张会挽's Blog

Docker 容器化 Spring Boot 应用：镜像优化与多阶段构建

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将 Spring Boot 应用容器化是现代部署的基本功。但默认的 Dockerfile 打包出来的镜像体积大、启动慢、安全性差。本文介绍如何构建生产级的 Spring Boot Docker 镜像。

基础 Dockerfile 编写

项目结构

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spring-boot-app/
├── src/
├── pom.xml
└── Dockerfile

基础版本

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# Dockerfile
FROM openjdk:17

WORKDIR /app

COPY target/*.jar app.jar

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

问题：

  • 镜像体积大（openjdk:17 约 500MB）
  • 没有指定 JRE/JDK 区别
  • 每次代码变更都需要 COPY 全部依赖

多阶段构建原理

多阶段构建使用多个 FROM 语句，前一阶段的产物可以复制到后一阶段：

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# 第一阶段：构建
FROM maven:3.9-eclipse-temurin-17 AS builder

WORKDIR /build

COPY pom.xml .
RUN mvn dependency:go-offline  # 下载依赖

COPY src ./src
RUN mvn package -DskipTests

# 第二阶段：运行
FROM eclipse-temurin:17-jre-alpine

WORKDIR /app

COPY --from=builder /build/target/*.jar app.jar

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

好处：

  • 最终镜像只包含运行时需要的内容
  • 不包含 Maven、源代码等
  • 镜像体积大幅减小

镜像大小优化技巧

1. 使用 Alpine 基础镜像

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# 体积对比
# openjdk:17          ~500MB
# eclipse-temurin:17   ~200MB
# eclipse-temurin:17-jre-alpine  ~180MB
# alpine + jre         ~100MB
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FROM eclipse-temurin:17-jre-alpine

# Alpine 需要加时区数据
RUN apk add --no-cache tzdata

# 设置时区
ENV TZ=Asia/Shanghai

2. 使用 distroless 镜像（Google）

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# 更小、更安全的运行时镜像
FROM gcr.io/distroless/java17-debian11

COPY target/*.jar app.jar

ENTRYPOINT ["app.jar"]

distroless 镜像特点：

  • 只包含运行时需要的内容
  • 没有 shell、没有包管理器
  • 更安全（攻击面小）

3. 只复制必要文件

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# 错误：复制整个项目
COPY . .

# 正确：只复制 jar
COPY target/*.jar app.jar

4. 利用层缓存

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# 利用 Docker 层缓存，先复制依赖文件（不变的部分）
FROM maven:3.9-eclipse-temurin-17 AS builder

WORKDIR /build

# 先复制 pom.xml
COPY pom.xml .
# 下载依赖（这一层可以缓存）
RUN mvn dependency:go-offline

# 再复制源代码
COPY src ./src
# 构建（这一层会在代码变更时才重新构建）
RUN mvn package -DskipTests

完整优化版本

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# ============================================
# Stage 1: Build
# ============================================
FROM maven:3.9-eclipse-temurin-17 AS builder

WORKDIR /build

# 利用层缓存：先复制依赖
COPY pom.xml .
RUN mvn dependency:go-offline -B

# 再复制源码
COPY src ./src

# 构建
RUN mvn package -DskipTests -B

# ============================================
# Stage 2: Runtime
# ============================================
FROM eclipse-temurin:17-jre-alpine

# Alpine 需要时区数据
RUN apk add --no-cache tzdata

# 创建一个非 root 用户
RUN addgroup -g 1001 -S appgroup && \
    adduser -u 1001 -S appuser -G appgroup

WORKDIR /app

# 从构建阶段复制 jar
COPY --from=builder /build/target/*.jar app.jar

# 修改文件所有者
RUN chown -R appuser:appgroup /app

# 切换到非 root 用户
USER appuser

# 暴露端口
EXPOSE 8080

# 健康检查
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=10s --start-period=60s --retries=3 \
    CMD wget --no-verbose --tries=1 --spider http://localhost:8080/actuator/health || exit 1

ENTRYPOINT ["java", "-XX:+UseContainerSupport", "-XX:MaxRAMPercentage=75.0", "-jar", "app.jar"]

.dockerignore 配置

.dockerignore 防止不需要的文件进入镜像：

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# .dockerignore

# Git
.git
.gitignore

# IDE
.idea/
*.iml
.vscode/

# 构建产物（会重新构建，不需要上传）
target/
build/
*.class
*.jar

# 测试文件
src/test/
*.test
*.spec

# 文档
*.md
docs/

# Docker 相关
Dockerfile
docker-compose*.yml
.docker/

# 日志
*.log
logs/

# 环境配置（不应该被打包）
.env
.env.*
*.env

# 其他
.DS_Store
Thumbs.db

注意：.dockerignore 放在项目根目录，不是 Dockerfile 同级。

Jib 无需 Dockerfile

Google Jib 是更现代的构建方案，不需要写 Dockerfile：

Maven 插件

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<plugin>
    <groupId>com.google.cloud.tools</groupId>
    <artifactId>jib-maven-plugin</artifactId>
    <version>3.4.0</version>
    <configuration>
        <from>
            <image>eclipse-temurin:17-jre-alpine</image>
        </from>
        <to>
            <image>registry.example.com/myapp:${project.version}</image>
            <tags>
                <tag>latest</tag>
                <tag>${maven.build.timestamp}</tag>
            </tags>
        </to>
        <container>
            <jvmFlags>
                <jvmFlag>-XX:+UseContainerSupport</jvmFlag>
                <jvmFlag>-XX:MaxRAMPercentage=75.0</jvmFlag>
            </jvmFlags>
            <ports>
                <port>8080</port>
            </port>
            <creationTime>USE_CURRENT_TIMESTAMP</creationTime>
        </container>
    </configuration>
</plugin>

使用

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# 构建镜像（推送到远程）
mvn compile jib:build

# 构建到本地 Docker
mvn compile jib:dockerBuild

# 查看日志
mvn jib:log -Djib.container.command=sleep,600

Jib 的优势：

  • 快：利用层缓存，只上传变化的层
  • 简单：不需要 Dockerfile
  • 安全：不需要 Docker daemon 权限

实战：生产级镜像构建

完整项目结构

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spring-boot-app/
├── src/
├── pom.xml
├── Dockerfile
├── .dockerignore
└── docker/
    └── entrypoint.sh

entrypoint.sh

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#!/bin/sh

# JVM 参数优化容器内运行
JAVA_OPTS="-XX:+UseContainerSupport"
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:MaxRAMPercentage=75.0"
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:+UseG1GC"
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -XX:+ExitOnOutOfMemoryError"

# GC 日志
JAVA_OPTS="$JAVA_OPTS -Xlog:gc*:file=/app/logs/gc.log"

# 应用配置
SPRING_OPTS="$SPRING_OPTS --server.tomcat.threads.max=200"
SPRING_OPTS="$SPRING_OPTS --server.tomcat.threads.min-spare=10"

echo "Starting application..."
echo "Java options: $JAVA_OPTS"
echo "Spring options: $SPRING_OPTS"

exec java $JAVA_OPTS $SPRING_OPTS -jar /app/app.jar "$@"

Dockerfile（生产级）

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# ============================================
# Stage 1: Build
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FROM maven:3.9-eclipse-temurin-17 AS builder

WORKDIR /build

# 复制依赖（利用层缓存）
COPY pom.xml .
RUN mvn dependency:go-offline -B

# 复制源码
COPY src ./src

# 构建
RUN mvn package -DskipTests -B && \
    # 剥离不需要的文件，减小 jar
    cd target/dependency && \
    mv ../*.jar app.jar

# ============================================
# Stage 2: Runtime
# ============================================
FROM eclipse-temurin:17-jre-alpine

# 安全更新
RUN apk upgrade --no-cache && \
    apk add --no-cache wget ca-certificates

# 创建目录和用户
RUN mkdir -p /app/logs /app/config && \
    addgroup -g 1001 -S appgroup && \
    adduser -u 1001 -S appuser -G appgroup

WORKDIR /app

# 复制 jar
COPY --from=builder /build/target/dependency/*.jar app.jar

# 复制配置文件（如果需要）
# COPY docker/app-config.yml /app/config/app.yml

# 设置权限
RUN chown -R appuser:appgroup /app

USER appuser

EXPOSE 8080

# 健康检查
HEALTHCHECK --interval=30s --timeout=10s --start-period=60s --retries=3 \
    CMD wget --no-verbose --tries=1 --spider http://localhost:8080/actuator/health || exit 1

ENTRYPOINT ["sh", "/app/entrypoint.sh"]

docker-compose.yml

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version: '3.8'

services:
  app:
    build:
      context: .
      dockerfile: Dockerfile
    image: myapp:latest
    container_name: myapp
    ports:
      - "8080:8080"
    environment:
      - SPRING_PROFILES_ACTIVE=prod
      - JAVA_OPTS=-Xmx512m
    volumes:
      - ./logs:/app/logs
      - ./config:/app/config:ro
    restart: unless-stopped
    healthcheck:
      test: ["CMD", "wget", "--no-verbose", "--tries=1", "--spider", "http://localhost:8080/actuator/health"]
      interval: 30s
      timeout: 10s
      retries: 3
      start_period: 60s
    deploy:
      resources:
        limits:
          memory: 1G
        reservations:
          memory: 512M

总结

Spring Boot Docker 镜像优化要点：

优化项 方案 效果
基础镜像 eclipse-temurin:17-jre-alpine ~180MB
多阶段构建 builder + runtime 去掉 Maven、源码
层缓存 pom.xml 优先 COPY 构建加速
非 root 用户 adduser 安全性
健康检查 actuator + HEALTHCHECK 可观测性
JVM 容器支持 -XX:+UseContainerSupport 合理使用内存

推荐构建方案：

  • 简单项目：使用 Jib Maven 插件
  • 复杂项目：手写优化 Dockerfile
  • 生产环境：多阶段构建 + 非 root + 健康检查