作者丨Niels Claeys
編譯丨諾亞
出品 | 51CTO技術棧（微信號：blog51cto）
與許多公司類似，我們為產品中使用的所有組件構建Docker映像。隨著時間的推移，其中一些映像變得越來越大，我們的CI構建花費的時間也越來越長。我的目標是CI構建不超過5分鐘——差不多是喝杯咖啡休息的理想時間。如果構建花費的時間超過這個時間，就會降低開發人員的工作效率。
造成生產力損失的原因是：
1、開發人員需要等待構建完成，從而浪費時間。
2、開發人員開始做一些新的東西，并在晚些時候再回來做。切換必然耗時，這通常也會導致效率低下。
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在這篇文章中，我想說明我們應用的2個小變化，兩者極大地改善了我們的構建時間。當然，在關注這些改進之前，請確保你已經遵循編寫dockerfile的最佳實踐，比如盡量減少層數；使用多級構建；使用最小的基礎圖像等等。
1、Buildkit vs Buildx
讓我們從解釋Buildkit和Buildx開始，因為這兩個術語經常互換使用，但它們并不相同。
Builkit
Buildkit是經過改進的后端，用來取代舊的Docker構建器。它在2018年打包在Docker中，并成為docker engine 23.0的默認構建器。
它提供了許多有趣的功能：
- 改進的緩存功能
- 并行構建不同的層
- 延遲拉取基礎鏡像(≥Buildkit 0.9)
在使用Buildkit時，你很快就會注意到docker構建命令的輸出看起來更清晰、更結構化。
在docker版本低于23.0的情況下使用Buildkit的典型方法是設置Buildkit參數。如下所示：
DOCKER_BUILDKIT=1 docker build --platform linux/amd64 . -t someImage:someVersion
DOCKER_BUILDKIT=1 docker push someImage:someVersion
Buildx
Buildx是Docker的一個插件，它使你能夠在Docker中使用Buildkit的全部潛力。之所以創建它，是因為Buildkit支持許多新的配置選項，這些選項不能全部以向后兼容的方式集成到docker構建命令中。
除了構建鏡像之外，Buildx還支持管理多個構建器。在CI中，這對于定義具有不同配置的作用域環境非常有用，因為它們不會修改共享Docker守護進程。
你可以像下面這樣開始使用Buildx：
docker buildx create --bootstrap --name builder
docker buildx use builder
2、受益于遠程緩存
加快構建速度的第一種方法是在遠程注冊表中緩存鏡像。這樣，即使在不同的機器上執行構建，也可以從構建緩存中獲益，這是CI中的典型情況。作為一種解決方法，許多人在構建新映像版本之前提取了映像的最新版本。這樣做的好處是，你可以緩存未更改的圖層，而代價是最初提取完整的圖像。拉取完整的圖像可能需要一段時間，但也不能保證圖層可以被重用。為了說明這一點，我們使用了以下命令：
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使用Buildx，你可以將緩存信息存儲在遠程位置(例如容器注冊表、blob存儲等)。構建器檢查給定層是否已經存在，如果是這種情況，它將重用它而不是再次創建它。這甚至可以在不拉動本地圖層的情況下完成。為了從這個機制中受益，我們將之前的命令修改為：
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模式“max”意味著我們將存儲每一層的構建信息，甚至是生成圖像中未使用的層(例如，當使用多階段構建時)。默認模式下使用“min”，它只存儲最終映像中存在的層的構建信息。
緩存的一個特殊情況是“內聯”存儲緩存數據，這意味著它將與圖像一起緩存。當使用Buildkit而不使用Buildx時，也支持此選項。它是最容易開始的，但在使用多階段構建時就比較棘手了，而且它沒有在工件輸出和緩存之間提供明確的分離。內聯存儲緩存數據的命令如下：
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3、添加文件到Docker鏡像的新方法
Docker引入了新的dockerfile編寫語法，即:
#syntax= docker /dockerfile:1.4。它支持COPY和ADD命令的額外鏈接選項。
以前，當你使用COPY或ADD命令時，構建器會創建一個新快照，它將新文件與現有文件系統合并。其結果是，在執行此操作之前，父層都需要存在，否則目標目錄可能還不存在。最后，你的映像(構建命令的結果)將由每個層的tarball組成，其中包含各個快照之間的差異。
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當使用link選項時，新文件將被放入它們自己的快照中，而不依賴于以前的層。鏈接的文件存儲在它們自己的tarball中，不同的tarball被鏈接在一起，不依賴于現有的文件系統，如下圖所示。
https://www.docker.com/blog/image-rebase-and-improved-remote-cache-support-in-new-buildkit/
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主要優點是文件不再依賴于以前的層。只要文件沒有改變，即使父層改變了，層也可以被重用。
此外，這還可以提高構建的速度，因為現在可以并行執行多層復制數據。
4、結論
本文描述了我們在優化CI管道后獲得的一些新見解。我討論了2個小的變化，導致我們的整體docker構建時間減少了40%：其一，遠程存儲構建緩存信息；其二，在添加、復制文件到docker鏡像時使用link選項。
參考鏈接：https://medium.com/datamindedbe/how-we-reduced-our-docker-build-times-by-40-afea7b7f5fe7
