Как минимизировать размер Docker образа используя многоступенчатые сборки? Опишите свой подход к оптимизации процесса сборки приложения TypeScript для backend.

Подсказки:

1. Подумайте о разделении среды сборки от среды выполнения в прод на разные образа.
2. Рассмотрите использование node:alpine в качестве базового образа.
3. Обратите внимание на стратегию копирования package.json и node_modules.

Выше ожиданий:

• Понимание механики кэширования слоёв Docker и возможностей buildkit.
• Знание лучших практик безопасности контейнеров и сканирования уязвимостей контейнеров.
• Расширенные конфигурации npm/yarn workspace и обработка монорепозитория.

Многоэтапные (multi-stage) сборки в Docker помогают создать оптимизированные образы, разделяя среду сборки и среду выполнения.

1. Организация этапов сборки

Разделите Dockerfile на отдельные этапы:

• Этап зависимостей для разработки
• Этап сборки
• Этап среды выполнения для производства

Это разделение позволяет включать только необходимые артефакты в конечный образ, существенно уменьшая его размер.

2. Управление зависимостями

Установите зависимости в отдельном слое, чтобы эффективно использовать кэш Docker:

FROM node:18-alpine AS deps
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
# Установка только зависимостей производства
RUN npm ci --only=production

Для зависимостей разработки и инструментов сборки:

FROM node:18-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY package.json ./
# Установка всех зависимостей, включая devDependencies
RUN npm ci
COPY . .
RUN npm run build

3. Оптимизация слоев

Используйте .dockerignore, чтобы исключить нежелательные файлы:

node_modules
npm-debug.log
dist
coverage
.git
.env
*.md

Это предотвращает копирование ненужных файлов в образ и инвалидацию кэша.

4. Среда выполнения для производства

Используйте минимальный базовый образ для производства:

FROM node:18-alpine AS runner
WORKDIR /app
# Копирование только зависимостей производства
COPY --from=deps /app/node_modules ./node_modules
# Копирование собранного приложения
COPY --from=builder /app/dist ./dist

5. Управление системными библиотеками

• Установите необходимые системные пакеты в одной команде RUN
• Удалите кэш пакетов после установки
• Используйте виртуальные пакеты в Alpine для временных зависимостей сборки

Пример обработки системных библиотек:

RUN apk add --no-cache --virtual .build-deps \
    python3 \
    make \
    g++ \
    && npm ci \
    && apk del .build-deps

1. Безопасность контейнеризированного приложения

• Используйте конкретные теги версий для базовых образов
• Запускайте контейнер как пользователя, отличного от root
• Реализуйте многоэтапные сборки для уменьшения поверхности атаки
• Регулярное сканирование уязвимостей с помощью инструментов, таких как Snyk или Trivy

7. Дополнительные методы оптимизации

Для установок monorepo:

• Используйте сборки, специфичные для рабочего пространства
• Организация общих зависимостей между рабочими пространствами
• Выборочное копирование файлов рабочего пространства

Оптимизация управления пакетами:

• Используйте package-lock.json или yarn.lock для детерминированных сборок
• Реализуйте hoisting зависимостей в monorepo
• npm ci вместо npm install для чистых установок

8. Функции BuildKit

Включите функции BuildKit для лучшей производительности:

• Параллельное выполнение этапов
• Улучшенный кэширование слоёв
• Монтирование кэша для node_modules

Пример использования кэша BuildKit:

# syntax=docker/dockerfile:1.4
RUN --mount=type=cache,target=/root/.npm \
    npm ci --only=production

9. Development vs Production конфигурации

Поддерживайте отдельные конфигурации Dockerfile:

• Разработка: можно включить доп инструменты разработки и source maps для сборки
• Пром стенды: минимальная среда выполнения

10. Лучшие практики для приложений TypeScript

• Комплияция TypeScript на этапе сборки
• Включение в образ только скомпилированного JavaScript код для выполнения
• Оптимизации в tsconfig.json для пром сборок

Пример полного оптимизированного Dockerfile:

# syntax=docker/dockerfile:1.4
FROM node:18-alpine AS deps
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN --mount=type=cache,target=/root/.npm \
    npm ci --only=production

FROM node:18-alpine AS builder
WORKDIR /app
COPY package.json ./
RUN --mount=type=cache,target=/root/.npm \
    npm ci
COPY . .
RUN npm run build

FROM node:18-alpine AS runner
WORKDIR /app
USER node
COPY --from=deps --chown=node:node /app/node_modules ./node_modules
COPY --from=builder --chown=node:node /app/dist ./dist
CMD ["node", "dist/main.js"]

Примеры запуска:

# Build the deps stage
docker build --target deps -t myapp-deps .

# Run the deps stage as an independent container
docker run --rm -it myapp-deps

# Build the builder stage
docker build --target builder -t myapp-builder .

# Run the builder stage as an independent container
docker run --rm -it myapp-builder

# Build the runner stage
docker build --target runner -t myapp-runner .

# Run the runner stage as an independent container
docker run --rm -it myapp-runner

Этот подход гарантирует:

• Минимальный размер образа
• Эффективное использование кэша
• Безопасную среду выполнения
• Оптимизированный процесс сборки
• Правильное управление зависимостями

Регулярный мониторинг и обновления:

• Отслеживание изменений размера образа
• Мониторинг обновлений зависимостей
• Сканирование на предмет уязвимостей
• Регулярное обновление базовых образов