11. 构建多种系统架构支持的 Docker 镜像¶

11.1. docker manifest¶

我们知道使用镜像创建一个容器，该镜像必须与 Docker 宿主机系统架构一致，例如 Linux x86_64 架构的系统中只能使用 Linux x86_64 的镜像创建容器。

Windows、macOS 除外，其使用了 binfmt_misc 提供了多种架构支持，在 Windows、macOS 系统上 (x86_64) 可以运行 arm 等其他架构的镜像。

例如我们在 Linux x86_64 中构建一个 username/test 镜像。

FROM alpine

CMD echo 1

构建镜像后推送到 Docker Hub，之后我们尝试在树莓派 Linux arm64v8 中使用这个镜像。

$ docker run -it --rm username/test

可以发现这个镜像根本获取不到。

要解决这个问题，通常采用的做法是通过镜像名区分不同系统架构的镜像，例如在 Linux x86_64 和 Linux arm64v8 分别构建 username/test 和 username/arm64v8-test 镜像。运行时使用对应架构的镜像即可。

这样做显得很繁琐，那么有没有一种方法让 Docker 引擎根据系统架构自动拉取对应的镜像呢？

我们发现在 Linux x86_64 和 Linux arm64v8 架构的计算机中执行 $ docker run golang:alpine go version 时我们发现可以正确的运行。

这是什么原因呢？

原因就是 golang:alpine 官方镜像有一个 `manifest 列表 <https://docs.docker.com/registry/spec/manifest-v2-2/>`__。

当用户获取一个镜像时，Docker 引擎会首先查找该镜像是否有 manifest 列表，如果有的话 Docker 引擎会按照 Docker 运行环境（系统及架构）查找出对应镜像（例如 golang:alpine）。如果没有的话会直接获取镜像（例如上例中我们构建的 username/test）。

具体流程可见下图:

11.1.1. 开启manifest功能¶

manifest是作为docker客户端的子命令存在，不过这个子命令目前处在实验性中一般没有开启。我们需要手动开始这个子命令的功能。开启过程如下：

编辑配置文件config.json应用实验性功能：
docker 的默认配置文件config.json是在$HOME目录下的.docker目录下。编辑config.json文件，若目录和文件不存在手动创建。
1$ vim ~/.docker/config.json 2{ 3 "experimental": "enabled" 4}
编辑守护进程配置文件daemon.json开启实验性功能：
编辑daemon.json，若目录和文件不存在手动创建
1$ vim /etc/docker/daemon.json 2{ 3 "experimental": true 4}

重启docker：

$ systemctl daemon-reload
$ systemctl restart docker
$ docker manifest --help  #查看manifest帮助信息

验证manifest实验功能

我们可以使用 $ docker manifest inspect golang:alpine 查看这个 manifest 列表的结构。

$ docker manifest inspect golang:alpine
{
   "schemaVersion": 2,
   "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.list.v2+json",
   "manifests": [
      {
         "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
         "size": 1365,
         "digest": "sha256:5e28ac423243b187f464d635bcfe1e909f4a31c6c8bce51d0db0a1062bec9e16",
         "platform": {
            "architecture": "amd64",
            "os": "linux"
         }
      },
      {
         "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
         "size": 1365,
         "digest": "sha256:2945c46e26c9787da884b4065d1de64cf93a3b81ead1b949843dda1fcd458bae",
         "platform": {
            "architecture": "arm",
            "os": "linux",
            "variant": "v7"
         }
      },
      {
         "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
         "size": 1365,
         "digest": "sha256:87fff60114fd3402d0c1a7ddf1eea1ded658f171749b57dc782fd33ee2d47b2d",
         "platform": {
            "architecture": "arm64",
            "os": "linux",
            "variant": "v8"
         }
      },
      {
         "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
         "size": 1365,
         "digest": "sha256:607b43f1d91144f82a9433764e85eb3ccf83f73569552a49bc9788c31b4338de",
         "platform": {
            "architecture": "386",
            "os": "linux"
         }
      },
      {
         "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
         "size": 1365,
         "digest": "sha256:25ead0e21ed5e246ce31e274b98c09aaf548606788ef28eaf375dc8525064314",
         "platform": {
            "architecture": "ppc64le",
            "os": "linux"
         }
      },
      {
         "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
         "size": 1365,
         "digest": "sha256:69f5907fa93ea591175b2c688673775378ed861eeb687776669a48692bb9754d",
         "platform": {
            "architecture": "s390x",
            "os": "linux"
         }
      }
   ]
}

可以看出 manifest 列表中包含了不同系统架构所对应的镜像 digest 值，这样 Docker 就可以在不同的架构中使用相同的 manifest (例如 golang:alpine) 获取对应的镜像。

小技巧

开启docker的实验性功能后docker pull可以拉取指定平台镜像如下：

docker pull --platform arm64 xxxx

–platform：该参数是用于拉取指定平台的镜像，也是实验性功能，在上面步骤中开启后就会出现。通过该参数可以手动指定需要的CPU平台镜像，而不用自动去识别。

11.1.2. 构建镜像¶

首先在 Linux x86_64 构建 username/x8664-test 镜像。并在 Linux arm64v8 中构建 username/arm64v8-test 镜像，构建好之后推送到 Docker Hub。

11.1.3. 创建 `manifest` 列表¶

# $ docker manifest create MANIFEST_LIST MANIFEST [MANIFEST...]
$ docker manifest create username/test \
      username/x8664-test \
      username/arm64v8-test

当要修改一个 manifest 列表时，可以加入 -a,--amend 参数。

11.1.4. 设置 `manifest` 列表¶

# $ docker manifest annotate [OPTIONS] MANIFEST_LIST MANIFEST
$ docker manifest annotate username/test \
      username/x8664-test \
      --os linux --arch x86_64

$ docker manifest annotate username/test \
      username/arm64v8-test \
      --os linux --arch arm64 --variant v8

这样就配置好了 manifest 列表。

11.1.5. 查看 `manifest` 列表¶

$ docker manifest inspect username/test

11.1.6. 推送 `manifest` 列表¶

最后我们可以将其推送到 Docker Hub。

$ docker manifest push username/test

11.1.7. 测试¶

我们在 Linux x86_64``Linux arm64v8 中分别执行 $ docker run -it --rm username/test 命令，发现可以正确的执行。

11.1.8. 官方博客¶

详细了解 manifest 可以阅读官方博客。

https://www.docker.com/blog/multi-arch-all-the-things/

Doc Stack