长话短说：本次原创将向您展示在Docker中使用Layer Cache以加快镜像构建。
“这个话题的初衷在于：应用打包过程是很慢的(下载并安装框架&第三方依赖包、生成assets)，这个过程在Docker中也不能避免。
About Layer Caching in Docker
Docker使用层layer创建镜像，Dockerfile中每一个命令都会创建一个新的层，每层都包含执行命令前后的状态之间镜像的文件系统更改。
为了加快构建速度，Docker实现了缓存：
如果Dockerfile和相关文件未更改，则重建(rebuild)时可以重用本地镜像缓存中的某些现有层。
但是，为了利用此缓存，您需要了解它的工作方式，这就是我们将在本文中介绍的内容。
The basic algorithm
当您构建Dockerfile时，Docker将查看它是否可以使用先前构建的缓存结果：
- 对于大多数命令，如果命令文本未更改，则将使用缓存中的版本。
- 对于COPY，它还会检查您要复制的文件是否未更改。
我们来看一个使用以下Dockerfile的示例：
FROM python:3.7-slim-buster COPY . . RUN pip install --quiet -r requirements.txt ENTRYPOINT ["python", "server.py"]
第一次运行时，所有命令都会运行：
$ 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
第二次构建时，因为没有任何改变，docker构建将使用镜像缓存：
$ 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
请注意，上面显示的Using cache加快了构建速度(无需从网络下载任何pip依赖包)
如果我们删除镜像，则后续构建将从头开始(没有层缓存了)：
$ 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
缓存算法还有一个更重要的规则：
- 如果某层无法应用层缓存，则后续层都不能从层缓存加载
在以下示例中，前后两次构建过程的C层均未更改，尽管如此，由于上层并不是从层缓存中加载，因此后置的C层仍然无法从缓存中加载：
层缓存对下面的Dockerfile意味着什么？
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命令的任何文件改变了，则会使后续所有层缓存失效：我们需要重新运行pip install (这一层若不走缓存，通常耗时久)。
但是，如果requirements.txt没有更改 & server.py更改了，为什么我们必须重做pip安装？毕竟，pip安装仅使用requirements.txt。
“推及到现代编程语言：前端的依赖包文件paakcage.json, dotnet的项目管理文件dotnetdemo.csproj等，一般很少变更；随时变动的业务代码，导致后续的层缓存失效(后续层每次都要重新下载&安装依赖)。
因此，您要做的是仅复制实际需要运行下一步的那些文件，以最大程度地减少缓存失效的机会。
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仅在pip安装后才复制到构建上下文，因此，只要requirements.txt不变，仍然可以从缓存加载由上次pip安装创建的层。
Designing your Dockerfile for caching
如果您想通过重用之前缓存的层来进行快速构建，则需要适当地编写Dockerfile：
- 仅复制下一步所需的文件，以最大程度地减少构建过程中的缓存失效。
- 尽量将文件可能变更的新增(ADD命令)、拷贝(COPY命令) 延迟到Dockerfile的后部。
