長話短說：本次原創將向您展示在Docker中使用Layer Cache以加快鏡像構建。

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這個話題的初衷在于：應用打包過程是很慢的(下載并安裝框架&第三方依賴包、生成assets)，這個過程在Docker中也不能避免。

About Layer Caching ?in Docker

Docker使用層layer創建鏡像，Dockerfile中每一個命令都會創建一個新的層，每層都包含執行命令前后的狀態之間鏡像的文件系統更改。

為了加快構建速度，Docker實現了緩存：
如果Dockerfile和相關文件未更改，則重建(rebuild)時可以重用本地鏡像緩存中的某些現有層。
但是，為了利用此緩存，您需要了解它的工作方式，這就是我們將在本文中介紹的內容。

The basic algorithm

當您構建Dockerfile時，Docker將查看它是否可以使用先前構建的緩存結果：

• 對于大多數命令，如果命令文本未更改，則將使用緩存中的版本。

• 對于COPY，它還會檢查您要復制的文件是否未更改。

我們來看一個使用以下Dockerfile的示例：

FROM python:3.7-slim-buster COPY . . RUN pip install --quiet -r requirements.txt ENTRYPOINT ["python", "server.py"]

第一次運行時，所有命令都會運行：

$ docker build -t example1 . Sending build context to Docker daemon 5.12kB Step 1/4 : FROM python:3.7-slim-buster---> f96c28b7013f Step 2/4 : COPY . .---> eff791eb839d Step 3/4 : RUN pip install --quiet -r requirements.txt---> Running in 591f97f47b6e Removing intermediate container 591f97f47b6e---> 02c7cf5a3d9a Step 4/4 : ENTRYPOINT ["python", "server.py"]---> Running in e3cf483c3381 Removing intermediate container e3cf483c3381---> 598b0340cc90 Successfully built 598b0340cc90 Successfully tagged example1:latest

第二次構建時，因為沒有任何改變，docker構建將使用鏡像緩存：

$ docker build -t example1 . Sending build context to Docker daemon 5.12kB Step 1/4 : FROM python:3.7-slim-buster---> f96c28b7013f Step 2/4 : COPY . .---> Using cache---> eff791eb839d Step 3/4 : RUN pip install --quiet -r requirements.txt---> Using cache---> 02c7cf5a3d9a Step 4/4 : ENTRYPOINT ["python", "server.py"]---> Using cache---> 598b0340cc90 Successfully built 598b0340cc90 Successfully tagged example1:latest

請注意，上面顯示的Using cache加快了構建速度(無需從網絡下載任何pip依賴包)

如果我們刪除鏡像，則后續構建將從頭開始(沒有層緩存了)：

$ docker image rm example1 Untagged: example1:latest Deleted: sha256:598b0340cc90967501c5c51862dc586ca69a01ca465f48232fc457d3ab122a73 Deleted: sha256:02c7cf5a3d9af1939b9f5286312b23898fd3ea12b7cb1d7a77251251740a806c Deleted: sha256:d9e9602d9c3fd7381a8e1de301dc4345be2eb2b8488b5fc3e190eaacbb2f9596 Deleted: sha256:eff791eb839d00cbf46d139d8595b23867bc580bb9164b90253d0b2d9fcca236 Deleted: sha256:53d34b2ead0a465d229a4260fee2a845fb8551856d4019cd2e608dfe0e039e77 $ docker build -t example1 . Sending build context to Docker daemon 5.12kB Step 1/4 : FROM python:3.7-slim-buster---> f96c28b7013f Step 2/4 : COPY . .---> 63c32b9b1af6 ...

Taking advantage of caching

緩存算法還有一個更重要的規則：

• 如果某層無法應用層緩存，則后續層都不能從層緩存加載

在以下示例中，前后兩次構建過程的C層均未更改，盡管如此，由于上層并不是從層緩存中加載，因此后置的C層仍然無法從緩存中加載：

層緩存對下面的Dockerfile意味著什么？

FROM python:3.7-slim-buster COPY requirements.txt . COPY server.py . RUN pip install --quiet -r requirements.txt ENTRYPOINT ["python", "server.py"]

如果COPY命令的任何文件改變了，則會使后續所有層緩存失效：我們需要重新運行pip install (這一層若不走緩存，通常耗時久)。
但是，如果requirements.txt沒有更改 & server.py更改了，為什么我們必須重做pip安裝？畢竟，pip安裝僅使用requirements.txt。

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推及到現代編程語言：前端的依賴包文件paakcage.json, dotnet的項目管理文件dotnetdemo.csproj等，一般很少變更；隨時變動的業務代碼，導致后續的層緩存失效(后續層每次都要重新下載&安裝依賴)。

因此，您要做的是僅復制實際需要運行下一步的那些文件，以最大程度地減少緩存失效的機會。

FROM python:3.7-slim-buster COPY requirements.txt . RUN pip install --quiet -r requirements.txt COPY server.py . ENTRYPOINT ["python", "server.py"]

由于server.py僅在pip安裝后才復制到構建上下文，因此，只要requirements.txt不變，仍然可以從緩存加載由上次pip安裝創建的層。

Designing your Dockerfile for caching

如果您想通過重用之前緩存的層來進行快速構建，則需要適當地編寫Dockerfile：

• 僅復制下一步所需的文件，以最大程度地減少構建過程中的緩存失效。

• 盡量將文件可能變更的新增(ADD命令)、拷貝(COPY命令) 延遲到Dockerfile的后部。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的掌握了Docker Layer Caching才敢自称精通Dockerfile的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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