构建多种系统架构支持的 Docker 镜像 — docker manifest 命令详解

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。

macOS 除外，其使用了 binfmt_misc 提供了多种架构支持，在 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。

  1. FROM alpine
  3. 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。

  1. $ 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。

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）。

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

由于该命令属于实验特性，必须设置如下 环境变量 之后才能使用：

  1. # Linux、macOS
  3. $ export DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL=enabled
  5. # Windows
  7. $ set $env:DOCKER_CLI_EXPERIMENTAL=enabled

以上是设置环境变量的临时方法，若使环境变量永久生效请读者自行设置。

设置之后，执行结果如下

  1. $ docker manifest inspect golang:alpine
  1. {
  2.    "schemaVersion": 2,
  3.    "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.list.v2+json",
  4.    "manifests": [
  5.       {
  6.          "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
  7.          "size": 1365,
  8.          "digest": "sha256:5e28ac423243b187f464d635bcfe1e909f4a31c6c8bce51d0db0a1062bec9e16",
  9.          "platform": {
  10.             "architecture": "amd64",
  11.             "os": "linux"
  12.          }
  13.       },
  14.       {
  15.          "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
  16.          "size": 1365,
  17.          "digest": "sha256:2945c46e26c9787da884b4065d1de64cf93a3b81ead1b949843dda1fcd458bae",
  18.          "platform": {
  19.             "architecture": "arm",
  20.             "os": "linux",
  21.             "variant": "v7"
  22.          }
  23.       },
  24.       {
  25.          "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
  26.          "size": 1365,
  27.          "digest": "sha256:87fff60114fd3402d0c1a7ddf1eea1ded658f171749b57dc782fd33ee2d47b2d",
  28.          "platform": {
  29.             "architecture": "arm64",
  30.             "os": "linux",
  31.             "variant": "v8"
  32.          }
  33.       },
  34.       {
  35.          "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
  36.          "size": 1365,
  37.          "digest": "sha256:607b43f1d91144f82a9433764e85eb3ccf83f73569552a49bc9788c31b4338de",
  38.          "platform": {
  39.             "architecture": "386",
  40.             "os": "linux"
  41.          }
  42.       },
  43.       {
  44.          "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
  45.          "size": 1365,
  46.          "digest": "sha256:25ead0e21ed5e246ce31e274b98c09aaf548606788ef28eaf375dc8525064314",
  47.          "platform": {
  48.             "architecture": "ppc64le",
  49.             "os": "linux"
  50.          }
  51.       },
  52.       {
  53.          "mediaType": "application/vnd.docker.distribution.manifest.v2+json",
  54.          "size": 1365,
  55.          "digest": "sha256:69f5907fa93ea591175b2c688673775378ed861eeb687776669a48692bb9754d",
  56.          "platform": {
  57.             "architecture": "s390x",
  58.             "os": "linux"
  59.          }
  60.       }
  61.    ]
  62. }

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。

下面介绍如何使用 $ docker manifest 命令创建并推送 manifest 列表到 Docker Hub。

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。

创建 manifest 列表

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

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

设置 manifest 列表

  1. # $ docker manifest annotate [OPTIONS] MANIFEST_LIST MANIFEST
  2. $ docker manifest annotate username/test \
  3.       username/x8664-test \
  4.       --os linux --arch x86_64
  6. $ docker manifest annotate username/test \
  7.       username/arm64v8-test \
  8.       --os linux --arch arm64 --variant v8

这样就配置好了 manifest 列表。

查看 manifest 列表

  1. $ docker manifest inspect username/test

推送 manifest 列表

最后我们可以将其推送到 Docker Hub。

  1. $ docker manifest push username/test

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。

官方博客

详细了解 manifest 可以阅读官方博客。