优化Docker构建的技巧

Docker镜像，是Docker执行程序中的主要镜像。它们是“容器的蓝图”，提供了有关如何生成容器的说明。在本文中，我将介绍一些经常被忽视的概念，这些概念将有助于优化Docker镜像的开发和构建过程。

你如何构建Docker镜像？

让我们从Docker构建过程开始。Docker构建是通过使用Docker CLI工具中的docker build命令触发。

docker build命令根据Dockerfile文件中指定的指令构建Docker镜像。Dockerfile是一个文本文档，其中包含用户组装镜像所有的有序命令。

Docker镜像由只读层组成。每层代表一个Dockerfile指令。这些层是堆叠在一起的，每个层都是上一层的增量。我认为这些层是缓存的一种形式。对只更改了的层进行更新，而不是对每个更改进行更新。

下面的示例描述了Dockerfile的内容：

FROM ubuntu:18.04
COPY . /app
RUN make /app
CMD python /app/app.py

该文件中的每条指令代表Docker镜像中的单独一层。以下是每条指令的简要说明：

• FROM 使用ubuntu:18.04创建Docker镜像的一个层
• COPY 从Docker客户端所在的目录添加文件
• RUN 使用make指令构建你的应用程序
• CMD 指定在容器中运行什么命令

在构建过程中执行这四个命令时，它们将在Docker镜像中创建层。

如果你想了解有关镜像和层的更多信息，可以在此处阅读有关它们的信息。

优化镜像构建过程

既然我们已经介绍了Docker的构建过程，我想分享一些优化建议，以帮助有效地构建镜像。

1. 临时容器

Dockerfile定义的镜像应生成短暂的容器。

在这种情况下，临时容器是指可以销毁，重建，并可以替换为新容器。临时容器可以认为是一次性的。每个实例都是新的，并且与以前的容器实例无关。

在开发Docker镜像时，你应该利用尽可能多的临时模式。

2. 不要安装不必要的软件包

尽量避免安装不必要的文件和软件包。

Docker镜像应保持精简，这有助于提高可移植性，缩短构建时间，降低复杂性并减小文件大小。例如，在大多数情况下，不要在容器上安装文本编辑器，不要安装任何非必需的应用程序或服务。

3. 实现.dockerignore文件

.dockerignore文件，是用来声明不会被镜像包括的文件和目录。这有助于避免将不必要的大文件或敏感文件打包进去，并避免将它们添加到公共镜像。

如果你也要排除与构建无关的文件而不重新构建源码库，请使用一个.dockerignore文件。它支持类似于.gitignore文件的排除模式。

4. 多行参数要排序

尽可能通过排序多行参数来简化以后的更改，这有助于避免程序包重复，并使列表更易于更新。这也使PR易于阅读和查看。在反斜杠\之前添加空格也有帮助。

5. 解耦应用

依赖于其他应用的应用程序被视为“耦合”。

在某些情况下，它们托管在同一主机或计算节点上，这在非容器部署中很常见，但对于微服务，每个应用程序应存在于其自己的单独容器中。将应用程序解耦到多个容器中，可以更轻松地水平伸缩和重用容器。例如，一个解耦的Web应用程序可能包含三个单独的容器，每个容器都有自己的唯一镜像：一个用于管理Web应用程序，一个用于管理数据库的容器以及一个用于管理缓存的容器。

将每个容器限制为一个进程是一个很好的经验法则。根据你的最佳判断，使容器尽可能保持干净和模块化。

如果容器相互依赖，则可以通过使用Docker容器网络来确保这些容器可以通信。

6. 层数尽量少

Docker构建中，只有RUN，COPY和ADD指令创建图层。其他指令会创建临时的中间镜像，最终不会增加构建的大小。

也可以将所需的组件复制到最终镜像中，这会使你可以在构建阶段中包含其他工具或调试信息，而无需增加最终镜像的大小。

7. 利用构建缓存

在构建镜像时，Docker会逐步、按顺序执行Dockerfile中的每个指令。在每条指令中，Docker都会在其缓存中搜索要使用的镜像，而不是创建新的镜像。这是Docker遵循的基本规则：

从该基本镜像派生的所有子镜像，与已在缓存中的镜像进行比较，以查看是否其中一个是使用完全相同的指令构建的。如果不一样，则缓存失效，重新构建。

对于ADD和COPY指令，将检查镜像文件中的内容，并与现有镜像中进行比较。如果文件中的任何内容（例如内容和元数据）发生了更改，则缓存将无效。

除了ADD和COPY命令之外，缓存不会查看容器中的文件，来确定缓存是否匹配。例如，在使用RUN apt-get -y命令时，不会检查容器中的更新文件是否存在缓存中。

缓存无效后，后续所有Dockerfile命令都会生成新镜像，并且不使用缓存。

在CI流水线中优化Docker镜像构建

首先，前面提到的所有优化概念对于在CI流水线中构建镜像都是有效的。如果Dockerfile发生了变化，那么利用缓存仍然是减少构建时间的最佳方法。

当构建Docker镜像是CI流水线的常规流程时，可以利用Docker层缓存（DLC）的功能来加快构建速度。DLC是一项很棒的功能。DLC会在任务中将创建的镜像层保存，然后在后续的构建中重用未更改的镜像层，而不是每次都重新构建整个镜像。

DLC可与执行程序(machine executor)或远程Docker环境（setup_remote_docker）一起使用。要注意的是，DLC仅在使用docker build，docker compose等命令创建Docker镜像时很有用。

如果你想了解有关DLC的更多信息，可以在文档中阅读有关它的信息。

总结

在本文中，我介绍了用于构建Docker镜像时的优化技术，将帮助你有效地开发Docker镜像，加快CI流水线的速度。

译文链接：https://dzone.com/articles/tips-for-optimizing-docker-builds