Docker Bake：一種現(xiàn)代化的容器構(gòu)建方法

作者：李睿 2025-03-26 08:00:00

Docker Bake提供了一種功能強大的聲明性方法，以構(gòu)建具有并行處理、高效緩存和繼承的容器鏡像。

譯者 | 李睿

審校 | 重樓

雖然使用傳統(tǒng)的docker build命令構(gòu)建Docker鏡像的方法簡單直接，但在處理由多個組件組成的復雜應用程序時，這個過程可能會變得繁瑣且容易出錯。這就是Docker Bake發(fā)揮重要作用的地方——它是一個強大而靈活的工具，用于組織多階段和并行的鏡像構(gòu)建。

本文將介紹Docker Bake的功能、其相對于傳統(tǒng)方法的優(yōu)勢，以及在各種開發(fā)場景中使用Docker Bake的實際示例。

什么是Docker Bake？

Docker Bake是BuildKit的一個功能，允許用戶使用配置文件組織和自動化 Docker鏡像構(gòu)建過程。

Docker Bake的主要優(yōu)勢包括：

聲明性語法。可以使用HCL（HashiCorp配置語言）、JSON或YAML（Docker Compose文件）來描述所需的結(jié)果，而不是在腳本中使用多個命令。
并行構(gòu)建。BuildKit在可能的情況下自動并行執(zhí)行鏡像構(gòu)建。
緩存重用。在不同構(gòu)建之間高效利用緩存。
分組和有針對性的構(gòu)建。能夠定義圖像組并僅構(gòu)建當前所需的目標。
變量和繼承。在構(gòu)建目標之間具有強大的變量系統(tǒng)和屬性繼承功能。
CI/CD 集成。輕松集成到持續(xù)集成和交付管道中。

Bake文件剖析

以下了解Bake文件的主要組成部分：

1.變量

變量允許定義可以在配置的不同部分使用的值，并且可以在運行時輕松地重新定義：

Shell 
 variable "TAG" {
 default = "latest"
 }

 variable "DEBUG" {
 default = "false"
 }

變量可以通過字符串插值在配置的其他部分使用：${TAG}。

2.組

群組允許將多個目標組合在一起，然后同時構(gòu)建：

Shell 
 group "default" {
 targets = ["app", "api"]
 }

 group "backend" {
 targets = ["api", "database"]
 }

3.目標

目標是構(gòu)建的主要單元，每個目標定義一個Docker鏡像：

Shell 
 target "app" {
 dockerfile = "Dockerfile.app"
 context = "./app"
 tags = ["myorg/app:${TAG}"]
 args = {
 DEBUG = "${DEBUG}"
 }
 platforms = ["linux/amd64", "linux/arm64"]
 }

主要目標參數(shù)：

dockerfile——dockerfile的路徑
context——構(gòu)建上下文
tags——圖像的標簽
args ——傳遞給Dockerfile的參數(shù)
platforms——用于多平臺構(gòu)建的平臺
target——在Dockerfile中進行多階段構(gòu)建的目標
output——在哪里輸出構(gòu)建結(jié)果
cache-from和cache-to——cache設置

4.繼承

Bake最強大的功能之一是繼承參數(shù)的能力：

Shell 
 target "base" {
 context = "."
 args = {
 BASE_IMAGE = "node:16-alpine"
 }
 }

 target "app" {
 inherits = ["base"]
 dockerfile = "app/Dockerfile"
 tags = ["myapp/app:latest"]
 }

應用程序目標將繼承基中的所有參數(shù)，并用自己的參數(shù)覆蓋或補充它們。

5.函數(shù)

在HashiCorp配置語言（HCL）中，可以定義函數(shù)以實現(xiàn)更靈活的配置：

Shell 
 function "tag" {
 params = [name, version]
 result = ["${name}:${version}"]
 }

 target "app" {
 tags = tag("myapp/app", "v1.0.0")
 }

安裝和設置

Docker Bake是BuildKit的一部分，BuildKit是一個用于構(gòu)建Docker鏡像的現(xiàn)代引擎。從Docker 23.0開始，BuildKit默認是啟用的，所以大多數(shù)用戶不需要額外的配置。但是，如果用戶使用的是舊版本的Docker或想要確保BuildKit已經(jīng)激活，請按照以下的說明進行操作。

檢查Docker版本

確保有最新版本的Docker（23.0或更高版本）。可以使用命令檢查版本：

Plain Text 
 docker --version

如果Docker版本過時了，請按照官方文檔進行更新。

激活BuildKit（適用于舊Docker版本）

對于低于Docker23.0的版本，需要手動激活BuildKit。這可以通過以下方式之一完成：

通過環(huán)境變量：

Shell 
 export DOCKER_BUILDKIT=1

Plain Text 
 In the Docker configuration file: Edit the ~/.docker/config.json file and add the following parameters:

JSON
 {
 "features": {
 "buildkit": true
 }
}

通過命令行：當使用docker build或docker buildx bake命令時，可以明確指定使用BuildKit：

Shell 
 DOCKER_BUILDKIT=1 docker buildx bake

安裝Docker Buildx

Docker Buildx是Docker CLI的擴展，它為構(gòu)建鏡像提供了額外的功能，包括對多平臺構(gòu)建的支持。從Docker 20.10開始，Buildx包含在Docker中，但為了獲得完整的功能，建議確保已經(jīng)安裝并激活它。

（1）檢查Buildx安裝

Shell 
 docker buildx version

如果沒有安裝Buildx，可以按照下面的說明操作。

（2）安裝Buildx

For Linux:

Shell 
 mkdir -p ~/.docker/cli-plugins
 curl -sSL https://github.com/docker/buildx/releases/latest/download/buildx-linux-amd64 -o ~/.docker/cli-plugins/docker-buildx
 chmod +x ~/.docker/cli-plugins/docker-buildx

For macOS (using Homebrew):

Shell 
 brew install docker-buildx

（3）創(chuàng)建和使用Buildx生成器

在默認情況下，Docker使用內(nèi)置的構(gòu)建器，但為了獲得完整的功能，建議創(chuàng)建一個新的構(gòu)建器：

Shell 
1 docker buildx create --use --name my-builder

檢查構(gòu)建器是否處于激活狀態(tài)：

Shell 
1 docker buildx ls

Docker Bake基礎知識

配置文件

Docker Bake使用的配置文件可以用HCL（默認）、JSON或YAML格式編寫。以下是這些文件的標準名稱：

docker-bake.hcl
docker-bake.json

也可以使用帶有一些擴展的docker-compose.yml。

HCL文件結(jié)構(gòu)

典型的Docker Bake配置文件的結(jié)構(gòu)如下：

Shell 
 // Defining variables
 variable "TAG" {
 default = "latest"
 }

 // Defining groups
 group "default" {
 targets = ["app", "api"]
 }

 // Defining common settings
 target "docker-metadata-action" {
 tags = ["user/app:${TAG}"]
 }

 // Defining build targets
 target "app" {
 inherits = ["docker-metadata-action"]
 dockerfile = "Dockerfile.app"
 context = "./app"
 }

 target "api" {
 inherits = ["docker-metadata-action"]
 dockerfile = "Dockerfile.api"
 context = "./api"
 }

執(zhí)行構(gòu)建

從默認組構(gòu)建所有目標：

Plain Text 
 docker buildx bake

建立一個特定的目標或組：

Plain Text 
1 docker buildx bake app

傳遞變量：

Plain Text 
 TAG=v1.0.0 docker buildx bake

實例

示例1：簡單的多組件應用程序

假設有一個由Web前端、API和數(shù)據(jù)庫服務組成的應用程序。以下是一個docker-bake.hcl文件可能的樣子：

Shell 
 variable "TAG" {
 default = "latest"
 }

 group "default" {
 targets = ["frontend", "api", "db"]
 }

 group "services" {
 targets = ["api", "db"]
 }
 
 target "base" {
  context = "."
  args = {
 BASE_IMAGE = "node:16-alpine"
 }
 }

 target "frontend" {
 inherits = ["base"]
 dockerfile = "frontend/Dockerfile"
 tags = ["myapp/frontend:${TAG}"]
 args = {
 API_URL = "http://api:3000"
 }
 }

 target "api" {
 inherits = ["base"]
 dockerfile = "api/Dockerfile"
 tags = ["myapp/api:${TAG}"]
 args = {
 DB_HOST = "db"
 DB_PORT = "5432"
 }
 }

 target "db" {
 context = "./db"
 dockerfile = "Dockerfile"
 tags = ["myapp/db:${TAG}"]
 }

示例2：多平臺構(gòu)建

Docker Bake的一個強大的方面是易于建立多平臺構(gòu)建：

Shell 
 variable "TAG" {
 default = "latest"
 }

 group "default" {
 targets = ["app-all"]
 }

 target "app" {
 dockerfile = "Dockerfile"
 tags = ["myapp/app:${TAG}"]
 }

 target "app-linux-amd64" {
 inherits = ["app"]
 platforms = ["linux/amd64"]
 }

 target "app-linux-arm64" {
 inherits = ["app"]
 platforms = ["linux/arm64"]
 }

 target "app-all" {
 inherits = ["app"]
 platforms = ["linux/amd64", "linux/arm64"]
 }

示例3：不同的開發(fā)環(huán)境

Docker Bake可以很容易地管理不同環(huán)境（例如，開發(fā)、測試和生產(chǎn)）的構(gòu)建。為此，可以使用通過命令行覆蓋的變量：

Shell 
 variable "ENV" {
 default = "dev"
 }

 group "default" {
 targets = ["app-${ENV}"]
 }

 target "app-base" {
 dockerfile = "Dockerfile"
 args = {
 BASE_IMAGE = "node:16-alpine"
 }
 }
 
 target "app-dev" {
 inherits = ["app-base"]
 tags = ["myapp/app:dev"]
 args = {
 NODE_ENV = "development"
 DEBUG = "true"
 }
 }

 target "app-stage" {
 inherits = ["app-base"]
 tags = ["myapp/app:stage"]
 args = {
 NODE_ENV = "production"
 API_URL = "https://api.stage.example.com"
 }
 }

 target "app-prod" {
 inherits = ["app-base"]
 tags = ["myapp/app:prod", "myapp/app:latest"]
 args = {
 NODE_ENV = "production"
 API_URL = "https://api.example.com"
 }
 }

要為特定環(huán)境構(gòu)建鐿像，使用以下命令：

Plain Text 
 ENV=prod docker buildx bake

高級Docker Bake功能

矩陣構(gòu)建

Docker Bake允許根據(jù)參數(shù)組合定義創(chuàng)建多個構(gòu)建變體的矩陣：

Shell 
 variable "REGISTRY" {
 default = "docker.io/myorg"
 }

 target "matrix" {
 name = "app-${platform}-${version}"
 matrix = {
 platform = ["linux/amd64", "linux/arm64"]
 version = ["1.0", "2.0"]
 }
 dockerfile = "Dockerfile"
 tags = ["${REGISTRY}/app:${version}-${platform}"]
 platforms = ["${platform}"]
 args = {
 VERSION = "${version}"
 }
 }

這段代碼將為平臺和版本的每種組合創(chuàng)建四個鏡像變體。可以使用一個命令來構(gòu)建它們。

使用外部文件和函數(shù)

Docker Bake允許使用外部文件和函數(shù)進行更靈活的配置：

Shell 
 // Import variables from a JSON file
 variable "settings" {
 default = {}
 }

 function "tag" {
 params = [name, tag]
 result = ["${name}:${tag}"]
 }

 target "app" {
 dockerfile = "Dockerfile"
 tags = tag("myapp/app", "v1.0.0")
 args = {
 CONFIG = "${settings.app_config}"
 }
 }

然后可以傳遞一個settings文件：

Plain Text 
 docker buildx bake --file settings.json

與Docker Compose集成

Docker Bake可以與Docker Compose集成，這對現(xiàn)有項目來說特別方便：

YAML 
 # docker-compose.yml
 services:
 app:
 build:
 context: ./app
 dockerfile: Dockerfile
 args:
 VERSION: "1.0"
 image: myapp/app:latest

 api:
 build:
 context: ./api
 dockerfile: Dockerfile
 image: myapp/api:latest

Shell 
 # docker-bake.hcl
 target "default" {
 context = "."
 dockerfile-inline = <<EOT
 FROM docker/compose:1.29.2
 WORKDIR /app
 COPY docker-compose.yml .
 RUN docker-compose build
 EOT
 }

條件邏輯

對于更復雜的場景，可以使用條件邏輯：

Shell 
 variable "DEBUG" {
 default = "false"
 }

 target "app" {
 dockerfile = "Dockerfile"
 tags = ["myapp/app:latest"]
 args = {
 DEBUG = "${DEBUG}"
 EXTRA_PACKAGES = DEBUG == "true" ? "vim curl htop" : ""
 }
 }

在CI/CD中使用Docker Bake

Docker Bake非常適合在CI/CD管道中使用。以下是一個與GitHub Actions集成的例子，在Docker Hub中使用秘密（secrets）進行安全認證：

Shell 
 # .github/workflows/build.yml
 name: Build and Publish

 on:
 push:
 branches: [main]
 tags: ['v*']

 jobs:
 build:
 runs-on: ubuntu-latest
 steps:
 - name: Checkout
 uses: actions/checkout@v3

 - name: Set up Docker Buildx
 uses: docker/setup-buildx-action@v2

 - name: Login to DockerHub
 uses: docker/login-action@v2
 with:
 username: ${{ secrets.DOCKERHUB_USERNAME }}
 password: ${{ secrets.DOCKERHUB_TOKEN }}

 - name: Docker Metadata
 id: meta
 uses: docker/metadata-action@v4
 with:
 images: myapp/app
 tags: |
 type=ref,event=branch
 type=ref,event=pr
 type=semver,pattern={{version}}

 - name: Build and push
 uses: docker/bake-action@v2
 with:
 files: |
 ./docker-bake.hcl
 targets: app
 push: true
 set: |
 *.tags=${{ steps.meta.outputs.tags }}

調(diào)試和監(jiān)視構(gòu)建

Docker Bake為調(diào)試構(gòu)建過程提供了幾個有用的選項：

查看配置而不構(gòu)建：

Plain Text 
 docker buildx bake –print

詳細的日志:

Plain Text 
 docker buildx bake --progress=plain

導出為JSON進行分析：

Plain Text 
 docker buildx bake --print | jq

與其他工具的比較

Docker Bake vs. Docker Compose

特性	Docker Bake	Docker Compose
主要目的	構(gòu)建鏡像	容器管理
并行構(gòu)建	自動	有限
矩陣構(gòu)建	是	否
繼承	強大的系統(tǒng)	有限 (擴展)
多平臺	集成	否
配置格式	HCL, JSON	YAML

Docker Bake vs. Build Scripts

特性	Docker Bake	Bash/scripts
聲明性	高	低
維護的復雜性	低	高
可重用性	簡單	復雜
并行性	自動	人工
CI/CD集成	簡單的	需要努力

最佳實踐

將目標組織成邏輯組：

Shell 
 group "all" {
 targets = ["app", "api", "worker"]
 }

 group "backend" {
 targets = ["api", "worker"]
 }

將繼承用于常見設置：

Shell 
 target "common" {
 context = "."
 args = {
 BASE_IMAGE = "node:16-alpine"
 }
 }

 target "app" {
 inherits = ["common"]
 dockerfile = "app/Dockerfile"
 }

將復雜的配置組織到多個文件中：

Shell 
 docker buildx bake \
 -f ./common.hcl \
 -f ./development.hcl \
 app-dev

使用變量實現(xiàn)靈活性：

Shell 
 variable "REGISTRY" {
 default = "docker.io/myorg"
 }

 target "app" {
 tags = ["${REGISTRY}/app:latest"]
 }

為復雜的構(gòu)建場景應用矩陣：

Shell 
 target "matrix" {
 matrix = {
 env = ["dev", "prod"]
 platform = ["linux/amd64", "linux/arm64"]
 }
 name = "app-${env}-${platform}"
 tags = ["myapp/app:${env}-${platform}"]
 }

常見問題及解決方法

問題1：緩存沒有被有效使用

解決方案

正確地組織Dockerfile，把那些變化不太頻繁的層放在文件的開頭：

Dockerfile 
 FROM node:16-alpine

 # First copy only dependency files
 COPY package.json package-lock.json ./
 RUN npm install

 # Then copy the source code
 COPY . .

問題2：環(huán)境變量沖突

解決方案

在Docker Bake中使用顯式值：

Shell 
 target "app" {
 args = {
 NODE_ENV = "production"
 }
 }

問題3：難以調(diào)試構(gòu)建

解決方案

使用詳細的日志和檢查：

Plain Text 
 docker buildx bake --progress=plain --print app

結(jié)論

Docker Bake提供了一種強大、靈活和聲明性的方法來組織Docker鏡像構(gòu)建。它解決了團隊在使用傳統(tǒng)構(gòu)建方法時面臨的許多問題，特別是在復雜的多組件項目中。

Docker Bake的主要優(yōu)點：

聲明式方法
高效的緩存使用
并行和多平臺構(gòu)建
強大的變量和繼承系統(tǒng)
與CI/CD管道的出色集成

在工作流程中實施Docker Bake可以顯著簡化和加快映像構(gòu)建過程，特別是對于使用微服務架構(gòu)或復雜多組件應用程序的團隊而言。

原文標題：Docker Bake: A Modern Approach to Container Building，作者：Suleiman Dibirov

責任編輯：華軒來源： 51CTO

Docker 容器自動化

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Docker Bake：一種現(xiàn)代化的容器構(gòu)建方法

什么是Docker Bake？

Bake文件剖析

1.變量

2.組

3.目標

4.繼承

5.函數(shù)

安裝和設置

檢查Docker版本

激活BuildKit（適用于舊Docker版本）

安裝Docker Buildx

Docker Bake基礎知識

配置文件

HCL文件結(jié)構(gòu)

執(zhí)行構(gòu)建

實例

示例1：簡單的多組件應用程序

示例2：多平臺構(gòu)建

示例3：不同的開發(fā)環(huán)境

高級Docker Bake功能

矩陣構(gòu)建

使用外部文件和函數(shù)

與Docker Compose集成

條件邏輯

在CI/CD中使用Docker Bake

調(diào)試和監(jiān)視構(gòu)建

與其他工具的比較

最佳實踐

常見問題及解決方法

問題1：緩存沒有被有效使用

問題2：環(huán)境變量沖突

問題3：難以調(diào)試構(gòu)建

結(jié)論

有用的資源