容器环境持续集成优化，Drone CI 提速 500%

比眉伴天荒 2022-01-21 12:25 534阅读 0赞

前文介绍了[容器环境下 Drone + semantic release 实现的语义化持续集成 Workflow][Drone _ semantic release _ Workflow]，为了方便演示，流程仅给出了工作流中最重要的几个环节，实际用起来可能会发现不少值得优化的地方。

因此本次在这个工作流的基础上，介绍一些[容器环境下 CI 的优化及提速方法][CI]，方法本身不限定一定要使用 Drone，使用同样的思路完全可以套用到其他的 CI 工具中。

## 优化前项目概况 ##

以一个生产环境的实际项目为例，项目的主要结构如下

├── Dockerfile
    ├── dist/
    ├── node_modules/
    ├── package.json
    └── src/
    复制代码

这是一个比较常见的基于 React 的前端项目，用 `npm list | wc -l` 可以看到有 3952 个依赖，项目会通过 webpack 打包到 `dist`目录下，打包命令被封装成 `npm run build`。最终 `dist` 目录通过 `Dockerfile` 被打包到 Nginx 的 Docker 镜像内， 生产环境直接运行打包后的镜像即可。

Dockerfile 是这样编写的

FROM node:10 as build  
    WORKDIR /app COPY . /app RUN npm install RUN npm run build 
    FROM nginx:1.15-alpine  
    COPY --from=build /app/dist /usr/share/nginx/html 复制代码

使用了 [Docker 的多阶段构建][Docker]功能，即 npm 的安装，编译作为第 1 个阶段，编译完成后仅将编译的结果 `dist` 文件夹复制出来，其余未复制的文件丢弃，这样打包后的镜像仅为 23.2MB，更利于部署。

## 流程瓶颈分析 ##

发布流程直接套用前文介绍的 [Gitflow + semantic release 工作流][Gitflow _ semantic release]。可以看到此时的一次发布是比较慢的，push 到 master 构建 staging 镜像用时 9:18，semantic release 打上 Tag 构建 production 镜像用时 6:24。

这个过程中到底慢在哪里呢， 在 Drone 的构建过程中看到，容器构建的耗时占了 90%以上，一方面 npm 需要下载安装 3000 多个依赖，另一方面 webpack 的编译也需要 30s 左右，如果网络再有不稳定，等待时间无疑会更长。

另一个耗时的元凶也很明显，由于引入了 semantic release， push master 和 release 两个动作会触发 2 次 CI，每次 CI 都进行了 Docker 镜像的构建，但其实如果没有异常发生，两个 Docker 镜像对应的其实是同一份代码，应当是完全一致的，即 release 时的镜像构建所花费的时间是浪费的。

其他当然还有应用层面的优化，比如可以用 yarn 替代 npm，使用更快的源，去除不必要的依赖等等，但这些并不在本文的讨论范围内，就略过不提。

## 引入缓存减少重复下载 ##

每次构建都要下载 3000 多个依赖，那么最容易想到的当然是将这些依赖缓存起来，但是在这个项目中，npm 下载/编译都发生在容器构建环节，这是比较难引入缓存的。因此首先要做的，是将下载/编译过程从容器转移到 CI，通过 CI 完成下载/编译，再将结果复制到容器镜像内。

在下载/编译转移到 CI 的基础上，可以直接使用 Drone 提供的缓存插件，目前根据不同文件系统，Drone 可选的缓存插件有

*  [Volume Cache][]
 *  [AWS S3 Cache][]
 *  [SFTP Cache][]
 *  [Google Cloud Storage Cache][]

这里以 Volume Cache 为例，`.drone.yml`如下。这里的语法对应 Drone-v1.0 以上版本，可能与官方部分旧文档有出入。

steps:
    - name: restore-cache  
     image: drillster/drone-volume-cache  
     settings:  
     restore: true  
     mount:  
     - ./.npm-cache  
     - ./node_modules  
     volumes:  
     - name: cache  
     path: /cache   
    
    - name: npm-install  
     image: node:10  
     commands: 
     - npm config set cache ./.npm-cache --global  
     - npm install  
     
    - name: build-dist  
     image: node:10  
     commands:  
     - npm run build
    
    - name: rebuild-cache  
     image: drillster/drone-volume-cache  
     settings:  
     rebuild: true  
     mount:  
     - ./.npm-cache  
     - ./node_modules  
     volumes:  
     - name: cache  
     path: /cache
    
    volumes:  
     - name: cache  
     host:  
     path: /tmp/cache
    复制代码

Volume Cache 插件使用很简单，首先需要声明一个 Volume，对应主机的一个文件夹，这里使用的是`/tmp/cache`。Volume Cache 插件的参数中，`mount` 列出需要缓存的文件夹，`restore: true`会将文件从主机复制到容器，因此放在 pipeline 的开头，`rebuild: true`则反之，放在 pipeline 最后。

另外注意使用 Volume 需要在 Drone 中将 Repo 设置为 Trusted。

而此时的 Dockerfile 就只剩下文件复制的部分了

FROM nginx:1.15-alpine  
    COPY ./dist /usr/share/nginx/html 复制代码

在增加了缓存后，构建的时长大幅下降到 2:38，整体耗时下降了 50%以上。

## 通过 Docker Tag 省略重复的构建 ##

在上文的基础上，不难想到 push master 和 release 造成的重复构建，是否也可以同样通过缓存去除。这当然在理论上也是可行的，但是由于缓存并不稳定，因此需要更为通用的方法。

在 semantic release 的流程中，push master 和 release 的唯一区别就是 release 增加了一个 git tag。而 git tag 本质上只是对一个特定 commit 的引用，并不会改变 commit 记录，因此 push master 和 release 两次触发的 CI 中，最后一次 commit 是相同的，即 `DRONE_COMMIT_SHA` 不会改变。

基于这一点，我们可以在 push master 的构建中，将`DRONE_COMMIT_SHA`作为 Docker 镜像额外的 Tag，在 release 环节，只要给有 `DRONE_COMMIT_SHA` Tag 的镜像再打上最终的版本号 Tag 即可，并不需要在 release 环节从头构建镜像。

这个过程对应 `.drone.yml` 如下

- name: push-docker-staging  
     image: plugins/docker  
     settings:  
     repo: allovince/xxx
     username: allovince  
     password: 
     from_secret: DOCKER_PASSWORD  
     tag:  
     - staging  
     - sha_${DRONE_COMMIT_SHA} 
     when:  
     branch: master  
     event: push  
      
     - name: semantic-release  
     image: gtramontina/semantic-release:15.13.3  
     environment:  
     GITHUB_TOKEN:  
     from_secret: GITHUB_TOKEN  
     entrypoint:  
     - semantic-release  
     when:  
     branch: master  
     event: push  
      
     - name: push-docker-production  
     image: plugins/docker  
     environment:  
     DOCKER_PASSWORD:  
     from_secret: DOCKER_PASSWORD  
     commands:   
     - docker -v  
     - nohup dockerd &  
     - docker login -u allovince -p $${DOCKER_PASSWORD}  
     - docker pull allovince/xxx:sha_$${DRONE_COMMIT_SHA}  
     - docker tag allovince/xxx:sha_$${DRONE_COMMIT_SHA} allovince/xxx:$${DRONE_TAG}  
     - docker push allovince/xxx:$${DRONE_TAG}  
     when:  
     event: tag  
     privileged: true
    复制代码

假设最后一次 commit 的 hash 是 `c0558777`， release 版本是 v1.0.9， push master 后， 镜像将打上

*  staging
 *  sha\_c0558777

两个 Tag，在 release 后，镜像将再增加一个 `v1.0.9`的 Tag。

需要注意的是为镜像打 Tag 使用到了 Docker-in-Docker，需要 privileged flag，即`privileged: true`

同时 docker tag 等命令依赖 docker daemon 的启动，否则会报错

> Cannot connect to the Docker daemon at unix:///var/run/docker.sock. Is the docker daemon running?

一种方式是挂载主机的 daemon `/var/run/docker.sock`，另一种方式是在容器内启动 docker daemon，我这里使用的是后者，对应 `nohup dockerd &`，而在 release 阶段，由于任务仅仅是为 docker 镜像额外增加一个 tag，以及通知生产环境发布，因此上文中的 cache 等环节都可以通过条件省略，结果如下。

如此优化后 release 环节的耗时缩短到 1 分钟以内，看看最终成果，从代码提交到发布完成，总耗时不到 5 分钟，是比较友好的。

[Drone _ semantic release _ Workflow]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Favnpc.com%2Fpages%2Fdrone-gitflow-kubernetes-for-cloud-native-ci
[CI]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Favnpc.com%2Fpages%2Fspeed-up-drone-ci-workflow
[Docker]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fdocs.docker.com%2Fdevelop%2Fdevelop-images%2Fmultistage-build%2F
[Gitflow _ semantic release]: https://link.juejin.im?target=https%3A%2F%2Fgithub.com%2FAlloVince%2Fdrone-ci-demo
[Volume Cache]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fplugins.drone.io%2Fdrillster%2Fdrone-volume-cache%2F
[AWS S3 Cache]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fplugins.drone.io%2Fdrone-plugins%2Fdrone-s3-cache%2F
[SFTP Cache]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fplugins.drone.io%2Fappleboy%2Fdrone-sftp-cache%2F
[Google Cloud Storage Cache]: https://link.juejin.im?target=http%3A%2F%2Fplugins.drone.io%2Fhvalle%2Fdrone-gcs-cache%2F