专栏策划｜雅纯

自愿修改｜冯朝凯、橙蜂

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之前咱们举了《集装箱改动国际》（作者：马克.莱文森）中的一个比方，书中说到上世纪五六十年代，集装箱的运用，使得整体货运本钱下降了95%，大部分的码头工人都面临着失业。

这件作业看起来很简略，但却给经济全球化带来了十分大的影响。后边美国企业的订单能够下到我国、以及我国成为“国际工厂”，都与之有很大的联系。集装箱的背面是标准化和根据统一标准的产业链，这儿有两点比较重要的，一个是标准化，别的一个是不行变。

那么，在软件开发的过程中，咱们怎样才能享用产业生态的红利，完成软件交给过程的标准化呢？软件交给傍边的集装箱应该是什么样的？

怎么确保软件交给过程的标准化

近十几年，软件交给形状发生了很大的变化，从最开始买物理机、建机房到虚拟机再到现在的容器。这中间为什么会发生这样的变化呢？

容器自身的底层技能是namespace和cgroup，然而这两个东西在十几二十年前就出现了。最早运用这些技能的是对资源利用率和阻隔有清晰诉求的云厂商，比方说阿里云不期望跑在机器上不同用户的东西相互串，最好的方法便是能约束每个用户的资源，如CPU、内存等。有了这个诉求，就会用LXC等方式去阻隔，去约束资源。可是这还是没有发生容器。为什么呢？问题是各个云厂商只能在自己内部做，可是不能对外分发。所以Docker的伟大之处并不是在底层做了多大地创新，而是供给了一个能够对外分发的容器镜像。

容器镜像是一个分发的方式，咱们能够把容器镜像分发给他人，或许是让他人继承咱们的镜像。一起Docker又供给了Dockerfile。Dockerfile答应咱们经过一个文件的方式去描绘镜像。一旦能够界说镜像就能够协作了。有了这样的才能今后，容器就很快被咱们所承受了。所以容器的承受看起来好像是技能发展的过程，其实是跟着云原生、云商场的发展必定带来的成果。

咱们许多人以为的“集装箱”便是容器，这个容器许多时分咱们都以为是docker容器。在K8s里边支撑许多个容器运转，大部分的状况都是用docker容器。docker容器的优势便是方才说的两点：镜像和Dockerfile。这两点使得docker镜像能够像集装箱相同做分发。

此外，容器还供给了很好的资源阻隔，能够在比较小的粒度上进行阻隔。虚拟机尽管也做了阻隔，可是它的粒度比较大。不仅如此，容器还供给了十分弹性的资源办理方式，这点比虚拟机和物理机都有十分大的改进。本质上它便是物理机上的一个进程，这是它和虚拟机的本质的不同。

了解了软件集装箱是什么后，然后咱们再来了解下容器镜像的组成。

如上图所示，这张图十分形象地展示了容器镜像的内部结构。当咱们自己履行dockerbuild构建镜像的时分，你会发现它出来的日志有许多hash值，一层一层的。实践上它是由许多层组成的，咱们经过LXC或许其他的技能，把容器的进程创立出来，这个进程经过namespace和cqroup做了资源阻隔和约束。容器镜像都有一个BaseImage，咱们知道运转一个程序，对操作系统的环境是要求的，比方依靠的library等。这个程序假如随便在一台物理机和虚拟机部署，会跟着机器的环境不同而不同，有或许导致危险。所以容器镜像给了一个基本镜像，把这个东西放里边了。再往上是Addemacs和Addapache，这两层咱们会在Dockerfile中去写。然后最上面的是Writable，便是咱们在容器Container运转的时分真实能够去写的东西。

那么容器镜像的特色是什么呢？它是分层的，每一层都是能够复用的，咱们在某个机器上有许多个容器，假如Base镜像相同，只要下一次就行了。能够看到镜像的巨细是一切的层堆起来的，堆的东西越少，这个镜像就会越小。容器镜像有一个最小的镜像叫scratch，便是一个最原始的根底镜像。这儿边几乎什么都没有，根据它构建一个十分十分小的容器的话，或许便是几兆的巨细。可是假如你根据CentOS根底镜像或许便是上G的巨细。

容器镜像有一个十分重要的概念叫“One process per container”（容器生命周期=进程生命周期）。咱们能够以为容器便是K8s上的一个进程，假如把K8s比作操作系统，那么容器便是它上面运转的一个进程。进程的生命周期是能够被办理的。尽管容器有这么多的长处，但实践在用的时分也会遇到许多的问题。

下面咱们聊一聊容器镜像的一些常见的问题和主张。

容器镜像常见问题及实践主张

容器镜像常见的问题：

• 把一切的东西都装到一个容器里边，把容器当虚拟机来用。
• 把ENTRYPOINT设置为systemd：systemd办理的进程运转的成果和状况和的容器状况是不共同的，有或许里边的进程现已僵死了，或许Crash了，可是systemd还活着，从外部看起来这个容器没问题。
• 私有化部署的时分带一堆导出的镜像tar包。tar包是不分层的，它不知道里边是有许多层。
• 每次把根底镜像下发到整个集群，导致网络变得特别拥堵

咱们的实践主张是：

• 尽量选用轻量的根底镜像和确认的镜像版别。
• 经过分层来复用镜像内容，防止重复拉取。
• 防止选用systemd，包含supervisord和相似这样的daemon办理服务来做ENTRYPOINT。
• 选用本地的dockerregistry等以层为粒度来离线复制镜像。
• 防止一起要做许多的pull，可选用P2P的方式（如运用dragonfly）提高镜像分发功率。

容器镜像能够完成软件交给过程的标准化。标准化是手段不是意图，标准化是帮助咱们更高效的复用的技能。

回到软件交给的终态，咱们的意图是期望供给一个安稳可预期的系统。

而达成这个目标的条件是，要有确认的运转环境和软件制品。确认的环境是指代码（及其依靠）、构建环境、构建脚本与预期共同的产出软件制品，这一点怎么做到咱们后边再作共享。咱们先看怎么确保软件制品的共同性。

怎么确保软件制品的共同性

要确保软件制品的共同性，软件制品应该有确认的格局、仅有的版别、能够追溯到源码、能够追溯到出产和消费过程，这样才能使继续交给更好地服务于企业的制品办理与开发。

在制品构建过程中，经常会遇到一些问题。例如运用的代码库里没有Makefile，package.json,go.mod而无法确认依靠，或许制品能构建成功但缺失几个依靠，又或是在自己的开发环境运转正常而在出产环境出现了开发环境没有的bug。导致这些问题出现的原因是由于构建自身是可变的，当你构建可变时，就会带来一系列的问题。为此，咱们需求经过不行变构建来使制品与预期共同。

要完成不行变构建，咱们需求确保有：

• 相同的代码
• 相同的构建环境
• 相同的构建脚本

相同的代码

例如程序员开发时，不在依靠描绘文件（如go.mod,package-lock.json,pom.xml,requirements.txt等）中指定依靠的版别，则会默许运用最新的版别作为依靠，这样产出的制品会跟着依靠的更新而不能保持共同，这将带来彻底不在预期内的危险。

相同的构建环境

关于构建环境来说，Dockerfile能够用来在容器平台下描绘环境，经过Dockerfile咱们能为制品运用共同的环境。许多时分咱们并不需求在运转中运用构建环境的许多依靠，而构建镜像的体积往往比较惊人，这个时分咱们就需求将构建环境与运转环境分隔，以得到尽或许轻量的镜像制品。

相同的构建脚本

对应的，运用相同的，与代码完成无关的构建脚本也是十分重要的，在Dockerfile的环境中有必要指定确认的环境依靠版别。

只要在同一份代码（及同一个依靠）、相同构建环境的描绘、和相同构建脚本的环境下，所发生的软件制品才是相同的。这儿强调的是说一切的东西都要确保共同性，假如说三者是相同的话，那发生出来的制品也是相同的，即便构建时刻不同，产出的制品也是相同的。

做好不行变根底设施，首先要标准化终究交给制品的形状，并且清晰此交给形状的运维办理方式。而要确保不行变，那首先要做好不行变的构建，然后才能有共同的软件制品。

NOTE：构建准确性，永久比构建更快重要。制品的构建信息不准确，导致构建制品不共同、版别不行控，一切后续的作业都是浪费。

怎么提高构建功率

在构建这块，一个需求关注的点的是怎么提高构建功率。咱们先看一个简略的核算问题：

这是一个十分大的数据，也是十分大的损耗。许多时分一个项意图工程功率太低的原因便是由于构建太慢。构建耗时过长使得制品迭代十分慢，功能更新和bug修复也会受到影响。

那咱们怎么提高构建的功率呢？下面是咱们的一些实践主张：

1个基本原则：确保构建的准确性，构建的准确性永久优于构建的功率。只要在确保准确性的条件下提高功率才有含义。

5点主张：

• 运用减肥：检查运用的依靠状况，运用包体积是否过大，依靠项是否过多，能否去除不必要的依靠，能否构建更小的镜像。
• 分层构建：底层的东西先构建出来今后被上层所复用，然后就能够做增量式的了。
• 构建缓存：构建过程中拉取依靠是很耗时的，要防止重复拉取。
• 网络优化：主要是确保代码、构建机器和制品库之间的低网络延时。代码和构建机器是否是在同一个低时延链路中。例如代码在Github上而运用云效构建，此时的延时相关于内网会高出许多。
• 库房镜像：库房镜像能够极大地削减拉取依靠项的时刻。在国内的网络环境下，假如从源库房获取依靠，或许延时会十分长，这时能够运用镜像网络下降延时。例如nodejs开发者常运用淘宝的npm镜像源，而Python开发者运用清华的镜像源。关于企业来说也能够构建自己的镜像库房以提高可靠性与下降延时。云效也运用了镜像库房，来削减拉取的时刻。

（小编引荐：云效流水线Flow 是一款云原生年代的流水线工具，经过容器技能让企业脱节对虚拟机构建环境的依靠。您甚至能够根据您的运用需求，在同一条流水线上运用不同的构建环境。此外，云效流水线Flow 还供给了各种言语的容器环境，满足不同的构建运用场景。点击文末阅读原文，了解概况）

总结

本篇文章，咱们从软件交给的终态动身，提出了不行变构建的概念。期望经过:相同的源码+相同的环境+相同的构建脚本=>带来共同的软件制品。而这些东西都是保存在源代码里的，所以源代码的办理十分重要。

下篇文章，咱们将共享怎么对源代码进行有用办理。

阅读上篇：做到这4点，才是真实的继续交给