好好学Docker：基于Docker buildx构建多平台镜像

1. Docker buildx 是什么？

Docker buildx 是 Docker 官方维护的一个 CLI 插件，它基于 BuildKit 引擎，提供了不同于 docker build 的更多功能，
buildx的一个关键特性是可以同时为不同的硬件架构构建并输出镜像，使得我们可以很容易地交叉构建镜像。比如，我们可以在 AMD64 的机器上构建 ARM64 架构的镜像，这对于软件的跨平台支持非常有用。

Docker buildx 支持的平台主要包括以下几种：

• Linux：包括多种 CPU 架构和操作系统，如 x86_64、ARM、IBM Power、IBM Z 等。
• Windows：包括多种 CPU 架构和操作系统，如 x86_64、ARM64 等。
• macOS：支持 Intel、Apple M1 架构。

在本文中，我们将学习 Docker buildx 工具，并基于它构建多平台镜像。

参考文档：

• github - docker/buildx
• Docker 多平台构建指南：构建 WebAssembly 镜像
• Docker container build driver
• 利用 docker buildx 构建多平台镜像

2. Docker buildx builder是什么？

单纯的 Docker builder，一般是指执行 Docker 镜像构建任务的一个实体或者进程。

在 Docker buildx 工具中，builder 指的是进行镜像构建的一个实例或环境。

builder 实例的特性：

• 它可以被配置为支持跨多种平台的构建，如 linux/amd64、linux/arm64 等。
• 每个 builder 实例可以使用不同的驱动程序，Docker buildx 默认支持两种类型的驱动：docker 和 docker-container。
• 它允许我们定义构建环境的不同方面，比如资源限制、构建缓存存储位置等。
• builder 实例可以是本地的，也可以被配置为分布式，由多个节点组成，以便分布式地执行构建任务。

builder 实例常用命令：

• docker buildx ls：查看 builer 实例列表
• docker buildx inspect：检查当前 builder 实例的详细信息，如果想查看特定的 builder，可以将其名称作为参数传入命令
• docker buildx use：切换到一个指定的 builder 实例，让后续的 docker buildx 命令使用该实例
• docker buildx create：创建新的 builder 实例
• docker buildx update：修改 builder 实例配置
• docker buildx rm：删除一个 builder 实例

builder 常用配置：

• 平台：指定 builder 可以为哪些操作系统和架构对组合来构建镜像。例如 linux/amd64、linux/arm64、windows/amd64 等。
• 环境变量：为 builder 实例设定环境变量，这些变量在构建过程中可用。
• 构建选项：例如构建缓存的位置、构建输出的位置、是否使用 BuildKit 功能等。
• 节点：在使用 docker-container 驱动时，我们可以添加多个节点，这些节点可以扩展 builder 的构建能力。
• 驱动选项：指定构建使用的驱动和配置，例如 image 驱动或者 docker-container 驱动的细节配置，包括使用的网络模式等。

3. 配置 Docker buildx 环境

1、确保 Docker 版本不低于 19.03，才能使用 buildx

docker --version

2、检查 buildx 插件

docker buildx version

通过apt或者yum等包管理方式安装的Docker，默认是带有 buildx 插件的。

如果我们使用的 Docker 版本中没有包含 buildx，或者想要安装最新版本的 buildx，可以访问 github - docker/buildx 获取安装指南。

3、安装 buildx 插件

wget https://github.com/docker/buildx/releases/download/v0.14.0/buildx-v0.14.0.linux-amd64
chmod a+x buildx-v0.14.0.linux-amd64
mkdir -p /usr/libexec/docker/cli-plugins
mv buildx-v0.14.0.linux-amd64 /usr/libexec/docker/cli-plugins/docker-buildx

更多系统适用的 buildx 版本，可以访问github - buildx releases页面获取。

4、启用实验性功能
为了构建多平台镜像，需要确保 Docker 的实验性功能被启用，因为 buildx 依赖这些功能。
我们可以通过修改 Docker 配置文件（通常位于 ~/.docker/config.json）来启用实验功能。

{
  "experimental": "enabled"
}

4. 支持多平台构建的 builder 实例

buildx 有一个默认的 builder，但是这个builder不支持多平台构建。因此，我们需要创建一个支持多平台构建的 builder 实例。

1、查看 builder

docker buildx ls

2、创建一个支持多平台构建的 builder 实例，并切换到新的builder

docker buildx create --name mybuilder --driver docker-container --use

注意：使用docker-container driver才支持多平台构建。

3、查看 builder 详情并初始化

docker buildx inspect --bootstrap

4、切换builder

docker buildx use default
docker buildx use mybuilder

5、查看builder详情

docker buildx inspect mybuilder

5. 构建多平台的镜像

1、查看基础镜像的多平台镜像

docker buildx imagetools inspect busybox:1.34

2、编写 Dockerfile

FROM busybox:1.34

3、构建多平台镜像

docker buildx build --platform linux/amd64,linux/arm64,linux/arm/v7  -t voidking/busybox:1.34 .

出现警告：WARNING: No output specified with docker-container driver. Build result will only remain in the build cache. To push result image into registry use –push or to load image into docker use –load

这个命令将会为 amd64、arm64 和 arm/v7 架构构建镜像，但是，构建后的镜像通过 docker images 是看不到的，只会存在BuildKit 的构建缓存中，也就是说-t参数是无效的。

想要看到构建出的镜像，有两个办法：
方法一：使用--push参数直接上传到镜像仓库

docker buildx build --platform linux/amd64,linux/arm64,linux/arm/v7  -t voidking/busybox:1.34 --push .
docker buildx imagetools inspect voidking/busybox:1.34

方法二：使用--load参数，一次只构建一个平台的镜像

docker buildx build --platform linux/arm64  -t voidking/busybox:1.34 --load .
docker inspect voidking/busybox:1.34

6. 后记

构建出的镜像，并不确保一定可用。可以使用像 QEMU 这样的模拟器，或者实际的硬件设备来测试构建的容器镜像。