构建工具包

概述

BuildKit 是用于替代旧版构建器的改进后端。BuildKit 是 Docker Desktop 上用户的默认构建器，也是 Docker Engine 23.0 版本及更高版本的默认构建器。

BuildKit 提供了新的功能并提升了构建性能。它还引入了对处理更复杂场景的支持：

检测并跳过执行未使用的构建阶段
并行构建独立的构建阶段
增量地仅在构建之间传输您构建上下文中的更改文件构建上下文
检测并跳过传输构建上下文中的未使用文件构建上下文
使用Dockerfile 前端实现，包含许多新功能
避免对API其余部分产生副作用（中间镜像和容器）
优先考虑构建缓存以进行自动修剪

除了许多新功能外，BuildKit 主要改进了当前体验的性能、存储管理和可扩展性。在性能方面，一个重大更新是全新的完全并发构建图求解器。当可能时，它可以并行运行构建步骤，并优化掉对最终结果没有影响的命令。我们还优化了对本地源文件的访问。通过仅跟踪在重复构建调用之间对这些文件所做的更新，无需等待本地文件读取或上传即可开始工作。

LLB

BuildKit 的核心是低级构建 (LLB) 定义格式。LLB 是一种中间二进制格式，允许开发者扩展 BuildKit。LLB 定义了一个内容可寻址的依赖图，可用于组合非常复杂的构建定义。它还支持 Dockerfile 中未暴露的功能，例如直接数据挂载和嵌套调用。

有关构建的执行和缓存的所有内容都在 LLB 中定义。与旧版构建器相比，缓存模型完全重写。LLB 不再使用启发式方法来比较镜像，而是直接跟踪构建图的校验和以及挂载到特定操作的内容。这使其更快、更精确且更便携。构建缓存甚至可以导出到注册表，后续在任何主机上的调用都可以按需拉取。

LLB 可以直接使用一个 golang 客户端包生成，该包允许使用 Go 语言原语定义构建操作之间的关系。这赋予你运行任何你能想象到的操作的全部能力，但可能不会是大多数人定义构建的方式。相反，大多数用户将使用前端组件或嵌套的 LLB 调用来运行一组预先准备好的构建步骤。

前端

前端是一个组件，它将可读的构建格式转换为LLB，以便BuildKit可以执行。前端可以作为镜像分发，用户可以针对其定义使用的功能保证正常工作的前端特定版本。

例如，要使用 BuildKit 构建一个 Dockerfile，您将使用外部的 Dockerfile 前端。

入门指南

BuildKit 是 Docker Desktop 和 Docker Engine v23.0 及更高版本用户的默认构建器。

如果您已安装 Docker Desktop，则无需启用 BuildKit。如果您正在运行的 Docker Engine 版本早于 23.0，可以通过设置环境变量或在守护程序配置中将 BuildKit 设置为默认设置来启用 BuildKit。

在运行 docker build 命令时设置 BuildKit 环境变量，请运行：

$ DOCKER_BUILDKIT=1 docker build .

注意
Buildx 总是使用 BuildKit。

要默认使用 Docker BuildKit，请编辑 Docker 守护程序配置在 /etc/docker/daemon.json 如下所示，并重启守护程序。

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

如果不存在 /etc/docker/daemon.json 文件，请创建一个名为 daemon.json 的新文件，然后将以下内容添加到该文件中。之后重启 Docker 守护进程。

在 Windows 上使用 BuildKit

警告
BuildKit 仅完全支持构建 Linux 容器。 Windows 容器支持处于实验阶段，相关信息请参阅 moby/buildkit#616。

自 0.13 版本起，BuildKit 对 Windows 容器（WCOW）提供实验性支持。本节将引导您完成尝试步骤。我们非常感谢您在此处提交的任何反馈通过在此处打开问题，尤其是 buildkitd.exe。

已知限制

在 Windows 上，BuildKit 目前仅支持 containerd 工作者。对非 OCI 工作者的支持在 moby/buildkit#4836 中进行跟踪。

前提条件

架构： amd64, arm64（提供Binaries但尚未进行官方测试）。
支持的操作系统：Windows Server 2019、Windows Server 2022、Windows 11。
基础镜像: ServerCore:ltsc2019, ServerCore:ltsc2022, NanoServer:ltsc2022。查看兼容性地图在这里。
Docker Desktop 4.29 或更高版本

步骤

注意
以下命令需要在 PowerShell 终端中使用管理员（提升）权限。

启用 Hyper-V 和容器 Windows 功能。
> Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V, Containers -All
如果你看到 RestartNeeded 被显示为 True，请重启你的机器，并以管理员身份重新打开一个 PowerShell 终端。否则，继续进行下一步。
在 Docker Desktop 中切换到 Windows 容器。
在任务栏中选择 Docker 图标，然后 切换到 Windows 容器...。
安装版本为1.7.7或更高版本的containerd，按照此处的设置说明进行操作 here。

下载并解压最新的 BuildKit 发行版。

$version = "v0.13.1" # specify the release version, v0.13+
$arch = "amd64" # arm64 binary available too
curl.exe -LO https://github.com/moby/buildkit/releases/download/$version/buildkit-$version.windows-$arch.tar.gz
# there could be another `.\bin` directory from containerd instructions
# you can move those
mv bin bin2
tar.exe xvf .\buildkit-$version.windows-$arch.tar.gz
## x bin/
## x bin/buildctl.exe
## x bin/buildkitd.exe

在 PATH 上安装 BuildKit Binaries。

# after the binaries are extracted in the bin directory
# move them to an appropriate path in your $Env:PATH directories or:
Copy-Item -Path ".\bin" -Destination "$Env:ProgramFiles\buildkit" -Recurse -Force
# add `buildkitd.exe` and `buildctl.exe` binaries in the $Env:PATH
$Path = [Environment]::GetEnvironmentVariable("PATH", "Machine") + `
    [IO.Path]::PathSeparator + "$Env:ProgramFiles\buildkit"
[Environment]::SetEnvironmentVariable( "Path", $Path, "Machine")
$Env:Path = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable("Path","Machine") + ";" + `
    [System.Environment]::GetEnvironmentVariable("Path","User")

启动 BuildKit 守护进程。
> buildkitd.exe
在另一个具有管理员权限的终端中，创建一个使用本地 BuildKit 守护程序的远程构建器。
注意
这需要 Docker Desktop 4.29 或更高版本。
> docker buildx create --name buildkit-exp --use --driver=remote npipe:////./pipe/buildkitd buildkit-exp

通过运行 docker buildx inspect 验证构建器连接。

> docker buildx inspect

输出应表明构建平台为 Windows，并且构建器的端点为命名管道。

Name:          buildkit-exp
 Driver:        remote
 Last Activity: 2024-04-15 17:51:58 +0000 UTC
 Nodes:
 Name:             buildkit-exp0
 Endpoint:         npipe:////./pipe/buildkitd
 Status:           running
 BuildKit version: v0.13.1
 Platforms:        windows/amd64
...

创建一个Dockerfile并构建一个hello-buildkit镜像。

> mkdir sample_dockerfile
> cd sample_dockerfile
> Set-Content Dockerfile @"
FROM mcr.microsoft.com/windows/nanoserver:ltsc2022
USER ContainerAdministrator
COPY hello.txt C:/
RUN echo "Goodbye!" >> hello.txt
CMD ["cmd", "/C", "type C:\\hello.txt"]
"@
Set-Content hello.txt @"
Hello from BuildKit!
This message shows that your installation appears to be working correctly.
"@

构建并推送镜像到镜像仓库。

> docker buildx build --push -t <username>/hello-buildkit .

在将镜像推送到注册表后，使用 docker run 运行该镜像。
> docker run <username>/hello-buildkit