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：
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
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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）。
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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
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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/
- .jar。 - 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。
- 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。
