【Kubernetes Novice Tokyo #2】コンテナで動作する Java アプリケーションのイメージサイズを小さくする方法

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1. コンテナで動作する Java アプリケーションのイ
   メージサイズを小さくする方法
   髙市 智章 (Tomoaki Takaichi)
   Jun, 30, 2020 Kubernetes Novice Tokyo #2
   #k8snovice
   

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2. 自己紹介
   @Takaichi00
   tomoaki.takaichi.5
   ・髙市 智章（タカイチ トモアキ）
   ・Java / Node でのシステム開発
   ・CI / CD
   ・Container / k8s
   ・アジャイル開発実践
   共著: クリーンなコードへの
   SonarQube即効活用術
   http://u0u0.net/RSvx
   

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3. ❏ コンテナで動作する SpringBoot の Docker イメージを小さ
   くさせたい場合、以下のことを実施する
   ❏ Alpine Linux ベースのイメージを利用する
   ❏ Custom Runtime とマルチステージビルドを利用する
   要約
   AdoptOpenJDK AdoptOpenJDK-Alpine Custom Runtime
   436 MB 358 MB 85.5 MB
   

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4. ❏ The Twelve-Factor App の IX. 廃棄容易性 では、プロセ
   スは素早く起動/終了ができることが求められている
   ❏ コンテナ実行時、k8s のノード上に使用する Docker イ
   メージがない場合は、外部からイメージをダウンロードす
   る必要がある
   ❏ Docker イメージを小さくすることは、素早いスケールと
   デプロイを可能にするためにも重要な要素の一つ
   なぜ Docker のイメージサイズを小さくするか
   

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5. ❏ SpringBoot で Hello World を返す REST API を用意
   ❏ 公式の AdoptOpenJDK が提供する Docker イメージ上で起
   動する
   SpringBoot をコンテナで動作させる
   

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6. ❏ 公式が提供する Ubuntu ベースの AdoptOpenJDK Docker
   イメージ を利用して build すると Docker のイメージサイズ
   は 436MB になった (※ SpringBoot の jar ファイルは
   16.5MB)
   SpringBoot をコンテナで動作させる
   $ docker build -t demo-official-openjdk:latest .
   

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7. ❏ 公式の AdoptOpenJDK は Alpine Linux 上で Java が実
   行できる Docker イメージも提供している
   ❏ Alpine Linux ベースの Docker イメージを利用するだけ
   でもコンテナサイズは 358 MB まで小さくすることができ
   た (※ SpringBoot の jar ファイルは 16.5MB)
   Alpine Linux ベースのイメージを利用する
   $ docker build -t demo-official-openjdk-alpine:latest .
   

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8. ❏ Java9 から追加されたモジュールシステムを利用すること
   で、ある jar を起動するのに必要最低限な Java の実行環
   境 (Custom Runtime) を構築できる
   ❏ 公式が提供する AdoptOpenJDK の代わりに、作成した必
   要最低限な Java の実行環境 (Custom Runtime)を利用す
   ることで容量を削減することができる
   Custom Runtime を作成する
   AdoptOpenJDK
   SpringBoot
   jar
   Custom
   Runtime
   SpringBoot
   jar
   >
   

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9. Custom Runtime を作成する
   ❏ jdeps コマンドで SpringBoot の起動に必要な依存モ
   ジュールを調べる
   ※ jdeps コマンドは jar に含まれる
   jar を再帰的に解析はしないため、
   SpringBoot を解析する場合は実行可
   能 jar を展開して手動で解析する必要
   がある (今回の発表のは本質ではない
   ため詳しくは以下を参照)
   SpringBootのdockerイメージを必要最小限に絞りたい
   (2019年9月版)
   https://www.m3tech.blog/entry/2019/09/13/110000
   get-springboot-module.sh
   

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10. Custom Runtime を作成する
    ❏ jdeps コマンドで SpringBoot の起動に必要な依存モ
    ジュールを調べる
    実行結果
    実行コマンド (前ページの ShellScript を実行)
    java.base,java.desktop,java.instrument,java.management.rmi,java.namin
    g,java.prefs,java.scripting,java.security.jgss,java.sql,jdk.httpserver,jdk.
    unsupported
    ./get-springboot-module.sh demo-0.0.1-SNAPSHOT.jar 11
    

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11. ❏ jlink コマンドで必要なモジュールだけを含んだ Java の実
    行環境 (Custom Runtime) を作成する
    Custom Runtime を作成する
    jlink --strip-debug
    --no-header-files
    --no-man-pages
    --compress=2
    --module-path $JAVA_HOME \
    --add-modules
    java.base,java.desktop,java.instrument,java.management.rmi,java.naming,java.prefs,java.scri
    pting,java.security.jgss,java.sql,jdk.httpserver,jdk.unsupported \
    --output jre-min
    実行コマンド
    

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12. ❏ マルチステージビルドを利用すれば、あるステージの生成
    物を別のステージにコピーすることができる
    ❏ Custom Runtime を作成するステージと、作成した
    Custom Runtime 上で SpringBoot を起動するステージ
    に分ける
    マルチステージビルドを利用して Custom Runtime 上で SpringBoot を起動する
    Custom
    Runtime
    Custom
    Runtime
    SpringBoot
    jar
    COPY
    adoptopenjdk/openjdk11:alpine
    as java-builder
    alpine:3.12.0
    jlink
    create
    

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13. ❏ Dockerfile の構成は次の通り
    マルチステージビルドを利用して Custom Runtime 上で SpringBoot を起動する
    1. Custom Runtime を生成するステージ
    2. 生成した Custom Runtime を使って SpringBoot を起動するステージ
    ~ 中略 (Alpine Linux 上で Java を起動するために必要な設定) ~
    Custom Runtime の作成
    前のステージで作成した
    Custom Runtime をコピー
    

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14. ❏ 最初のステージで Custom Runtime を作成し、それを次
    のステージにコピーすることで Custom Runtime 上で
    SpringBoot が起動する Docker イメージを作成できる
    ❏ このように build した Docker イメージは、85.5MB とサ
    イズが削減されていることがわかる
    マルチステージビルドを利用して Custom Runtime 上で SpringBoot を起動する
    $ docker build -t demo-custom-runtime:latest .
    AdoptOpenJDK AdoptOpenJDK-Alpine Custom Runtime
    436 MB 358 MB 85.5 MB
    

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15. ❏ コンテナで動作する SpringBoot の Docker イメージを小
    さくする場合、以下のことを実施する
    ❏ Alpine Linux ベースのイメージを利用する
    ❏ Custom Runtime とマルチステージビルドを利用する
    まとめ
    AdoptOpenJDK AdoptOpenJDK-Alpine Custom Runtime
    436 MB 358 MB 85.5 MB
    

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16. 参考資料
    ❏ Spring Boot の Docker Image を小さくする方法
    ❏ https://qiita.com/Takaichi00/items/517132e01c844d426c09
    ❏ サンプルコード (Github)
    ❏ https://github.com/Takaichi00/java-container-build-sample
    

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17. ご清聴ありがとうございました
    

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