多多益善｜基于Artifactory和Buildx构建多架构Docker镜像

一、背景

在业界当前的云原生实践中，“构建一次，随处部署”的机制已经得到了普遍应用。借助容器化和Docker，我们可以为任何环境构建应用和服务，并在运行时再设置配置。
不过，这种适应性还是有一些限制。操作系统和应用程序仍然需要编译才能在特定的架构类型上执行。例如，为AMD64处理器编译的软件不能在基于ARM的机器上运行，为 Linux构建的软件也不能在Windows上运行。
Docker通过支持多架构（multi-arch）镜像满足了容器应用的多CPU架构的需求。您可以为需要支持的每个架构构建单独的镜像，然后作为一个集合将所有镜像绑定在Docker清单的列表中。然后，您可以通过其名称和标签部署生成的多架构镜像——Docker客户端将自动选择与目标架构匹配的镜像。
基于Artifactory的Docker仓库可以很方便地构建多架构镜像，而且可以像管理其他任何Docker镜像一样来管理这些多架构镜像。本文我们将向您展示如何在开发/交付流程流程中来创建和管理多架构Docker镜像。

二、构建多架构镜像

多架构镜像

在本文的例子中，我们需要创建一个应用程序，必须能够在Linux 操作系统下如下的两种处理器架构上运行：
x86-64环境，例如 Linux 桌面；
AWS EC2上基于ARM的A1 实例。
为了能够在任何一个上运行，我们需要一个支持amd64和arm64架构的多架构镜像。

基于Buildx创建多架构镜像

首先，我们的DockerFile必须配置为根据所需的架构来创建示例镜像，如下所示：
ARG ARCH=
FROM ${ARCH}debian:buster-slim

RUN apt-get update \
&& apt-get install - y curl \
&& rm -rf /var/lib/apt/lists/*
ENTRYPOINT [ “curl” ]

如果我们使用这个DockerFile运行docker build命令，并使用--build-arg选项来设置ARCH参数，我们可以为每个所需的架构构建一个独立的镜像。然后我们需要构建一个单独的清单列表（使用docker manifest命令）将它们绑定到一个多架构镜像中。
除此之外，还有一种更简单、更推荐的方法。使用Docker CLI的Buildx插件（参见https://docs.docker.com/build...），您可以直接创建一个多架构镜像，并利用同一条Docker CLI命令行将构建好的多架构镜像推送到Artifactory中的Docker仓库里。如下所示：
$ docker buildx build \
--push \
--platform linux/amd64,linux/arm64 \
--output=type=image,push=true,registry.insecure=true \
--tag myartifactory/docker-local /multiarch-image:tag .

如果您使用的是Mac或Windows上的Docker Desktop，那么Buildx已经随着装好了。如果您使用的是Linux，则可以从GitHub安装Buildx。
（参见https://github.com/docker/buildx）

Artifactory里的多架构镜像

以下是上一节创建的multiarch-image多架构镜像在Artifactory中的存储方式，该镜像存储在名为docker-local的Docker仓库中。

► Docker清单列表
Docker生成的清单列表（list.manifest.json）是多架构镜像“镜像清单的清单”，也称为“富清单”，它标识了集合中的 Docker 镜像以及每个镜像要运行的架构（操作系统和处理器组合）。

当multiarch-image应用运行时，Docker CLI将首先拉取清单列表，然后使用它来选择拉取和部署哪个镜像，以匹配目标地的操作系统和架构。

► 架构镜像
每个被支持架构的镜像都有自己的标签，可以通过它来寻址，这个标签是Artifactory通过组合发布标签和架构名称来创建的。由于我们的示例使用发布标签“tag”，因此架构镜像的标签是tag-linux-amd64和tag-linux-arm64。
每个镜像也有自己的清单，用于标识组成它的层。

三、晋级多架构镜像
一旦您的多架构镜像位于Artifactory的Docker仓库并通过了测试，您就可以将该镜像晋级到下一个成熟度的Docker仓库，就像其他任何类型的制品仓库一样。
如下的JFrog CLI命令将我们在docker-local仓库中创建的多架构映像晋级到docker-target仓库中：
$ jfrog rt docker-promote --copy \
multiarch-image docker-local docker-target
与任何通常的Docker镜像一样，您也可以将晋级限制为镜像中的某个标签。如果您选择在晋级中重命名标签，它将为多架构镜像中的每个架构重命名。命令如下：
$ jfrog rt docker-promote --copy \
--source-tag “latest” --target-tag “latest-new” \
multiarch-image docker-local docker-target

四、总结

在整个软件开发生命周期（SDLC）中交付多架构镜像可能意味着更复杂的测试和验证，因为每个受支持的架构都可能需要在其目标平台上单独验证。
但是通过 Artifactory 对多架构镜像的支持，您工作流程的最佳实践将得以保留。您仍然可以只构建一次，然后在开发、测试和生产阶段晋级您的不可变、多架构镜像。