优化 Docker 构建：让开发更高效，利用构建缓存

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在现代软件开发中，Docker 已成为构建、部署和运行应用程序的基石。开发人员面临的一个主要问题是如何缩短构建时间，特别是对于大型且复杂的应用程序。

Docker 的构建缓存提供了一个强大的功能，通过让你可以重用之前的构建层，从而大大加快了构建速度。

本文介绍如何为不同的阶段（如构建器阶段）创建和存储构建缓存，以及如何通过Docker Registry与团队共享这些缓存。

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Docker 构建缓存是一种机制，它允许 Docker 重用以前构建的图层。Dockerfile 中的每条指令都会创建一个新的图层，Docker 会缓存这些图层以避免重复工作。当你重新构建镜像时，Docker 会检查是否可以重用任何缓存的图层，这可以大大缩短构建时间。

多阶段构建是 Docker 中的一个强大功能，允许你在 Dockerfile 中使用多个 FROM 指令。这使你可以创建中间阶段，例如构建器阶段，这些阶段可以被缓存且独立重用。通过缓存这些阶段，你可以进一步优化构建流程。

第一步：创建一个多步的 Docker 文件

首先，创建一个具有多个阶段的Dockerfile。这里给你一个例子：

    # 这里是构建阶段  
    FROM node:14 AS builder  
    WORKDIR /app  
    COPY package.json ./  
    RUN npm install  
    COPY . .  
    RUN npm run build  

    # 这里是生产环境配置  
    FROM nginx:alpine  
    COPY --from=builder /app/build /usr/share/nginx/html

在当地，你可能需要使用 containerd 才能利用缓存功能。

在你的 Docker Desktop 设置中的 通用 选项卡下，你需要启用“使用 containerd 来拉取和存储镜像”该选项。

我也建议你设置这个环境变量：DOCKER_BUILDKIT=1

构建镜像文件并将缓存推送到您的Docker注册表（或Docker仓库），可以使用以下命令：

docker build --target builder \  
  --cache-to=type=registry,ref=myregistry.com/myapp:cache-builder \  
  -t myapp:builder-latest . # 该命令用于构建目标为builder的Docker镜像，并将缓存推送到指定的注册表中，同时将构建的镜像标签设置为builder-latest。

你虽然构建了但没有推送，仍然有内容写入到了我们这边的注册表，而缓存层则写入到了你的注册表。

我们可以稍微调整一下缓存选项，以更有效地压缩这些图层，从而减少存储空间的占用，使用：compression=zstd,mode=max

运行 Docker 构建命令，指定构建目标为 builder，使用 Docker 构建指定的目标并设置缓存到指定的 registry 中（具体为 myregistry.com/myapp:cache-builder，使用 zstd 压缩，模式为最大），标记生成的镜像为 myapp:builder-latest。// 构建完成后，标记并保存镜像

    docker build --cache-from=type=registry,ref=myregistry.com/myapp:cache-builder -t myapp:latest .  
    # 将最新版本推送到仓库
    docker push myregistry.com/myapp:latest

你也可以使用 --cache-from 和 --cache-to 结合 Github Actions: build-push-action

让你的团队能够从这个缓存中获益，如果你的团队使用docker-compose，只需在构建部分添加：

    version: '3.5'  
    services:  
        myapp:  
            build:  
                context: .  
                args:  
                    - DOCKER_BUILDKIT=1  
                cache_from:  
                    - type=registry,ref=myregistry.com/myapp:cache-builder  
    ...

通过在Docker注册表中存储构建缓存内容，您可以轻松地与团队共享它。这样，每个人都可以从缓存中获益，缩短构建时间并提高工作效率。

1. 使用多阶段构建法：将 Dockerfile 分解成多个阶段以优化缓存效果。
2. 减少层更改：将经常更改的指令放在一起，以减少缓存失效次数。
3. 使用 .dockerignore：在构建过程中排除不必要的文件以加快构建速度。
4. 定期更新缓存：定期重建并推送缓存以确保其与最新更改保持一致。

利用 Docker 的构建缓存功能可以显著改善您的开发工作流程，通过减少构建时间并提高过程效率。通过在 Docker 注册表中存储和共享缓存，确保所有团队成员都能从中受益。实施这些做法将带来更快的构建速度、更高的生产力以及更顺畅的开发体验。

• Docker 文档：构建缓存
• Docker 的多阶段构建指南
• 部署 Docker 注册表

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