Create Multistage Dockerfile

Multi-Stage-Dockerfile erstellen

Multi-Stage-Dockerfiles erstellen, die minimale Produktions-Images erzeugen, indem Build-Tools von der Laufzeit getrennt werden.

Wann verwenden

• Produktions-Images sind zu gross (>500MB fuer kompilierte Sprachen)
• Build-Tools (Compiler, Dev-Header) sind im finalen Image enthalten
• Separate Images fuer Entwicklung und Produktion aus einem Dockerfile benoetigt
• Deployen in eingeschraenkten Umgebungen (Edge, Serverless)

Eingaben

• Erforderlich: Vorhandenes Dockerfile oder zu containerisierendes Projekt
• Erforderlich: Sprache und Build-System (npm, pip, go build, cargo, maven)
• Optional: Ziel-Laufzeit-Basis (slim, alpine, distroless, scratch)
• Optional: Groessenbudget fuer das finale Image

Vorgehensweise

Schritt 1: Build- vs. Laufzeitabhaengigkeiten identifizieren

Schritt 2: Multi-Stage-Build strukturieren

Das Kernmuster: In einem grossen Image bauen, Artefakte in ein schlankes Image kopieren.

# ---- Build Stage ----
FROM <build-image> AS builder
WORKDIR /src
COPY <dependency-manifest> .
RUN <install-dependencies>
COPY . .
RUN <build-command>

# ---- Runtime Stage ----
FROM <runtime-image>
COPY --from=builder /src/<artifact> /<dest>
EXPOSE <port>
CMD [<entrypoint>]

Schritt 3: Sprachspezifische Muster anwenden

Node.js (bereinigte node_modules)

FROM node:22-bookworm AS builder
WORKDIR /src
COPY package.json package-lock.json ./
RUN npm ci
COPY . .
RUN npm run build && npm prune --omit=dev

FROM node:22-bookworm-slim
RUN groupadd -r app && useradd -r -g app app
WORKDIR /app
COPY --from=builder /src/dist ./dist
COPY --from=builder /src/node_modules ./node_modules
COPY --from=builder /src/package.json .
USER app
EXPOSE 3000
CMD ["node", "dist/index.js"]

Python (virtualenv-Kopie)

FROM python:3.12-bookworm AS builder
WORKDIR /src
RUN python -m venv /opt/venv
ENV PATH="/opt/venv/bin:$PATH"
COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
COPY . .

FROM python:3.12-slim-bookworm
COPY --from=builder /opt/venv /opt/venv
ENV PATH="/opt/venv/bin:$PATH"
WORKDIR /app
COPY --from=builder /src .
RUN groupadd -r app && useradd -r -g app app
USER app
EXPOSE 8000
CMD ["python", "app.py"]

Go (statische Binaerdatei nach scratch)

FROM golang:1.23-bookworm AS builder
WORKDIR /src
COPY go.mod go.sum ./
RUN go mod download
COPY . .
RUN CGO_ENABLED=0 GOOS=linux go build -ldflags="-s -w" -o /server ./cmd/server

FROM scratch
COPY --from=builder /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt /etc/ssl/certs/
COPY --from=builder /server /server
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["/server"]

Rust (statische musl-Binaerdatei)

FROM rust:1.82-bookworm AS builder
RUN apt-get update && apt-get install -y musl-tools && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
RUN rustup target add x86_64-unknown-linux-musl
WORKDIR /src
COPY Cargo.toml Cargo.lock ./
RUN mkdir src && echo "fn main() {}" > src/main.rs \
    && cargo build --release --target x86_64-unknown-linux-musl \
    && rm -rf src
COPY . .
RUN touch src/main.rs && cargo build --release --target x86_64-unknown-linux-musl

FROM scratch
COPY --from=builder /src/target/x86_64-unknown-linux-musl/release/myapp /myapp
EXPOSE 8080
ENTRYPOINT ["/myapp"]

Erwartet: Finales Image enthaelt nur die Laufzeit und kompilierte Artefakte.

Bei Fehler: COPY --from=builder-Pfade pruefen. docker build --target builder verwenden, um die Build-Phase zu debuggen.

Schritt 4: Laufzeit-Basis waehlen

Hinweis: Alpine verwendet musl libc. Einige Python-Wheels und Node-Native-Module funktionieren moeglicherweise nicht. Fuer interpretierte Sprachen -slim (glibc) bevorzugen.

Schritt 5: Build-Argumente ueber Phasen hinweg

ARG APP_VERSION=0.0.0

FROM golang:1.23 AS builder
ARG APP_VERSION
RUN go build -ldflags="-X main.version=${APP_VERSION}" -o /server .

FROM gcr.io/distroless/static
COPY --from=builder /server /server
ENTRYPOINT ["/server"]

Build mit: docker build --build-arg APP_VERSION=1.2.3 .

Hinweis: ARG vor FROM ist global. Jede Phase muss ARG erneut deklarieren, um es zu verwenden.

Schritt 6: Image-Groessen vergleichen

# Build both variants
docker build -t myapp:fat --target builder .
docker build -t myapp:slim .

# Compare sizes
docker images --format "table {{.Repository}}\t{{.Tag}}\t{{.Size}}" | grep myapp

Erwartet: Produktions-Image ist 50-90% kleiner als die Build-Phase.

Validierung

• docker build wird fuer alle Phasen abgeschlossen
• Finales Image enthaelt keine Build-Tools (Compiler, Dev-Header)
• docker run funktioniert korrekt vom schlanken Image
• Image-Groesse ist im Vergleich zum Single-Stage deutlich reduziert
• COPY --from=builder-Pfade sind korrekt
• Kein Quellcode gelangt in das Produktions-Image

Haeufige Fehler

• Fehlende Laufzeitbibliotheken: Kompilierter Code benoetigt moeglicherweise Shared Libraries (libc, libssl). Das schlanke Image gruendlich testen.
• Fehlerhafte COPY --from-Pfade: Der Artefaktpfad muss exakt uebereinstimmen. docker build --target builder verwenden, dann docker run --rm builder ls /path zum Debuggen.
• Alpine-musl-Probleme: Native Node.js-Addons und einige Python-Pakete scheitern auf Alpine. Stattdessen -slim verwenden.
• Globaler ARG-Gueltigkeitsbereich: Ein ARG vor FROM ist nur fuer FROM-Zeilen verfuegbar. In jeder Phase, die es benoetigt, erneut deklarieren.
• CA-Zertifikate vergessen: scratch hat keine Zertifikate. /etc/ssl/certs/ca-certificates.crt vom Builder kopieren oder distroless verwenden.

Verwandte Skills

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