使用 docker buildx 构建多 CPU 架构镜像

2022-04-17 07:32:17

引言
在工作中，遇到了需要将应用程序打包成 Docker 镜像并同时运行在不同的 CPU 架构（X86 和 ARM）的环境中。

ARM 架构与 X86 相比，ARM 低功耗、移动市场占比高，X86 高性能、服务器市场占比高。

不同的 CPU 架构，对于运行相同的应用程序的 Docker 容器，需要分别在相应的 CPU 架构下编译的 Docker 镜像。
要构建多架构镜像，首先想到的是每种 CPU 架构环境（物理环境或虚拟环境）下构建相应的镜像。
但目前 docker 构建环境是 X86 的，没有 ARM 环境，
或者要申请 ARM 物理机，或者要申请/创建 ARM 虚拟机，或者交叉编辑等等，听上去都比较麻烦。

经过研究，发现 docker buildx 支持构建多架构镜像，这使得构建多架构镜像变得简单。
这样就可以在 X86 架构下构建 ARM 架构的镜像。

接下来，开始实践之旅吧。

环境
Docker Desktop（Mac）
Docker Engine 19.03+

实践步骤
第一步，开启 docker buildx
docker buildx 目前还是试验功能，默认没有开启，需要在 Docker Desktop 的首选项中开启它

Docker —>Preferences —>Command Line —> Enable experimental features

执行 docker buildx 命令，输出截图如下:

第二步，构建多架构镜像，并推送到 Docker Hub
写个简单的 Dockerfile，仅做演示：

echo "FROM python:3.7-alpine”>Dockerfile

列出 builder：

$ docker buildx ls
NAME/NODE DRIVER/ENDPOINT STATUS PLATFORMS
default * docker
default default running linux/amd64, linux/arm64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6
我们当前使用的是默认的 builder，它基本上是旧的 builder。
让我们创建一个新的 builder，它使我们能够访问一些新的多架构结构功能。

创建 builder：

$ docker buildx create --use --name mybuilder
mybuilder
查看 builder：

$ docker buildx inspect --bootstrap
[+] Building 18.8s (1/1) FINISHED
=> [internal] booting buildkit                                                                                                                                                                       18.8s
=> => pulling image moby/buildkit:buildx-stable-1                                                                                                                                                    18.0s
=> => creating container buildx_buildkit_mybuilder0                                                                                                                                                   0.7s
Name:   mybuilder
Driver: docker-container

Nodes:
Name:      mybuilder0
Endpoint:  unix:///var/run/docker.sock
Status:    running
Platforms: linux/amd64, linux/arm64, linux/ppc64le, linux/s390x, linux/386, linux/arm/v7, linux/arm/v6
构建多架构镜像，并推送到 Docker Hub：

docker buildx build --platform linux/amd64,linux/arm64,linux/arm/v7 -t donhui/multiarch --push .
该 --platform 标志指示 buildx 要为 Intel 64位、Arm 32位和 Arm 64位架构生成 Linux 镜像。
该 --push 标志生成一个多架构清单，并将所有镜像推送到 Docker Hub。

在 DockerHub 查看该镜像，latest tag 下有三个镜像，当在不同的架构 pull 该 tag 时会根据其环境 pull 相应架构的镜像：

思考与总结
实践中不断产生疑问，不断思考，不断求解，或许你也会有同样的问题：

1、多架构镜像对 docker 版本有何要求？

构建时要用到 docker buildx 命令，docker 版本需要 19.03+；

运行时 docker 版本不一定需要 19.03+，笔者使用 1.13.1 和 18.06.1 都可以 pull 多架构镜像的。

2、所有 Dockerfile 都可以构建成多架构吗？还是有什么要求？

对 Dockerfile 没有要求，任何 Dockerfile 无需修改。

3、镜像构建后默认保存在构建缓存中，如何将镜像保存在本地？

可以将 type 指定为 docker，但必须分别为不同的 CPU 架构构建不同的镜像，不能合并成一个镜像，如：

docker buildx build -t donghui/multiarch-armv7 --platform=linux/arm/v7 -o type=docker .
docker buildx build -t donghui/multiarch-arm64 --platform=linux/arm64 -o type=docker .
docker buildx build -t donghui/multiarch-amd64 --platform=linux/amd64 -o type=docker .
也可以将镜像 push 到镜像仓库后，再进行 pull。

4、只支持推送到 Docker Hub 吗？如果要推送到私有镜像仓库，对私有镜像仓库有什么要求？

也可以将镜像推送到私有镜像仓库，但需要该镜像仓库支持多架构镜像的功能。

如果要将多架构镜像推送到 Harbor，需要 Harbor 的版本为 v2.0.0。

Harbor v2.0.0 于 2020/05/13 发布，Harbor v2.0.0 完全支持多架构镜像。

Harbor v2.0.0 更新日志：https://github.com/goharbor/harbor/releases/tag/v2.0.0

参考
Container 爱上ARM

https://www.jianshu.com/p/64f0da7a044d

跨平台构建 Docker 镜像新姿势，x86、arm 一把梭

https://blog.csdn.net/alex_yangchuansheng/article/details/103146303

Getting started with Docker for Arm on Linux

https://engineering.docker.com/2019/06/getting-started-with-docker-for-arm-on-linux/

Multi-arch build and images, the simple way