マルチステージビルドについて

Dockerのマルチステージビルドとは？

Dockerのマルチステージビルド（Multi-stage Build）は、Dockerイメージを効率的に作るための方法です。簡単に言うと、複数のステップ（ステージ）を使って、イメージを小さく、安全に作るテクニックのことです。

普通のDockerビルドでは、1つのDockerfileですべての作業を済ませます。しかし、マルチステージビルドでは、ビルドの作業を分けて、最後に必要なものだけを残します。これによって、無駄なものが入らない、軽くて安全なイメージを作ることができます。

なぜマルチステージビルドが必要なのですか？

アプリを作るとき、たとえばプログラムをコンパイル（ビルド）するには、特別なツール（例：コンパイラやnpm）が必要です。でも、そのアプリを動かすときには、そういったツールは必要ありませんよね。

普通のDockerビルドだと、ビルドに使ったツールまで最終的なイメージに入ってしまいます。これは問題で、以下のようなことが起こります：

• イメージが大きくなる：必要ないものが入るので、サイズが無駄に増えてしまいます。
• セキュリティが心配：余計なツールがあると、悪用されるリスクが上がります。

マルチステージビルドを使えば、ビルド専用のステージでツールを使ってアプリを作り、最終ステージにはアプリだけを入れることができます。これで、イメージが小さくなり、安全性も高まります。

マルチステージビルドの基本的な流れ

マルチステージビルドでは、Dockerfileに複数の「FROM」という命令を書いて、ステージを分けます。各ステージは独立していて、前のステージから必要なものだけを次のステージに持ってくることができます。

基本的な流れは、次のようになります：

1. ビルドステージ：アプリを作るための準備をします。ここでツールを使ってアプリをビルドします。
2. 実行ステージ：できたアプリを動かすための環境を用意します。ここにビルドしたものだけをコピーします。

具体例で理解してみましょう

Go言語で簡単なWebサーバーを作る例で、マルチステージビルドを見てみましょう。

普通のDockerfile（マルチステージではない場合）

FROM golang:1.16
WORKDIR /app
COPY . .
RUN go build -o main .
CMD ["./main"]

この場合、Goのコンパイラやツールがすべてイメージに入ってしまいます。
その結果、イメージが大きくなってしまいます。

マルチステージビルドのDockerfile

# ビルドステージ
FROM golang:1.16 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN go build -o main .

# 実行ステージ
FROM alpine:3.14
WORKDIR /app
COPY --from=builder /app/main .
CMD ["./main"]

ビルドステージ（AS builder）でアプリを作り、
実行ステージで、できたアプリ（main）だけを軽いイメージ（alpine）にコピーします。
コンパイラなどの不要なものは残さないので、イメージが小さくなります！

マルチステージビルドのメリット

マルチステージビルドには、以下のようなメリットがあります：

• イメージが小さくなる：不要なツールが入りません。
• 安全性が向上する：攻撃されにくいイメージになります。
• ビルドが速くなる：キャッシュをうまく使って効率化できます。
• 管理が楽になる：ビルドと実行を分けてスッキリします。

まとめ

Dockerのマルチステージビルドは、イメージを小さく、安全に作るための便利な方法です。ビルドと実行を分けて考えることで、無駄をなくし、効率を上げることができます。

　
　　
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マルチステージビルド実行ステージ推奨イメージ

マルチステージビルドの実行ステージで最も使用されているイメージは、アプリケーションの種類や要件によって異なりますが、ベストプラクティスとして以下のイメージが推奨されます。これらは軽量性とセキュリティを重視しつつ、アプリケーションの動作に必要な最小限のコンポーネントのみを含むものです。

推奨イメージ

以下に、代表的なケースごとのベストなイメージ選択を説明します。

Go言語のアプリケーション: scratchイメージ

• 特徴: scratchは完全に空のイメージで、何も含まれていません。
• 理由: Goは静的にコンパイルされたバイナリを生成するため、ランタイムや追加のライブラリが不要です。そのため、scratchを使うことで最も軽量で安全なDockerイメージを作成できます。
• メリット: イメージサイズが最小限になり、不要なツールやライブラリがないため攻撃対象が減ります。

Javaのアプリケーション: gcr.io/distroless/java（Distroless Javaイメージ）

• 特徴: Googleが提供するDistrolessイメージで、Javaランタイム（JRE）と必要なライブラリのみを含みます。シェルやパッケージマネージャーなどの余分なツールはありません。
• 理由: JavaアプリケーションにはJREが必要ですが、Distrolessイメージは不要なコンポーネントを排除することでセキュリティを向上させつつ、軽量性を保ちます。
• メリット: セキュリティと軽量性のバランスが優れており、Javaアプリケーションに特化した選択肢として広く採用されています。

その他の言語やフレームワーク: alpine（※またはdistroless）イメージ

• 特徴: Alpine Linuxは非常に軽量なディストリビューションで、多くのアプリケーションに対応しています。
• 理由: PythonやNode.jsなど、ランタイムが必要な言語に対して、Alpineは最小限のサイズで必要な依存関係を提供します。ただし、musl libcを使用しているため、一部のアプリケーションで互換性の問題が発生する可能性があります。
• 代替案: 互換性に問題がある場合、debian-slimやubuntu-minimalなどの軽量なイメージも検討できます。

ベストプラクティスのポイント

マルチステージビルドの実行ステージでイメージを選ぶ際は、以下の原則を守ることが重要です。

• 軽量性を重視: イメージサイズを小さく保つことで、デプロイの効率が向上し、リソース使用量が減ります。
• セキュリティを強化: シェルやパッケージマネージャーなど、不要なツールを含まないイメージを選び、攻撃対象を最小限に抑えます。
• アプリケーションの要件に合わせる: ランタイムが必要な言語（例: Java、Python）では必要なコンポーネントのみを含むイメージを、ランタイムが不要な言語（例: Go、Rust）ではscratchを選びます。
• Distrolessイメージの活用: GoogleのDistrolessイメージは、主要な言語（Java、Python、Node.jsなど）に対応しており、セキュリティと軽量性を両立させる優れた選択肢です。

結論

マルチステージビルドの実行ステージで最も使用されるイメージは一概には定まりませんが、ベストプラクティスとしては以下の選択が一般的です：

• Go: scratch
• Java: gcr.io/distroless/java
• その他: alpine（※またはdistroless）

これらを適切に選択することで、安全で効率的なDockerイメージを構築できます。アプリケーションの特性に合わせて、最適なイメージを選んでください。

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