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使用 Docker 构建

作者：

Analyser

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使用 Docker 构建

原文：https://gitlab.com/gitlab-org/gitlab-ce/blob/master/doc/ci/docker/using_docker_build.md

GitLab CI 允许你使用 Docker Engine 构建和测试基于 Docker 的项目。

这也允许您使用docker-compose和其他 docker-enabled 的工具。

持续集成/持续部署的新趋势之一是：

  1. 创建应用程序镜像，
  2. 针对创建的镜像运行测试，
  3. 将镜像推送到远程 Registry，并
  4. 从推送的镜像部署到服务器。

当您的应用程序已经具有可用于创建和测试镜像的Dockerfile时，它也很有用：

$ docker build -t my-image dockerfiles/
$ docker run my-docker-image /script/to/run/tests
$ docker tag my-image my-registry:5000/my-image
$ docker push my-registry:5000/my-image

这需要 GitLab Runner 的特殊配置，以在作业期间启用docker支持。

Runner 配置

在作业中有三种方法可以使用docker build和docker run，每个都有自己的考虑。

使用 Shell 执行器

最简单的方法是在shell执行模式下安装 GitLab Runner。然后 GitLab Runner 作为gitlab-runner用户执行作业脚本。

  1. 安装 GitLab Runner。

  2. 在 GitLab Runner 安装期间，选择shell作为执行作业脚本或使用命令的方法： 

    sudo gitlab-ci-multi-runner register -n \
  --url https://gitlab.com/ \
  --registration-token REGISTRATION_TOKEN \
  --executor shell \
  --description "My Runner"
  3. 在服务器上安装 Docker Engine。 有关如何在不同系统上安装 Docker Engine 的更多信息，请参阅 Supported installations。

  4. 新增 gitlab-runner 用户到 docker 组： 

    sudo usermod -aG docker gitlab-runner
  5. 验证gitlab-runner是否可以访问Docker： 
    sudo -u gitlab-runner -H docker info
    现在你可以通过将docker info添加到.gitlab-ci.yml中来验证一切是否正常： 
    before_script:
  - docker info

build_image:
  script:
    - docker build -t my-docker-image .
    - docker run my-docker-image /script/to/run/tests
  6. 现在可以使用docker命令，如果需要可以安装docker-compose。

注： * 通过在docker组中添加gitlab-runner，你可以有效地授予gitlab-runner的完整的 root 权限。有关更多信息，请阅读 On Docker security: docker group considered harmful。

使用 docker-in-docker 执行器

第二种方法是使用专门的 Docker 镜像 docker-in-docker（dind），它安装了所有工具（docker和docker-compose），并以特权模式在该镜像的上下文中运行作业脚本。

为了做到这一点，请按以下步骤操作：

  1. 安装 GitLab Runner。

  2. 从命令行注册 GitLab Runner 以使用docker和privileged模式： 

    sudo gitlab-ci-multi-runner register -n \
  --url https://gitlab.com/ \
  --registration-token REGISTRATION_TOKEN \
  --executor docker \
  --description "My Docker Runner" \
  --docker-image "docker:latest" \
  --docker-privileged
    上面的命令将注册一个新的 Runner 来使用 Docker 所提供的特殊docker:latest镜像。请注意，它使用privileged模式启动构建和服务容器。如果要使用docker-in-docker模式，您始终必须在 Docker 容器中使用privileged = true。 上面的命令将创建一个类似于这个的config.toml条目： 
    [[runners]]
  url = "https://gitlab.com/"
  token = TOKEN
  executor = "docker"
  [runners.docker]
    tls_verify = false
    image = "docker:latest"
    privileged = true
    disable_cache = false
    volumes = ["/cache"]
  [runners.cache]
    Insecure = false
  3. 您现在可以在构建脚本中使用docker（请注意包含docker:dind服务） 
    image: docker:latest

# When using dind, it's wise to use the overlayfs driver for
# improved performance.
variables:
  DOCKER_DRIVER: overlay

services:
  - docker:dind

before_script:
  - docker info

build:
  stage: build
  script:
    - docker build -t my-docker-image .
    - docker run my-docker-image /script/to/run/tests

Docker-in-Docker 运行良好，是推荐的配置，但并不是没有挑战：

  • 启用--docker-privileged禁用了容器的所有安全机制，并使你的主机由于特权升级而暴露，从而导致容器突破（主机-容器屏障）。有关更多信息，请查看官方 Docker 文档 Runtime privilege and Linux capabilities。
  • 当使用 docker-in-docker 时，每个作业都处于一个干净的环境中，没有过去的历史。并发作业工作正常，因为每个构建都获得自己的 Docker Engine 实例，因此不会相互冲突。但这也意味着作业可能会更慢，因为没有缓存层。
  • 默认情况下，docker:dind使用--storage-driver vfs，这是最慢的形式。要使用其他驱动程序，请参阅使用 overlayfs 驱动程序。

使用这种方法的示例项目可以在这里找到：https://gitlab.com/gitlab-examples/docker.

Use Docker socket binding

第三种方法是将/var/run/docker.sock绑定装载到容器中，以便 docker 在该镜像的上下文中可用。

为了做到这点，遵循以下步骤：

  1. 安装 GitLab Runner.

  2. 从命令行注册 GitLab Runner 以使用docker并共享/var/run/docker.sock： 

    sudo gitlab-ci-multi-runner register -n \
  --url https://gitlab.com/ \
  --registration-token REGISTRATION_TOKEN \
  --executor docker \
  --description "My Docker Runner" \
  --docker-image "docker:latest" \
  --docker-volumes /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock
    上面的命令将注册一个新的 Runner 来使用 Docker 提供的特殊docker:latest镜像。请注意，它正在使用 Runner 本身的 Docker 守护进程，docker 命令产生的任何容器都将是 Runner 的兄弟，而不是所运行程序的子进程。这可能会有不适合您的工作流程的复杂性和局限性。 上面的命令将创建一个类似于这个的config.toml条目： 
    [[runners]]
  url = "https://gitlab.com/"
  token = REGISTRATION_TOKEN
  executor = "docker"
  [runners.docker]
    tls_verify = false
    image = "docker:latest"
    privileged = false
    disable_cache = false
    volumes = ["/var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock", "/cache"]
  [runners.cache]
    Insecure = false
  3. 您现在可以在构建脚本中使用docker（请注意，在 Docker 执行器中使用 Docker 时，不需要包含docker:dind服务）： 
    image: docker:latest

before_script:
- docker info

build:
  stage: build
  script:
  - docker build -t my-docker-image .
  - docker run my-docker-image /script/to/run/tests

虽然上述方法避免在特权模式下使用 Docker，但您应该了解以下影响：

  • 共享 docker 守护进程，禁用了容器的所有安全机制，并将主机暴露给特权提升，从而导致容器突破屏障。例如，如果一个项目运行docker rm -f $(docker ps -a -q)，它将删除 GitLab Runner 容器。
  • 并发作业可能无效；如果你的测试创建了具有特定名称的容器，它们可能会相互冲突。
  • 将文件和目录从源代码库共享到容器中可能无法正常工作，因为卷装载是在主机上下文中完成的，而不是在构建容器中，例如： 
    docker run --rm -t -i -v $(pwd)/src:/home/app/src test-image:latest run_app_tests

使用 OverlayFS 驱动程序

默认情况下，使用docker:dind时，Docker 使用vfs存储驱动程序，每次运行时都会拷贝文件系统。磁盘操作非常密集，如果使用不同的驱动程序（例如overlay），则可以避免这种情况。

  1. 确保使用最近的内核，最好是>= 4.2。
  2. 检查overlay模块是否加载： 
    sudo lsmod | grep overlay
    如果没有结果，那就没有加载。加载之： 
    sudo modprobe overlay
    如果一切顺利，您需要确保在系统重启时也加载该模块。Ubuntu 系统上是通过编辑/etc/modules完成的。添加以下行： 
    overlay
  3. 在.gitlab-ci.yml顶部定义一个变量以使用该驱动： 
    variables:
  DOCKER_DRIVER: overlay

使用 GitLab 容器 Registry

注： – 此功能需要 GitLab 8.8 和 GitLab Runner 1.2。 – 从 GitLab 8.12 开始，如果你的帐户启用了两步认证，则需要传递个人访问令牌而不是密码，才能登录到 GitLab 的 Container Registry。

一旦构建了 Docker 镜像，就可以将其推送到内置的 GitLab 容器 Registry 中。例如，如果你在 runner 上使用 docker-in-docker，那.gitlab-ci.yml可能如下：

 build:
   image: docker:latest
   services:
   - docker:dind
   stage: build
   script:
     - docker login -u gitlab-ci-token -p $CI_JOB_TOKEN registry.example.com
     - docker build -t registry.example.com/group/project/image:latest .
     - docker push registry.example.com/group/project/image:latest

必须使用为你创建的特殊gitlab-ci-token用户，才能推送到连接到项目的 Registry。它的密码由$CI_JOB_TOKEN变量提供。这允许您自动构建和部署 Docker 镜像。

您也可以利用其他变量来避免硬编码：

services:
  - docker:dind

variables:
  IMAGE_TAG: $CI_REGISTRY_IMAGE:$CI_COMMIT_REF_NAME

before_script:
  - docker login -u gitlab-ci-token -p $CI_JOB_TOKEN $CI_REGISTRY

build:
  stage: build
  script:
    - docker build -t $IMAGE_TAG .
    - docker push $IMAGE_TAG

在这里，$CI_REGISTRY_IMAGE将解析为与该项目相关联的 Registry 地址，$CI_COMMIT_REF_NAME将解析为该作业所在分支或标签的名称。还声明了我们自己的变量$IMAGE_TAG，将两者结合起来，以节省我们在script部分中的输入。

这是一个更详细的例子，将任务分解为 4 个流水线（pipeline）阶段，包括并行运行的两个测试。build存储在容器 Registry 中，并在后续阶段使用，需要时则下载该镜像。对master的更改也被标记为latest，并使用特定于应用程序的部署脚本进行部署：

image: docker:latest
services:
  - docker:dind

stages:
  - build
  - test
  - release
  - deploy

variables:
  CONTAINER_TEST_IMAGE: registry.example.com/my-group/my-project/my-

image:$CI_COMMIT_REF_NAME
  CONTAINER_RELEASE_IMAGE: registry.example.com/my-group/my-project/my-image:latest

before_script:
  - docker login -u gitlab-ci-token -p $CI_JOB_TOKEN registry.example.com

build:
  stage: build
  script:
    - docker build --pull -t $CONTAINER_TEST_IMAGE .
    - docker push $CONTAINER_TEST_IMAGE

test1:
  stage: test
  script:
    - docker pull $CONTAINER_TEST_IMAGE
    - docker run $CONTAINER_TEST_IMAGE /script/to/run/tests

test2:
  stage: test
  script:
    - docker pull $CONTAINER_TEST_IMAGE
    - docker run $CONTAINER_TEST_IMAGE /script/to/run/another/test

release-image:
  stage: release
  script:
    - docker pull $CONTAINER_TEST_IMAGE
    - docker tag $CONTAINER_TEST_IMAGE $CONTAINER_RELEASE_IMAGE
    - docker push $CONTAINER_RELEASE_IMAGE
  only:
    - master

deploy:
  stage: deploy
  script:
    - ./deploy.sh
  only:
    - master

使用容器 Registry 的注意事项：

  • 在运行命令之前必须先登录到容器 Registry。把它放在before_script里，会在每个作业之前运行它。
  • 使用docker build --pull可以确保 Docker 在构建前获取 base 镜像的任何更改，以防您的缓存失效。这需要运行更长时间，但意味着不会遇到未打安全补丁的 base 镜像。
  • 在每个docker run之前做一个明确的docker pull，确保获取刚构建的最新镜像。如果您正在使用多个会在本地缓存镜像的 Runner，这一点尤为重要。在镜像标签中使用 git SHA 又使得这不太必要，因为每个作业都将是唯一的，并且您不应该有一个过时的镜像，但是如在依赖更改后，重新构建给定的 Commit，这仍然可能（有过时的镜像）。
  • 同时发生多个作业的情况下，你不会想直接构建为latest。

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