docker镜像alpine中安装oracle客户端

1.背景

有项目需使用python连接oracle数据库，然后查询一些数据进行分析。在安装oracle客户端驱动过程中遇到了一些问题，在此记录下来分享读者。
一点限制：

• oracle数据库与本应用程序不在同一台机器上，数据连接为远程访问方式，针对同一台机器的应用访问，网上有很多；
• 本应用支行在docker容器中，镜像基于alpine:3.7版本编译，针对在ubuntu中的安装网上有很多；
• 基础信息：alping3.7 + python3.6.5 + cx_Oracle7.0.0 + instantclient-basic-linux.x64-11.2.0.4.0

搭建目标：

• 使用python -c "import cx_Oracle as ora; ora.connect('xxx')"可正常连接oracle数据库

2.下载instant_client程序包

可直接从oracle 官网下载，本应用下载了【instantclient-basic-linux.x64-11.2.0.4.0.zip】包。原因为最好与oracle数据库版本对应。
该压缩包中有instanclient_11_2目录，其目录结构：

./instantclient_11_2:
|---BASIC_README
|---adrci
|---genezi
|---libclntsh.so.11.1
|---libnnz11.so
|---libocci.so.11.1
|---libociei.so
|---libocijdbc11.so
|---ojdbc5.jar
|---ojdbc6.jar
|---uidrvci
|---xstreeams.jar

即包中为oracle客户端连接数据库的所需的库。

3.Dockerfile

直接先上代码然后再说明其中的关键点：

FROM alpine:3.7
ENV ALPINE_VERSION=3.7

#### packages from https://pkgs.alpinelinux.org/packages
# These are always installed. Notes:
#   * dumb-init: a proper init system for containers, to reap zombie children
#   * bash: For entrypoint, and debugging
#   * ca-certificates: for SSL verification during Pip and easy_install
#   * python: the binaries themselves
#   * openblas: required for numpy.
#   * libaio libnsl: for cx_Oracle
ENV PACKAGES="\
  dumb-init \
  bash vim tini \
  ca-certificates \
  python3==3.6.5-r0 \
  openblas \
  libaio libnsl \
"

# These packages are not installed immediately, but are added at runtime or ONBUILD to shrink the image as much as possible. Notes:
#   * build-base: used so we include the basic development packages (gcc)
#   * linux-headers: commonly needed, and an unusual package name from Alpine.
ENV BUILD_PACKAGES="\
  build-base \
  linux-headers \
"

## for install oracle instant client
## from https://oracle.github.io/odpi/doc/installation.html#linux
ENV TNS_ADMIN=/oracle_client/instantclient_11_2
ENV NLS_LANG=SIMPLIFTED_CHINESE_CHINA_ZHS16GBK
ENV LD_LIBRARY_PATH=/oracle_client/instantclient_11_2

RUN echo \
  # 1.install oracle client and create soft link
  && mkdir /oracle_client && cd /oracle_client \
  && wget -O client.zip "https://raw.githubusercontent.com/tianxiawuzhe/alpine37-py365-django21-ai/master/instantclient-basic-linux.x64-11.2.0.4.0.zip" \
  && unzip client.zip && rm client.zip \
  && cd /oracle_client/instantclient_11_2 \
  && ln -s libclntsh.so.11.1  libclntsh.so \
  && ln -s /usr/lib/libnsl.so.2.0.0  /usr/lib/libnsl.so.1 \

  # 2.replacing default repositories with edge ones
  && echo "http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/edge/testing" >> /etc/apk/repositories \
  && echo "http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/edge/community" >> /etc/apk/repositories \
  && echo "http://dl-cdn.alpinelinux.org/alpine/edge/main" >> /etc/apk/repositories \

 # 3.Add the build packages, and then will be deleted
  && apk add --no-cache --virtual=.build-deps $BUILD_PACKAGES \
 
 # 4.Add the packages, with a CDN-breakage fallback if needed
  && apk add --no-cache $PACKAGES || \
    (sed -i -e 's/dl-cdn/dl-4/g' /etc/apk/repositories && apk add --no-cache $PACKAGES) \

  # 5.make some useful symlinks that are expected to exist
  && cd /usr/bin \
  && { [[ -e idle ]] || ln -s idle3 idle; } \
  && { [[ -e pydoc ]] || ln -s pydoc3 pydoc; } \
  && { [[ -e python ]] || ln -sf python3.6 python; } \
  && { [[ -e python-config ]] || ln -sf python3-config python-config; } \
  && { [[ -e pip ]] || ln -sf pip3 pip; } \
  && ls -l idle pydoc python* pip* \
  && python -m pip install --upgrade --no-cache-dir pip \
  && ls -l idle pydoc python* pip* \
  
  # 6.install my app software
  && pip install --no-cache-dir cx_Oracle \
  
  # 7.End
  && apk del .build-deps \
  && ls -l idle pydoc python* pip* \
  && echo

EXPOSE 8080

ENTRYPOINT tail -f /dev/null
CMD ["/bin/bash"]

说明：
01）使用环境变量PACKAGES和BUILD_PACKAGES来区分应用运行时和编译安装时所需要的库，在RUN命令最后删除了BUILD_PACKAGES的依赖库，从而保证镜像尽可能的小；
02）PACKAGES中含有libaio和libnsl两个依赖库，此2个依赖库为cx_Oracle程序包所需的库（更具体的是instant_client驱动包中libclntsh.so.11.1库文件依赖这两个包）；
03）LD_LIBRARY_PATH环境变量保证在python程序运行时能够找到instant_client的驱动包位置，本文中是将驱动包解压至容器的/oracle_client/目录下（解压过程见后面的RUN里的unzip）；
04）RUN中第1步，是从github上下载上面的驱动包。原因：本应用编译时是使用公共云平台进行编译，在编译过程中绑定了github，从github上读取Dockerfile和*.zip文件进行编译。若是在本地编译镜像，可以使用COPY或ADD来添加文件，但这样可能会让镜像的大小增加，理由是COPY和ADD不能自动解压缩zip，即使在RUN的后面写上rm *.zip，也无法降低镜像的大小，更多信息请查询镜像层的原理。
05）RUN第1步，【ln -s libclntsh.so.11.1 libclntsh.so】是建立驱动包中软连接，这样cx_Oracle在寻找动态连接库时就能找到了，如果不软连接或重命名，那么cx_Oracle将会找不到该库；【ln -s /usr/lib/libnsl.so.2.0.0 /usr/lib/libnsl.so.1】建立libnsl库的软连接，当libclntsh库在运行时会查找此库；
06）RUN第2步，向/etc/apk/repositories文件中添加一些alpine特有的库地址，后面在安装时就能自动下载并安装了；
07）RUN第3步，安装编译过程中所需的依赖包；
08）RUN第4步，安装运行过程中所需的依赖包，此2步可调换顺序，但个人觉得应该这个顺序，因为如果编译的依赖包覆盖了运行所需的包，那么在删除BUILD_PACKAGES后，程序运行时就会出现问题；
09）RUN第5步，建立一些python中简单的软连接，方便后面使用；同时更新了pip的版本；
10）RUN第6步，使用pip安装cx_Oracle程序包；
11）RUN第7步，清理BUILD_PACKAGES这些依赖包；
12）最后就是暴露的端口和启动脚本了；

4.遇到的问题

以下遇到的问题，均是通过执行【python -c "import cx_Oracle as o; o.connect('xxx')"】来验证是否客户端安装成功。

4.1.找不到libclntsh.so动态连接库

详细信息：

cx_Oracle.DatabaseError: 
DPI-1047: 64-bit Oracle Client library cannot be loaded: 
"Error loading shared library libclntsh.so: No such file or directory". 
See https://oracle.github.io/odpi/doc/installation.html#linux for help

原因有2：

• 未正确设置LD_LIBRARY_PATH环境变量，导致python在加载应用时，操作系统未设置正确的库路径；
• 未设置软连接libclntsh.so指向libclntsh.so.11.1，也会导致无法加载；

诊断方法：
在python命令行里，手工【from ctypes import find_library as f, CDLL】，尝试使用find_library来查找动态连接库，如果能用此命令找到，比如f('libclntsh.so.11.1')可以找到，但f('libclntsh.so')找不到，说明LD_LIBRARY_PATH设置正确了，只是没有软连接。然后再用CDLL尝试加载动态连接库，看中间加载是否会出问题。

4.2.找不到libaio.so.1动态连接库

请确认libaio是否安装成功，安装成功后，应该在/usr/lib/libaio.so.1.0.1文件，同时会存在libaio.so.1的软连接。

4.3.找不到libnsl.so.1动态连接库

由于当前libnsl的版本已经是libns.so.2.0.0，因此在安装libnsl后会自动存在libnsl.so.2的软连接，而本应用中oracle的驱动版本是较老的，因此直接手工建立了软连接【ln -s /usr/lib/libnsl.so.2.0.0 /usr/lib/libnsl.so.1】，试验成功！

4.完成