寻根究底,为什么Docker中的Alpine Linux镜像能这么小

时间:2023-02-02 13:58:03

去年我发表了文章对Docker基础镜像的思考,该不该选择alpine,其中对于Alpine Linux镜像如此之小的原因我解释为它使用了musl而不是glibc

有人发现并指出了我的这个错误,说musl与glibc的大小差别不足以造成如此大的差距,应该别有原因。

我一直记着这事,最近抽时间再次研究了下,确实如其所说,Alpine Linux之所以这么小的原因,虽然musl是其中一个原因,但它是多种因素导致的。

在此我有必要表示歉意,同时我需要补充这篇文章,对于Alpine Linux之所以这么小,再解释的更清楚一些。

寻根究底,为什么Docker中的Alpine Linux镜像能这么小

1. 探究

在这篇文章中,我以Docker中的AlpineDebian镜像来详细对比它们的大小,及导致它们大小的原因。我们都知道,Debian比Ubuntu更精简,这样对比会更有价值。

1.1 镜像大小

通过docker images ls命令,可以查出这两个镜像当前的latest版本的大小对比

REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
debian       latest    5c8936e57a38   3 weeks ago   124MB
alpine       latest    042a816809aa   3 weeks ago   7.05MB

其中debian的大小为124M,而alpine的大小只有7.05MB左右,大小相差还是非常明显的.

接下来,我将探究为它们究竟差别在哪

1.2 探究方法

通过du -s * | sort -nr计算文件夹大小,不断寻找两个镜像中的大小差别比较明显的一些关键目录

1.3 结果

与大小有关的关键目录如下:(仅列出差别较大的关键目录)

Debian

36M	  /usr/lib/x86_64-linux-gnu
31M	  /usr/share/locale
13M	  /usr/share/doc
8.2M  /lib/x86_64-linux-gnu
6.1M  /var
5.2M  /bin
4.0M  /sbin

Alpine

828.0K	/bin
72.0K	/var

2. 分析

通过上述目录,可以大致分析出, Alpine镜像能如此之小的原因大致能区分为几大类

第一:删除部分非必须的资源文件

可以看出,这两个目录在Alpine中压根没有

  • /usr/share/locale: 国际化文件
  • /usr/share/doc: 帮助文档

可以推断,Alpine删除了类似的无用的资源文件,没有它们并不影响系统的运行

第二:使用musl,而非glibc

/usr/lib/x86_64-linux-gnu/lib/x86_64-linux-gnu这两个目录大多是glibc,libc,perl等的共享类库所有目录。如我在以前的文章中所述,Alpine中没有使用glibc,而是使用了musl,所以这一部分占据的大小也小了很多。

同时,通过在musl官网与glibc官网查阅它们的压缩安装包大小分别是:

# musl
1.1MB musl-1.2.3.tar.gz
# glibc
18M  glibc-2.3.6.tar.gz
123K glibc-libidn-2.3.6.tar.gz
320K glibc-linuxthreads-2.3.6.tar.gz
1.8M glibc-ports-2.16.0.tar.gz 

可以看出,光是安装包就有20倍左右的差别,安装后当然相差更大。

第三: 使用了busybox工具集

同样,分析上面的目录,会发现一个有趣的现象,Debian中的/bin/sbin目录大小明显高于Alpine的/bin,这又是为什么呢?

这是因为,Apline使用的是busybox这个工具集。那busybox是什么呢?

你可以把busybox理解为bin命令的瑞士军刀。

我们都知道,Linux中我们依赖各种命令去操作系统,比如cd,ls,pwd等,这些命令每个都是一个个可执行文件

而busybox也是一个可执行文件,但它与众不同,它是包含了常用的300多个命令的工具集

看代码更容易理解

# 功能与ls类似
busybox ls
# 功能与pwd类似
busybox pwd
# 功能与kill类似
busybox kill

现在你明白了吗,Apline中压根没有ls,pwd这些类似其它Linux发行版本中的执行文件,它全部都只是busybox的alias而已

也就是,Alpine中最主要的一个命令文件,就是busybox,而busybox是一个5M不到大小的,包含近300多个命令的工具集

是不是bin命令的瑞士军刀?

第四: 没有apt与systemd

在Debian/Ubuntu中,包管理是apt。同样,Debian与大都数Linux类似,都是使用的systemd

但在Alpine中,apk取代了apt,Alpine同样没有使用systemd,而是使用了OpenRC,无论是apt还是OpenRC,都是轻而小的实现

3. 结论

现在,我能比上一次稍微准确的说出Alpine能这么小的原因了。

大致为:

  1. Alpine中删除了一些不影响系统运行的辅助性资源文件
  2. 使用Musl取代了Glibc
  3. 使用了BusyBox,Apt以及OpenRC等一些轻量级实现

从这些做法上也能看出,Alpine的定位不是普通的Linux系统,它应该是为嵌入式Linux而生,几MB的系统大小,当然更适合嵌入式Linux。

这也从另一个角度充分说明Linux系统的优秀,也就是只需要一个Linux内核,其它外围的一切几乎都是可以替代的,而仍然能保证Linux系统的运行与一致性。

幸运的是,Linux内核是开源的。而正因为它是开源的,今天Linux才能造福世界。


文章原载于个人网站 微言码道