BuildKit

概述

BuildKit 是一个改进的后端，用于替换旧的构建器。BuildKit 是 Docker Desktop 用户和 Docker Engine 23.0 版本及以后的默认构建器。

BuildKit 提供了新功能并提高了构建性能。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
并行化构建独立的构建阶段
在构建之间仅增量传输构建上下文中更改的文件
检测并跳过传输未使用的文件在您的构建上下文
使用 Dockerfile 前端实现，包含许多新功能
避免与API的其他部分产生副作用（中间镜像和容器）
优先考虑您的构建缓存以进行自动修剪

除了许多新功能外，BuildKit 在性能、存储管理和可扩展性方面对当前体验进行了改进。从性能方面来看，一个重要的更新是一个新的完全并发的构建图解析器。它可以在可能的情况下并行运行构建步骤，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，无需等待本地文件被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，可用于构建非常复杂的构建定义。它还支持 Dockerfiles 中未公开的功能，例如直接数据挂载和嵌套调用。

关于构建的执行和缓存的一切都在LLB中定义。与传统的构建器相比，缓存模型已经完全重写。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的校验和。这使得它更快、更精确且更具可移植性。构建缓存甚至可以导出到注册表，在需要时可以被任何主机上的后续调用拉取。

LLB 可以直接使用一个 golang 客户端包来生成，该包允许使用 Go 语言原语定义构建操作之间的关系。这使您能够完全掌控运行任何您能想象的内容，但可能不是大多数人定义构建的方式。相反，大多数用户会使用前端组件或 LLB 嵌套调用来运行一组预定义的构建步骤。

前端

前端是一个组件，它接受人类可读的构建格式并将其转换为LLB，以便BuildKit可以执行它。前端可以作为镜像分发，用户可以指定一个特定版本的前端，该版本保证适用于其定义使用的功能。

例如，要使用BuildKit构建一个 Dockerfile，你可以使用外部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。

如果您已经安装了Docker Desktop，则不需要启用BuildKit。如果您运行的Docker Engine版本早于23.0，您可以通过设置环境变量或在守护程序配置中将BuildKit设为默认设置来启用BuildKit。

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

$ DOCKER_BUILDKIT=1 docker build .

注意
Buildx 始终使用 BuildKit。

要默认使用 Docker BuildKit，请编辑 Docker 守护进程配置文件 /etc/docker/daemon.json 如下所示，并重新启动守护进程。

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

如果 /etc/docker/daemon.json 文件不存在，创建一个名为 daemon.json 的新文件，然后将以下内容添加到文件中。并重新启动 Docker 守护进程。

Windows 上的 BuildKit

警告
BuildKit 仅完全支持构建 Linux 容器。 Windows 容器支持是实验性的，并在 moby/buildkit#616 中跟踪。

BuildKit 从版本 0.13 开始对 Windows 容器 (WCOW) 提供了实验性支持。本节将引导您完成尝试它的步骤。我们非常感谢您通过在此处提交问题提交的任何反馈，特别是关于 buildkitd.exe 的反馈。

已知限制

BuildKit 在 Windows 上目前仅支持 containerd 工作器。对非 OCI 工作器的支持正在跟踪中 moby/buildkit#4836.

先决条件

架构：amd64, arm64（二进制文件可用但尚未正式测试）。
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. 参见兼容性地图.
Docker Desktop 版本 4.29 或更高版本

步骤

注意
以下命令需要在PowerShell终端中具有管理员（提升）权限。

启用Hyper-V和Containers Windows功能。
> Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V, Containers -All
如果你看到 RestartNeeded 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，继续下一步。
在Docker Desktop中切换到Windows容器。
选择任务栏中的Docker图标，然后切换到Windows容器...。
按照设置说明安装containerd版本1.7.7或更高版本这里。

下载并解压最新的BuildKit版本。

$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 二进制文件。

# 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守护进程的远程构建器。
注意
这需要Docker Desktop版本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来验证构建器连接。

> docker buildx inspect

输出应指示构建平台是Windows，并且构建器的端点是一个命名管道。

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.
"@

构建并将镜像推送到注册表。

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

推送到注册表后，使用docker run运行镜像。
> docker run <username>/hello-buildkit