Как осуществляется кеширование в Docker?

Кеширование в Docker при сборке образа происходит на уровне слоев. Каждый слой представляет собой результат выполнения одной инструкции в Dockerfile. Docker engine следит за изменениями в инструкциях и файлах. Если инструкция и связанные с ней файлы не изменились с предыдущей сборки, Docker использует кешированный слой.

Принцип работы:

1. Docker читает Dockerfile сверху вниз.
2. Каждая инструкция (RUN, COPY, ADD и т.д.) обрабатывается как отдельный шаг, создавая новый слой.
3. Перед выполнением шага Docker проверяет, существует ли кешированный слой, соответствующий этой инструкции.
4. Если такой слой найден, и содержимое кешированного слоя и текущего шага совпадают (проверяется хеш), Docker пропускает выполнение инструкции и использует кешированный слой.
5. Если кешированный слой не найден или не совпадает, Docker выполняет инструкцию, создает новый слой и сохраняет его в кеше.

Основные инструкции, влияющие на кеширование:

• FROM: Изменение базового образа инвалидирует кеш для всех последующих инструкций.
• RUN: Любое изменение в команде RUN инвалидирует кеш для этого и всех последующих слоев.
• COPY, ADD: Кеш инвалидируется, если изменилось содержимое копируемых/добавляемых файлов. Порядок файлов также важен.
• ENV, ARG, LABEL: Изменение этих инструкций, как правило, не приводит к инвалидации кеша для последующих RUN, COPY, ADD, если они не зависят от этих переменных.

Стратегии оптимизации кеширования:

• Размещать инструкции, которые меняются чаще всего (например, COPY ./src /app), ниже в Dockerfile.
• Объединять несколько команд RUN в одну, используя &&, чтобы уменьшить количество слоев и потенциально улучшить кеширование (но будьте осторожны, так как изменение любой части объединенной команды инвалидирует весь слой).
• Использовать .dockerignore для исключения файлов, которые не должны попасть в контекст сборки, что помогает предотвратить ненужную инвалидацию кеша при изменении этих файлов.

Пример оптимизации с RUN:

# Плохое кеширование:
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y some-package
RUN apt-get clean

# Хорошее кеширование:
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y some-package && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/* // Очистка кэша apt

Команда для сборки, использующая кеш:

docker build -t my-image .

По умолчанию docker build использует кеш.

Отключение кеширования:

docker build --no-cache -t my-image .

Отключение кеширования заставляет Docker заново выполнять все инструкции. Используется, например, при отладке или если есть подозрения, что кеш устарел.