在Dockerfile中构建Spring Boot JAR文件：多阶段构建实践

本教程旨在解决在dockerfile中构建spring boot应用时，maven打包的jar文件无法正确更新或传递到最终镜像的问题。通过详细讲解docker多阶段构建的原理与实践，我们将展示如何高效地将构建环境与运行环境分离，从而生成更小、更安全的docker镜像，并确保jar文件在运行时阶段的可用性。

引言：理解JAR文件在Dockerfile中的挑战

在将Java或Spring Boot应用程序容器化时，一个常见的需求是将编译好的JAR文件打包到Docker镜像中运行。然而，开发者有时会遇到这样的困惑：在Dockerfile中执行mvn package命令后，生成的JAR文件似乎并未如预期般更新，或者在最终的运行环境中无法找到。这通常发生在尝试将构建逻辑与运行时环境分离，但未能正确实现文件传递时。

传统的单阶段Docker构建方式，即将所有编译、打包和运行的步骤都放在一个Dockerfile中，往往会导致以下问题：

• 镜像臃肿： 构建工具（如Maven、JDK完整版）、编译中间文件和测试资源等都会被包含在最终镜像中，导致镜像体积庞大。
• 安全风险： 冗余的构建工具和依赖可能引入不必要的安全漏洞。
• 构建环境残留： 构建过程中产生的临时文件和缓存占据空间。

当用户尝试优化这一过程，例如在Dockerfile中定义多个FROM指令，但没有正确地将前一阶段的构建产物传递到后一阶段时，就会出现类似“JAR文件未更新”或“找不到JAR文件”的问题。

核心解决方案：Docker多阶段构建

Docker多阶段构建（Multi-stage builds）是解决上述问题的高效且推荐的实践方式。其核心思想是将Docker镜像的构建过程分解为多个独立的阶段，每个阶段使用不同的基础镜像，并专注于特定的任务。

什么是多阶段构建？ 多阶段构建允许你在一个Dockerfile中定义多个FROM指令。每个FROM指令都标志着一个新的构建阶段。你可以为每个阶段命名，并在后续阶段中引用这些命名阶段，以便复制它们产生的工件。

多阶段构建的优势：

• 镜像瘦身： 最终的运行时镜像只包含应用程序及其运行时所需的最小依赖（如JRE），大大减小了镜像体积。
• 安全性提升： 运行时镜像不包含构建工具和源代码，减少了潜在的攻击面。
• 构建缓存优化： Docker可以缓存每个阶段的结果，加快后续构建速度。
• 环境隔离： 构建环境和运行环境完全隔离，避免了不必要的冲突。

实践：构建Spring Boot应用的Dockerfile

我们将通过一个具体的Spring Boot项目示例，演示如何使用多阶段构建来生成一个高效的Docker镜像。

项目结构示例：

Demo
└── src
|    ├── main
|    │   ├── java
|    │       └── com
|    │           └── App.java
|    │               
|    │   
|    └── test
|
├──── Dockerfile
├──── pom.xml

逐步构建多阶段Dockerfile：

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阶段一：构建应用 (Builder Stage)

这个阶段负责编译Java源代码并使用Maven打包成JAR文件。我们使用一个包含JDK和Maven的基础镜像。

# Stage 1: Build the application
# 使用Maven官方镜像作为构建阶段的基础
FROM maven:3.8-jdk-11 as builder

# 设置工作目录，后续所有操作都将在此目录下进行
WORKDIR /app

# 复制Maven项目文件：pom.xml
# 这一步可以利用Docker层缓存，如果pom.xml没有变化，则无需重新下载依赖
COPY pom.xml .

# 复制源代码目录
COPY src ./src

# 执行Maven打包命令，生成JAR文件
# -DskipTests: 在构建Docker镜像时通常跳过测试，以加快构建速度。
#               测试通常在CI/CD流水线的其他阶段执行。
RUN mvn clean package -DskipTests

在这一阶段，Maven会在/app/target目录下生成一个JAR文件。这个JAR文件是我们需要传递给下一个运行阶段的工件。

阶段二：运行应用 (Runtime Stage)

这个阶段负责创建一个轻量级的运行时镜像，只包含JRE和我们上一步构建好的JAR文件。

# Stage 2: Create the final runtime image
# 使用轻量级的OpenJDK JRE镜像作为运行阶段的基础，例如openjdk:11-jre-slim
FROM openjdk:11-jre-slim

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 关键步骤：从前一个阶段（builder）复制JAR文件
# --from=builder: 指定从名为“builder”的阶段复制文件
# /app/target/*.jar: 源路径，表示从builder阶段的/app/target目录下复制所有以.jar结尾的文件
# app.jar: 目标路径，将复制的文件重命名为app.jar并放置在当前阶段的/app目录下
COPY --from=builder /app/target/*.jar app.jar

# 定义容器启动时执行的命令，运行Spring Boot应用
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

COPY --from=builder /app/target/*.jar app.jar 是多阶段构建的核心。它指示Docker从名为builder的阶段中，将/app/target/路径下的所有JAR文件复制到当前阶段的/app/目录下，并将其重命名为app.jar。这样，最终的镜像就只包含了运行应用所需的最小组件。

完整的Dockerfile示例

将以上两个阶段合并，即可得到一个完整的、高效的Spring Boot应用多阶段Dockerfile：

# --- Stage 1: Build the application ---
FROM maven:3.8-jdk-11 as builder

WORKDIR /app

COPY pom.xml .
COPY src ./src

RUN mvn clean package -DskipTests

# --- Stage 2: Create the final runtime image ---
FROM openjdk:11-jre-slim

WORKDIR /app

# Copy the JAR from the 'builder' stage
COPY --from=builder /app/target/*.jar app.jar

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

注意事项与最佳实践

1. 选择合适的JRE镜像：
   • openjdk:11-jre-slim：比完整JDK镜像小得多，包含运行Java应用所需的一切。
   • openjdk:11-jre-alpine：基于Alpine Linux，镜像体积更小，但可能需要注意glibc与musl libc的兼容性问题（对于大多数Spring Boot应用不是问题）。
2. Maven依赖缓存： 在构建阶段，可以先复制pom.xml并运行mvn dependency:go-offline来下载所有依赖，然后再复制源代码。这样，如果只有源代码发生变化而pom.xml未变，Docker可以利用缓存，无需重新下载依赖，加速构建。

   FROM maven:3.8-jdk-11 as builder
   WORKDIR /app
   COPY pom.xml .
   RUN mvn dependency:go-offline # 仅下载依赖
   COPY src ./src
   RUN mvn clean package -DskipTests

   登录后复制
3. 精确指定JAR路径： COPY --from命令中的源路径必须准确指向JAR文件在构建阶段生成的位置。通常是target/*.jar或target/<your-app-name>-<version>.jar。
4. 环境变量和端口： 如果应用需要特定的环境变量或暴露端口，应在运行时阶段的Dockerfile中定义，例如EXPOSE 8080。
5. 日志与调试： 在开发和调试阶段，可以使用更详细的基础镜像或在运行时阶段添加调试工具，但在生产环境中应尽量保持镜像精简。

总结

通过采用Docker多阶段构建，我们能够优雅地解决在Dockerfile中构建Spring Boot应用时JAR文件传递和镜像臃肿的问题。这种方法不仅显著减小了最终Docker镜像的体积，提升了安全性，还优化了构建流程。理解并正确运用COPY --from指令是实现高效Java应用容器化的关键。遵循这些最佳实践，可以确保你的Spring Boot应用在Docker环境中稳定、高效地运行。

以上就是在Dockerfile中构建Spring Boot JAR文件：多阶段构建实践的详细内容，更多请关注php中文网其它相关文章！