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离线多阶段Python Dockerfile

需要减少一个Python应用程序的Docker镜像大小，同时必须支持离线安装，无论是在PYPI包安装中还是在APT更新和安装包中。

让我们逐行进行优化。

Docker构建 buildx 语法

  • 首先确保Docker使用 docker buildx 作为其默认的 docker build。

BuildKit

如果您已安装Docker Desktop，则无需启用BuildKit。如果您运行的Docker Engine版本早于23.0，可以通过设置环境变量或在守护进程配置中将BuildKit设置为默认选项来启用BuildKit。

DOCKER_BUILDKIT=1 docker build --file /path/to/dockerfile -t docker_image_name:tag

 

# syntax=docker/dockerfile:1.4 # heredocs所需 [3, 4]

项目目录树

├── main.py
├── requirements.txt
└── src
    ├── log.py
    └── prometheus.py

 

多阶段 Dockerfile

如前所述，首先配置 base 阶段，以便在接下来的 build 和 runtime 阶段中使用。

base 阶段

  • 基础镜像
ARG JFROG=jfrog.example.com

FROM ${JFROG}/docker/python:3.13-slim AS base
  • 更改默认 SHELL
    • 使用自定义 shell 的安全方式，带有 pipefail 和 errexit 选项，这在 Debian 私有仓库设置部分的 Heredoc 中非常有用。
SHELL ["/bin/bash", "-c", "-o", "pipefail", "-o", "errexit"]
  • 环境
ARG JFROG=jfrog.example.com

ENV PYTHONUNBUFFERED=1 \
    PYTHONDONTWRITEBYTECODE=1 \
    PIP_DISABLE_PIP_VERSION_CHECK=on \
    PIP_INDEX_URL=https://${JFROG}/artifactory/api/pypi/python/simple/
    • PIP_DISABLE_PIP_VERSION_CHECK: 使 pip 在安装依赖时检查或不检查其版本。 (on/off)
    • PIP_INDEX_URL: 设置 pip 的自定义索引 URL，以便全局下载和安装。
    • 如果私有仓库中的 PYPI 仓库结构不同，请更改 PIP_INDEX_URL 的值。
    • 私有 Debian 仓库（离线安装）

 

在 Docker 中使用 heredoc 来更改基础镜像的 apt 源，以便从私有 Debian 仓库更新和安装软件包。heredoc 需要之前提到的 dockerfile 语法。
如果私有仓库中的 Debian 仓库结构不同，请更改 URIs。

DEB822 格式（apt .sources 文件）

# 使用 DEB822 格式（.sources 文件） - 适用于较新系统
RUN <<EOF

CODENAME=$(grep VERSION_CODENAME /etc/os-release | cut -d'=' -f2)
DISTRO=$(grep '^ID=' /etc/os-release | cut -d'=' -f2)

cat > /etc/apt/sources.list.d/debian.sources <<SOURCE_FILE_CONTENT
Types: deb
URIs: https://${JFROG}/artifactory/debian/debian/
Suites: ${CODENAME} ${CODENAME}-updates
Components: main
Trusted: true

Types: deb


URIs: https://${JFROG}/artifactory/debian/debian-security/
Suites: ${CODENAME}-security
Components: main
Trusted: true
SOURCE_FILE_CONTENT
EOF
  • 在所有阶段安装共享和常用软件包。
    • 在软件包安装时，无需安装推荐的软件包，以减少镜像大小。
    • 安装后，为了减小镜像大小，需要删除软件包下载。
RUN apt-get update && apt-get install -y --no-install-recommends \
    ca-certificates \


    curl \
    gnupg \
    lsb-release \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

构建 阶段

  • 使用准备好的 基础 镜像作为 构建 镜像
FROM base AS build
  • 在所有阶段中不需要构建特定的包，因此只需在 build 阶段安装它们。
RUN apt-get update && apt-get install -y --no-install-recommends \
    build-essential && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

 

WORKDIR /app

RUN python -m venv .venv
ENV PATH="/app/.venv/bin:$PATH"

COPY requirements.txt .

RUN --mount=type=cache,target=/root/.cache/pip \
pip --timeout 100 install --no-cache-dir -r requirements.txt

runtime 阶段

    • 使用准备好的 base 镜像作为 build 镜像 
      

FROM base AS build

WORKDIR /app
  • 安全最佳实践
    • 创建 group 和 user 以利用 Kubernetes 的 runAsUser、runAsGroup 和 fsGroup securityContext

RUN addgroup --gid 1001 --system nonroot && \
    adduser --no-create-home --shell /bin/false \
    --disabled-password --uid 1001 --system --group nonroot

USER nonroot:nonroot
    • 虚拟环境

       

ENV VIRTUAL_ENV=/app/.venv \
    PATH="/app/.venv/bin:$PATH"

COPY --from=build --chown=nonroot:nonroot /app/.venv /app/.venv
  • 复制 src 目录。
COPY --chown=nonroot:nonroot src /app/src

html
COPY –chown=nonroot:nonroot main.py .

  • CMD 用于从镜像运行容器。
CMD ["python", "/app/main.py"]









优化前后对比


优化前


Dockerfile如下：




FROM jfrog.example.com/docker/python:latest

WORKDIR /app
ADD src/ .

RUN pip config set global.index-url https://jfrog.example.com/artifactory/api/pypi/python/simple/ &&  \
    pip --timeout 100 install -r requirements.txt

CMD ["python","-u","main.py"]

















构建后的大小为 1.02GB。


 


优化后的最终 Dockerfile


经过所有优化和多阶段 Dockerfile 后，大小减少到 242MB。




# syntax=docker/dockerfile:1.4

ARG JFROG=jfrog.example.com

FROM ${JFROG}/docker/python:3.13-slim AS base
SHELL ["/bin/bash", "-c", "-o", "pipefail", "-o", "errexit"]

ARG JFROG=jfrog.example.com



plaintext

ENV PYTHONUNBUFFERED=1 \

PYTHONDONTWRITEBYTECODE=1 \

PIP_DISABLE_PIP_VERSION_CHECK=on \

PIP_INDEX_URL=https://${JFROG}/artifactory/api/pypi/python/simple/


# 使用 DEB822 格式 (.sources 文件) – 适用于较新系统

RUN <<EOF


CODENAME=$(grep VERSION_CODENAME /etc/os-release | cut -d’=’ -f2)

DISTRO=$(grep ‘^ID=’ /etc/os-release | cut -d’=’ -f2)


cat > /etc/apt/sources.list.d/debian.sources <<SOURCE_FILE_CONTENT

Types: deb

URIs: https://${JFROG}/artifactory/debian/debian/

Suites: ${CODENAME} ${CODENAME}-updates

Components: main

Trusted: true


Types: deb

URIs: https://${JFROG}/artifactory/debian/debian-security/

Suites: ${CODENAME}-security

Components: main

Trusted: true

SOURCE_FILE_CONTENT

EOF


RUN apt-get update && apt-get install -y –no-install-recommends \

 ca-certificates \

 curl \

 gnupg \

 lsb-release \

 && rm -rf /var/lib/apt/lists/*




FROM base AS build


RUN apt-get update && apt-get install -y –no-install-recommends \

 build-essential && \

 rm -rf /var/lib/apt/lists/*


WORKDIR /app


RUN python -m venv .venv

ENV PATH=”/app/.venv/bin:$PATH”


COPY requirements.txt .

RUN –mount=type=cache,target=/root/.cache/pip \

 pip –timeout 100 install –no-cache-dir -r requirements.txt


FROM base AS runtime


WORKDIR /app


RUN addgroup --gid 1001 --system nonroot && \
 adduser --no-create-home --shell /bin/false \
 --disabled-password --uid 1001 --system --group nonroot


USER nonroot:nonroot


ENV VIRTUAL_ENV=/app/.venv \

PATH=”/app/.venv/bin:$PATH”


COPY –from=build –chown=nonroot:nonroot /app/.venv /app/.venv

COPY –chown=nonroot:nonroot src /app/src

COPY –chown=nonroot:nonroot main.py .


CMD [“python”, “/app/main.py”]











		

				

				

				

			
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