1. 引言
Docker 已成为构建自包含应用的事实标准。从 Spring Boot 2.3.0 开始，框架引入了一系列增强功能，帮助我们更高效地构建 Docker 镜像。其中最值得关注的是 支持将应用拆分为多个分层（Layered Jars）。
简单来说，源代码被打包进独立的层中，这意味着当我们只修改了业务逻辑时，仅需重新构建这一层，从而显著提升构建效率和启动速度。本篇文章将带你了解如何利用 Spring Boot 的新特性来实现 Docker 镜像层的复用。
2. Docker 中的分层 JAR
Docker 容器由基础镜像和若干附加层构成。一旦某一层被构建完成，它就会被缓存下来，后续构建可直接复用，从而大幅提升构建速度：
需要注意的是，下层的变更会导致其上所有层都需要重新构建。因此，变动频率低的层应放在底层，而频繁变动的层则应放在顶层。
同样地，Spring Boot 支持将应用内容按层进行映射。默认的分层结构如下：
可以看到，应用代码被打包在独立的层中。当我们修改源码时，只有这一层需要重新构建，而 loader 和依赖层则保持缓存状态，从而减少镜像构建时间和启动时间。
3. 使用 Spring Boot 构建高效 Docker 镜像
传统的 Docker 镜像构建方式中，Spring Boot 使用的是 fat jar 模式，即将所有依赖和源码打包到一个文件中。这种方式的问题在于：哪怕只修改了一行代码，整个 jar 都需要重新构建。
3.1. Spring Boot 的分层支持
Spring Boot 2.3.0 引入了两个新特性来优化 Docker 镜像构建：
✅ **Buildpack 支持**：可自动构建包含 Java 运行时的 Docker 镜像，无需编写 Dockerfile
✅ **分层 JAR**：将依赖、资源、代码等划分为不同层，提升 Docker 构建效率
本篇文章主要讲解如何使用分层 JAR。
首先，我们需要在 Maven 中启用分层 JAR 构建功能。打包后，我们可以查看生成的 JAR 文件结构：
jar tf target/spring-boot-docker-0.0.1-SNAPSHOT.jar
你会发现在 BOOT-INF 目录下多了一个 layers.idx 文件：
BOOT-INF/layers.idx
这个文件定义了分层结构，内容如下：
- "dependencies":
- "BOOT-INF/lib/"
- "spring-boot-loader":
- "org/"
- "snapshot-dependencies":
- "application":
- "BOOT-INF/classes/"
- "BOOT-INF/classpath.idx"
- "BOOT-INF/layers.idx"
- "META-INF/"
3.2. 查看和提取分层
我们可以通过命令查看分层结构：
java -Djarmode=layertools -jar target/docker-spring-boot-0.0.1.jar list
输出结果为：
dependencies
spring-boot-loader
snapshot-dependencies
application
也可以将这些层提取到本地目录：
java -Djarmode=layertools -jar target/docker-spring-boot-0.0.1.jar extract
执行后你会看到如下目录结构：
$ ls
application/
snapshot-dependencies/
dependencies/
spring-boot-loader/
这些目录可以直接用于 Dockerfile 中，实现分层构建。
3.3. Dockerfile 配置
为了最大化利用 Docker 的缓存机制，我们需要将这些层逐个添加到镜像中。
Dockerfile 示例：
FROM openjdk:17-jdk-alpine as builder
ARG JAR_FILE=target/*.jar
COPY ${JAR_FILE} application.jar
RUN java -Djarmode=layertools -jar application.jar extract
FROM openjdk:17-jdk-alpine
COPY --from=builder dependencies/ ./
COPY --from=builder snapshot-dependencies/ ./
COPY --from=builder spring-boot-loader/ ./
COPY --from=builder application/ ./
ENTRYPOINT ["java", "org.springframework.boot.loader.JarLauncher"]
这样配置后，当我们只修改了源码时，仅 application 层会被重建，其余层都会复用缓存 ✅。
4. 自定义分层
默认分层虽然实用，但还不够精细。比如，所有依赖被打包进一个层，即使只是内部库有变更，也得重建整个依赖层 ❌。
4.1. 配置自定义分层
Spring Boot 支持通过配置文件来自定义分层结构。我们可以创建一个 layers.xml 文件来控制分层行为：
<layers xmlns="http://www.springframework.org/schema/boot/layers"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/boot/layers
https://www.springframework.org/schema/boot/layers/layers-2.3.xsd">
<application>
<into layer="spring-boot-loader">
<include>org/springframework/boot/loader/**</include>
</into>
<into layer="application" />
</application>
<dependencies>
<into layer="snapshot-dependencies">
<include>*:*:*SNAPSHOT</include>
</into>
<into layer="dependencies" />
</dependencies>
<layerOrder>
<layer>dependencies</layer>
<layer>spring-boot-loader</layer>
<layer>snapshot-dependencies</layer>
<layer>application</layer>
</layerOrder>
</layers>
然后在 Maven 插件中指定该配置文件：
<plugin>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
<configuration>
<layers>
<enabled>true</enabled>
<configuration>${project.basedir}/src/layers.xml</configuration>
</layers>
</configuration>
</plugin>
4.2. 添加自定义层
假设我们想把内部依赖单独提取为一层：
<into layer="internal-dependencies">
<include>com.baeldung.docker:*:*</include>
</into>
并调整分层顺序：
<layerOrder>
<layer>internal-dependencies</layer>
</layerOrder>
打包后查看分层：
dependencies
spring-boot-loader
internal-dependencies
snapshot-dependencies
application
可以看到，新增了 internal-dependencies 层 ✅。
4.3. 更新 Dockerfile
提取后，在 Dockerfile 中添加新层：
COPY --from=builder internal-dependencies/ ./
构建镜像时，你会看到 Docker 单独构建了内部依赖层：
$ mvn package
$ docker build -f src/main/docker/Dockerfile . --tag spring-docker-demo
查看镜像历史：
$ docker history --format "{{.ID}} {{.CreatedBy}} {{.Size}}" spring-docker-demo
输出中会看到类似如下内容：
0e138e074118 /bin/sh -c #(nop) COPY dir:db6f791338cb4f209… 2.35kB
说明内部依赖层已成功构建 ✅。
5. 总结
本文介绍了如何使用 Spring Boot 构建更高效的 Docker 镜像，主要利用了分层 JAR 的特性：
- 对于简单项目，使用默认分层即可满足需求
- 对于复杂项目，可通过自定义分层策略进一步优化缓存复用
完整示例代码可在 GitHub 获取。