 工具，将 jar 进行拆分然后通过 COPY 指令去分别加载

FROM adoptopenjdk:11-jre-hotspot as builder
WORKDIR application
ARG JAR_FILE=target/*.jar
COPY ${JAR_FILE} application.jar
RUN java -Djarmode=layertools -jar application.jar extract
FROM adoptopenjdk:11-jre-hotspot
WORKDIR application
COPY --from=builder application/dependencies/ ./
COPY --from=builder application/spring-boot-loader/ ./
COPY --from=builder application/snapshot-dependencies/ ./
COPY --from=builder application/application/ ./
ENTRYPOINT ["java", "org.springframework.boot.loader.JarLauncher"]
复制代码

构建新镜像并查看分层信息

docker build --build-arg JAR_FILE=./demo-layer-0.0.1-SNAPSHOT.jar  . -t demo:v2.0
复制代码

"Layers": [
    "sha256:b7f7d2967507ba709dbd1dd0426a5b0cdbe1ff936c131f8958c8d0f910eea19e",
    "sha256:a6ebef4a95c345c844c2bf43ffda8e36dd6e053887dd6e283ad616dcc2376be6",
    "sha256:838a37a24627f72df512926fc846dd97c93781cf145690516e23335cc0c27794",
    "sha256:28ba7458d04b8551ff45d2e17dc2abb768bf6ed1a46bb262f26a24d21d8d7233",
    "sha256:55c91231ac46fdd63c3cf84b88b11f8a04c1870482dcff033029a601bc50e1ab",
    "sha256:9816c2d488754509f6024a267738b1e5fe33a7cd33bd25c5a9cdf6d4d7bfed1d",
    "sha256:f5fb3f91797d57a92f3f7e033398b8edd094df664db849a4950eabf2f5474535",
    "sha256:06fe18cf8ae7384f120f2c6a3a33b31999dd0460cf1edae45e8f13adeab35942",
    "sha256:16cf814564b8a667fcc9f07314b6084cbef8dc8c0a6565c7a2d91d74faf7e7de",
    "sha256:94be40f716016b68cdd6b99d2cb8154acf8475c3a170a898a22f95a8ef40ffd3",
    "sha256:427d87d6a5fe6da13cb4233939c3a1ff920bc6b4d2f14b5d78af7aef98fda7de"
]
复制代码

修改代码部分业务代码，重新构建

docker build --build-arg JAR_FILE=./demo-layer-0.0.1-SNAPSHOT.jar  . -t demo:v2.1
复制代码

"Layers": [
    "sha256:b7f7d2967507ba709dbd1dd0426a5b0cdbe1ff936c131f8958c8d0f910eea19e",
    "sha256:a6ebef4a95c345c844c2bf43ffda8e36dd6e053887dd6e283ad616dcc2376be6",
    "sha256:838a37a24627f72df512926fc846dd97c93781cf145690516e23335cc0c27794",
    "sha256:28ba7458d04b8551ff45d2e17dc2abb768bf6ed1a46bb262f26a24d21d8d7233",
    "sha256:55c91231ac46fdd63c3cf84b88b11f8a04c1870482dcff033029a601bc50e1ab",
    "sha256:9816c2d488754509f6024a267738b1e5fe33a7cd33bd25c5a9cdf6d4d7bfed1d",
    "sha256:f5fb3f91797d57a92f3f7e033398b8edd094df664db849a4950eabf2f5474535",
    "sha256:06fe18cf8ae7384f120f2c6a3a33b31999dd0460cf1edae45e8f13adeab35942",
    "sha256:16cf814564b8a667fcc9f07314b6084cbef8dc8c0a6565c7a2d91d74faf7e7de",
    "sha256:94be40f716016b68cdd6b99d2cb8154acf8475c3a170a898a22f95a8ef40ffd3",
    "sha256:8a20c60d361696a4e480fb6fbe1daf8b88bc54c579a98e209da1fb76e25de5aa"
]
复制代码