超軽量なAlpine Linuxについて調べた

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## 背景

Dockerイメージの軽量化の話に出てくるAlpine Linuxについて気になったので調べてみました。

## Alpine Linuxとは

組み込み系でよく使われているBusyBoxとmuslをベースにしたLinuxディストリビューション。
BusyBoxについては下記がまとまっていて見やすかったです。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/0802/04/news114.html

Docker界隈でよく見かける言葉ですが特にDocker用とかそういったものでは無い。

BusyBox + パッケージマネージャ(apk)がAlpineLinuxの概要とのことです。
公式サイトは下記です。

https://alpinelinux.org/
(GitHub) https://github.com/alpinelinux

Alpineの特徴に軽量とありますがどれくらい軽量化というと下記比較を見れば一目瞭然

CentOS 約4GB
Ubuntu 約700MB
Alpine 約100MB

## ファイル構成

Alpine Linuxがどのような構成になっているかをdockerを使ってサクッと確認してみます。

``` bash
$ docker container run -it alpine /bin/ash
Unable to find image 'alpine:latest' locally
latest: Pulling from library/alpine
4fe2ade4980c: Already exists 
Digest: sha256:621c2f39f8133acb8e64023a94dbdf0d5ca81896102b9e57c0dc184cadaf5528
Status: Downloaded newer image for alpine:latest
/ #
/ # ls -l /
total 52
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Sep 11 20:23 bin
drwxr-xr-x    5 root     root           360 Dec 11 06:29 dev
drwxr-xr-x    1 root     root          4096 Dec 11 06:29 etc
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Sep 11 20:23 home
drwxr-xr-x    5 root     root          4096 Sep 11 20:23 lib
drwxr-xr-x    5 root     root          4096 Sep 11 20:23 media
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Sep 11 20:23 mnt
dr-xr-xr-x  303 root     root             0 Dec 11 06:29 proc
drwx------    1 root     root          4096 Dec 11 06:30 root
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Sep 11 20:23 run
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Sep 11 20:23 sbin
drwxr-xr-x    2 root     root          4096 Sep 11 20:23 srv
dr-xr-xr-x   13 root     root             0 Dec 11 06:29 sys
drwxrwxrwt    2 root     root          4096 Sep 11 20:23 tmp
drwxr-xr-x    7 root     root          4096 Sep 11 20:23 usr
drwxr-xr-x   11 root     root          4096 Sep 11 20:23 var
```

FHSに準拠して作られている事がわかりますね。
(当たり前といえば当たり前)

``` bash
/ # ls -l /bin/l*
lrwxrwxrwx    1 root     root            12 Sep 11 20:23 /bin/link -> /bin/busybox
lrwxrwxrwx    1 root     root            12 Sep 11 20:23 /bin/linux32 -> /bin/busybox
lrwxrwxrwx    1 root     root            12 Sep 11 20:23 /bin/linux64 -> /bin/busybox
lrwxrwxrwx    1 root     root            12 Sep 11 20:23 /bin/ln -> /bin/busybox
lrwxrwxrwx    1 root     root            12 Sep 11 20:23 /bin/login -> /bin/busybox
lrwxrwxrwx    1 root     root            12 Sep 11 20:23 /bin/ls -> /bin/busybox
lrwxrwxrwx    1 root     root            12 Sep 11 20:23 /bin/lzop -> /bin/busybox
```

また、/bin配下はすべて/bin/busyboxへのシンボリックリンクとなっている。
busyboxとは何かというと、Alpine LinuxのベースとなっているLinuxのディストリビューション
標準UNIXコマンドで重要な多数のプログラムを単一の実行ファイルに「詰め込んで」提供する、
特殊な方式のプログラムです。詳細は下記wikiをご参照ください。
https://ja.wikipedia.org/wiki/BusyBox
busyboxのサイズもとても小さい

``` bash
~ # ls -lh /bin/busybox 
-rwxr-xr-x    1 root     root      777.6K Jul 17 15:22 /bin/busybox
```

デフォルトで設定されている環境変数を見るとミニマムさに驚きです。
ちなみにbashはデフォルトでないので必要な方はインストールが別途必要です。
ashというシェルが採用されています。

``` bash
~ # env
HOSTNAME=de9c296717d8
SHLVL=1
HOME=/root
OLDPWD=/root
TERM=xterm
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
PWD=/root
```

## パッケージマネージャ「apk」

パッケージやアプリケーションのインストールにはapkを使用します。
apt-getやらyumやら色々使ってると正直ごっちゃになりますが、Alpineではさらに
別のパッケージマネージャを利用します。

とりあえずupdateとaddとdelとそれらに関するオプションを覚えておけば事は足りそう。


### apk help

usageが見たければここらへん。
まあよくあるパッケージマネージャーですね。
特筆して思うことはなし。

``` bash
$ sudo apk --help
apk-tools 2.10.1, compiled for x86_64.

Installing and removing packages:
  add       Add PACKAGEs to 'world' and install (or upgrade) them, while ensuring that all dependencies are met
  del       Remove PACKAGEs from 'world' and uninstall them

System maintenance:
  fix       Repair package or upgrade it without modifying main dependencies
  update    Update repository indexes from all remote repositories
  upgrade   Upgrade currently installed packages to match repositories
  cache     Download missing PACKAGEs to cache and/or delete unneeded files from cache

Querying information about packages:
  info      Give detailed information about PACKAGEs or repositories
  list      List packages by PATTERN and other criteria
  dot       Generate graphviz graphs
  policy    Show repository policy for packages

Repository maintenance:
  index     Create repository index file from FILEs
  fetch     Download PACKAGEs from global repositories to a local directory
  verify    Verify package integrity and signature
  manifest  Show checksums of package contents

Use apk <command> --help for command-specific help.
Use apk --help --verbose for a full command listing.

This apk has coffee making abilities.
```

### インストール済みパッケージの参照 info

初期段階のパッケージの少なさにはほんとに驚きますね。

``` bash
$ apk info
WARNING: Ignoring APKINDEX.adfa7ceb.tar.gz: No such file or directory
WARNING: Ignoring APKINDEX.efaa1f73.tar.gz: No such file or directory
musl
busybox
alpine-baselayout
alpine-keys
libressl2.7-libcrypto
libressl2.7-libssl
libressl2.7-libtls
ssl_client
zlib
apk-tools
scanelf
musl-utils
libc-utils
```

### パッケージアップデート update

``` bash
/ # apk update
fetch http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/main/x86_64/APKINDEX.tar.gz
fetch http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/community/x86_64/APKINDEX.tar.gz
v3.8.1-142-g179c136670 [http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/main]
v3.8.1-142-g179c136670 [http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/community]
OK: 9548 distinct packages available
```

### パッケージ検索 search

vimを使いたいので検索対象としています。
neovimなどもあるようですがとりあえずデフォルトでいいと思うのでそちらを入れる

``` bash
/ # apk search vim
charybdis-3.5.5-r4
neovim-doc-0.3.0-r0
vim-8.1.0115-r0
faenza-icon-theme-vim-1.3.1-r4
notmuch-vim-0.25.3-r1
docker-vim-18.06.1-r0
graphviz-2.40.1-r1
neovim-0.3.0-r0
vim-doc-8.1.0115-r0
vim-editorconfig-0_git20170721-r0
py-jinja2-vim-2.9.6-r0
vimdiff-8.1.0115-r0
asciidoc-vim-8.6.10-r0
neovim-lang-0.3.0-r0
nginx-vim-1.14.1-r0
msmtp-vim-1.6.6-r3
protobuf-vim-3.5.2-r0
icinga2-vim-2.8.4-r0
gst-plugins-base-1.14.0-r1
mercurial-vim-4.6.1-r0
```

### インストール add 

上記で検索したvimをインストールしています。
=でバージョン指定もできます。
個人的にはaddというサブコマンドよりもinstallとかにしてくれたほうが覚えやすかった。。。

``` bash
/ # apk add vim
(1/5) Installing lua5.3-libs (5.3.5-r1)
(2/5) Installing ncurses-terminfo-base (6.1_p20180818-r1)
(3/5) Installing ncurses-terminfo (6.1_p20180818-r1)
(4/5) Installing ncurses-libs (6.1_p20180818-r1)
(5/5) Installing vim (8.1.0115-r0)
Executing busybox-1.28.4-r1.trigger
OK: 39 MiB in 18 packages

/ # ls -l /usr/bin/vim
-rwxr-xr-x    1 root     root       2193672 Jun 25 15:52 /usr/bin/vim
```

### パッケージ削除 del

パッケージ削除はdelを使用する。

``` bash
/ # apk del vim
(1/5) Purging vim (8.1.0115-r0)
(2/5) Purging lua5.3-libs (5.3.5-r1)
(3/5) Purging ncurses-libs (6.1_p20180818-r1)
(4/5) Purging ncurses-terminfo (6.1_p20180818-r1)
(5/5) Purging ncurses-terminfo-base (6.1_p20180818-r1)
Executing busybox-1.28.4-r1.trigger
OK: 4 MiB in 13 packages
```

ちなみにキャッシュは/var/cache/apk配下に設置されるので不要であれば削除しましょう

``` bash
/ # ls -l /var/cache/apk/
total 1252
-rw-r--r--    1 root     root        752920 Dec 11 06:50 APKINDEX.adfa7ceb.tar.gz
-rw-r--r--    1 root     root        525738 Dec 11 06:50 APKINDEX.efaa1f73.tar.gz
```

また、リポジトリは下記ファイルへ追記することで追加する事ができます。

``` bash
/ # cat /etc/apk/repositories
http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/main
http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/v3.8/community
```

## まとめ

DockerのイメージにAlpineをつかう際に何も知らずにつかうとハマるらしい
Alpineの特性を抑えておく必要があるとのことなので少しでも知れたので良かったと思いました。

VirtualBoxでAlpine Linuxを構築してみるとかもいいのかなと思いました。

ちなみにashは使いにくいと思ってしまったので速攻でbashをインストールして遊んでみてます。
ベストな使い方的には正しくなさそうです。

``` bash
/ # apk add bash
(1/5) Installing ncurses-terminfo-base (6.1_p20180818-r1)
(2/5) Installing ncurses-terminfo (6.1_p20180818-r1)
(3/5) Installing ncurses-libs (6.1_p20180818-r1)
(4/5) Installing readline (7.0.003-r0)
(5/5) Installing bash (4.4.19-r1)
Executing bash-4.4.19-r1.post-install
Executing busybox-1.28.4-r1.trigger
OK: 13 MiB in 18 packages
/ # bash
bash-4.4# 
```

## 参考リンク

◼ https://blog.stormcat.io/post/entry/alpine-entry-apk/
◼ https://kakakakakku.hatenablog.com/entry/2016/04/25/223909