docker的缓存机制

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docker的缓存机制

镜像层缓存(Image Layer Cache)

Docker 镜像是分层构建的,每一个 Dockerfile 指令都会生成一个新的镜像层。
Docker 会缓存每一个镜像层,当构建新的镜像时,如果检测到某个层之前已经构建过,就会直接复用该层,而不需要重新构建。


FROM ubuntu:18.04
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y nginx
COPY app/ /var/www/html/
CMD ["nginx", "-g", "daemon off;"]

在上面的 Dockerfile 中, 前两个 RUN 指令对应的镜像层会被缓存。当再次构建镜像时,如果这两个层没有变化,Docker 就会直接复用缓存,而不需要重新执行这两条命令,大大加快了构建速度。

容器层缓存(Container Layer Cache)

每个容器都有自己的可写容器层,位于镜像层之上,用于存储容器的动态数据。
Docker 也会缓存容器层,当重新启动容器时,Docker 会复用之前的容器层,避免重新创建。


# 创建并启动容器
docker run -d --name my-app my-app:v1# 停止并重启容器
docker stop my-app
docker start my-app

在上面的示例中,当我们停止并重启容器时,Docker 会复用之前的容器层,避免了重新创建容器的开销,使容器启动速度更快。

构建缓存(Build Cache)

Docker 还提供了一个专门的构建缓存机制,可以进一步优化镜像构建过程。
构建缓存会将之前构建过程中用到的中间层缓存起来,下次构建时如果检测到相同的指令,就会复用这些缓存层。
用户可以通过设置 --cache-from 参数来指定需要复用的缓存层。


# 构建镜像时启用构建缓存
docker build --cache-from my-app:v1 -t my-app:v2 .

在上面的示例中,我们指定了 --cache-from my-app:v1 参数,告诉 Docker 复用之前构建 my-app:v1 时使用的缓存层,这样可以进一步加快构建速度。

Registry 缓存

Docker Registry 也提供了缓存机制,可以缓存之前拉取的镜像层,下次拉取时直接从缓存中获取,提高拉取速度。
这种缓存机制对于分布式环境下的镜像分发非常有用,可以减轻 Registry 服务器的压力。

综上所述,Docker 的缓存机制涵盖了镜像层、容器层、构建过程以及 Registry 等多个方面,充分利用缓存可以大幅提升 Docker 的性能和效率。如果您还有其他问题,欢迎继续提出

docker的几种写法

指令顺序优化

Dockerfile 中指令的顺序非常重要,因为 Docker 是根据指令顺序来构建镜像层的。
通常将较稳定不变的指令放在前面,易变的指令放在后面,这样可以最大限度地利用缓存。

例如:


# 不好的写法
RUN apt-get update
COPY . /app
RUN pip install -r requirements.txt# 更好的写法  
FROM python:3.9
WORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .

在第二个例子中,我们先复制 requirements.txt 并安装依赖包,这部分内容相对稳定,可以很好地利用缓存。而后面的 COPY . . 指令是最易变的,放在最后可以最大化利用缓存。

分层构建

充分利用 Docker 的分层特性,把 Dockerfile 拆分成多个阶段,每个阶段构建一部分功能。
这样可以确保稳定的基础层能够最大化利用缓存,而变更的部分只需重新构建对应层即可。

例如:


# 基础层
FROM ubuntu:18.04
RUN apt-get update && apt-get install -y nodejs npm# 应用层  
FROM base-image
COPY . /app
WORKDIR /app
RUN npm install
CMD ["node", "server.js"]

在这个例子中,我们将 Dockerfile 划分为两个阶段:基础层和应用层。基础层负责安装 Node.js 环境,这部分内容相对稳定,可以很好地利用缓存。应用层则负责复制源代码并安装依赖,这部分内容更容易变更。

多阶段构建

Docker 17.05 版本引入了多阶段构建的功能,可以进一步优化镜像大小和构建过程。
通过在 Dockerfile 中定义多个 FROM 指令,可以实现将构建过程拆分为多个独立的阶段。

例如:


# 构建阶段
FROM golang:1.16 AS builder
WORKDIR /app
COPY . .
RUN go build -o myapp# 运行阶段 
FROM alpine:latest
COPY --from=builder /app/myapp /myapp
CMD ["/myapp"]

在这个例子中,我们先在 builder 阶段编译 Go 代码,然后在 runtime 阶段只复制编译好的二进制文件到最终镜像中。这种方式可以大幅减小最终镜像的体积,同时也能很好地利用缓存。

关于docker的builder阶段

在多阶段构建的场景中,即使在 builder 阶段复制了源代码,最终也只会把编译好的二进制文件复制到运行时容器中。这是因为 COPY --from=builder 指令会选择性地复制指定阶段的文件。

让我们更详细地解释一下:

在 builder 阶段,我们将源代码复制到工作目录并执行编译命令go build。此时,容器中包含了源代码和编译好的二进制文件。
在 runtime 阶段,我们使用 COPY --from=builder 指令从 builder 阶段复制二进制文件 /app/myapp 到当前容器的 /myapp 路径。
这样做的好处是:
1、只将最终需要的二进制文件复制到运行时容器中,大大减小了镜像大小。
2、builder 阶段的源代码和编译过程不会被带入到最终镜像中,从而避免了不必要的信息泄露。

在多阶段构建中,builder 阶段的源代码确实会被保存下来,但不会被包含在最终的容器镜像中。这里有几点需要说明: