Docker 镜像的缓存特性-CSDN博客

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dockerimages

Authorrab

前言

首先我们要清楚Docker 的镜像结构是分层的镜像本身是只读的不管任何一层当我们基于某镜像运行一个容器时会有一个新的可写层被加载到镜像的顶部我们通常将这一层称之为容器层容器层之下的都称之为镜像层。我们所有对容器的增删操作都只会发生在容器层中因此容器层保存的是从容器运行时开始到当前的数据变化部分不会对镜像层本身进行任何修改。镜像的其他特性就不在一一举例了我们现在的目标是镜像的缓存特性镜像的缓存有什么优势它在哪方面实现缓存接下来我们来细看一下。

一、构建缓存

1、什么是构建

Docker 镜像构建使用分层文件系统的概念每个 Dockerfile 指令都会生成一个新的文件系统层这些层通过联合文件系统UnionFS技术叠加在一起形成最终的镜像。

2、什么是缓存

Docker 使用缓存来提高构建效率当构建镜像时如果之前的层已经存在并且没有发生更改顺序上的更改那 Docker 将重用这些层而不是重新生成它们这可以显著减少构建时间和服务器带宽使用。

3、案例演示缓存特性

创建 Dockerfile 文件并构建镜像
```
mkdir -p /root/dist && cd /root/dist     # 创建构建上下文目录
vim Dockerfile                           # 添加下面内容
```
```
FROM centos:centos7.9.2009
RUN yum install -y wget
```
```
docker build -t centos:v1 .
```
```
Sending build context to Docker daemon  2.048kB ①
Step 1/2 : FROM centos:centos7.9.2009  ②
 ---> eeb6ee3f44bd  
Step 2/2 : RUN yum install -y wget  ③
 ---> Running in a51051b0f4a5
Loaded plugins: fastestmirror, ovl
Determining fastest mirrors
 * base: mirrors.ustc.edu.cn
 * extras: mirrors.ustc.edu.cn
 * updates: mirrors.huaweicloud.com
Resolving Dependencies
--> Running transaction check
---> Package wget.x86_64 0:1.14-18.el7_6.1 will be installed
--> Finished Dependency Resolution
...
...
Installed:
  wget.x86_64 0:1.14-18.el7_6.1                                                 

Complete!
Removing intermediate container a51051b0f4a5  ④
 ---> 9a4b27a6d88d  
Successfully built 9a4b27a6d88d  ⑤
Successfully tagged centos:v1  ⑥
```
镜像构建流程分析

①向 Docker 守护进程发送构建上下文即将 /root/dist 目录下的所有文件发送给 Docker daemon因此不要将 /、/usr 、/etc 等目录作为构建上下文发送给 Docker daemon否则构建出的镜像将会很臃肿且构建会很缓慢甚至有可能会构建失败所以为什么一开始我就创建了一个空目录/root/dist作为我上下文的存储目录。

②步骤1Step 1/2将 centos:centos7.9.2009 作为构建的基础base镜像该 base 镜像 ID 为 eeb6ee3f44bd。

③步骤1Step 2/2开始执行 Dockerfile 中的指令 RUN yum install -y wget而且是在一个中间临时容器上执行的指令该临时容器的 ID 为 a51051b0f4a5为什么要使用临时容器因为 base 镜像是只读的想要进行增删只能在容器层实现。

④当 RUN yum install -y wget 指令在临时容器 a51051b0f4a5 完成安装后就会将临时容器删除即构建信息中的 Removing intermediate container a51051b0f4a5 部分并最终将该临时容器保存为镜像且镜像 ID 为 9a4b27a6d88d。

⑤镜像 9a4b27a6d88d 构建成功。

⑥将镜像 9a4b27a6d88d 打上 Tag 为 centos:v1。

查看本地镜像详情

可见图中的 TAG、IMAGE ID 与我们 ⑤、⑥ 是一一对应的而且你会发现构建后的镜像的容量比基础镜像更大了。
Docker 镜像缓存应用

在构建上下文目录中创建一个测试文件test.txt进行缓存测试验证。
```
touch test.txt   # 创建测试文件
vim Dockerfile   # 添加下面内容
```
```
FROM centos:centos7.9.2009
RUN yum install -y wget
COPY test.txt /usr/local
```
```
docker build -t centos:v2 .
```
```
Sending build context to Docker daemon   2.56kB
Step 1/3 : FROM centos:centos7.9.2009
 ---> eeb6ee3f44bd
Step 2/3 : RUN yum install -y wget  ①
 ---> Using cache
 ---> 9a4b27a6d88d
Step 3/3 : COPY test.txt /usr/local  ②
 ---> 8f421058bfd8
Successfully built 8f421058bfd8
Successfully tagged centos:v2
```
镜像构建流程分析

①当执行 RUN yum install -y wget 指令时就使用了缓存 Using cache且是镜像 9a4b27a6d88d 层的缓存不难看出这镜像就是上面我们刚构建而成的。

②同样 COPY test.txt /usr/local 指令在临时容器中构建完成并最终生成镜像 8f421058bfd8。

查看本地镜像详情

如果你不想使用镜像缓存可添加 --no-cache 选项docker build -t centos:v2 --no-cache .

此时构建镜像就不会使用本地镜像缓存了。

4、注意

这里要注意的是缓存生效的前提是 Dockerfile 的指令未发生位置顺序上的变动否则缓存失效会重新生成新的镜像层而不会使用缓存具体案例如下。

修改 Dockerfile 文件中的指令顺序并构建镜像
```
FROM centos:centos7.9.2009
COPY test.txt /usr/local
RUN yum install -y wget
```
```
docker build -t centos:v3 .
```
镜像构建流程分析

此时就没使用缓存了构建流程与上面是一致的。

查看本地镜像详情
构建说明

尽管从逻辑上来说改动指令顺序对镜像的内容没有改变但由于镜像的分层结构特性改动 Dockerfile 指令顺序后 Docker 必须重建受影响的镜像层。

看看分层图中更清晰地像我们展示了镜像的分层结构可见这些镜像都是在基础镜像层上继续叠加新的镜像层成为新的镜像每一层由上至下排列且上层依赖于下层。