{"id":1244,"date":"2024-07-23T12:16:07","date_gmt":"2024-07-23T12:16:07","guid":{"rendered":"https:\/\/dockerpros.com\/?post_type=glossary&p=1244"},"modified":"2024-07-23T12:21:35","modified_gmt":"2024-07-23T12:21:35","slug":"docker-build-cache","status":"publish","type":"glossary","link":"https:\/\/dockerpros.com\/de\/wiki\/docker-build-cache\/","title":{"rendered":"Docker-Build-Cache"},"content":{"rendered":"

Understanding Docker Build Cache: An Advanced Guide<\/h1>\n

Docker Build Cache is a mechanism that enhances the efficiency of the Docker Bild<\/a><\/span>Ein Bild ist eine visuelle Darstellung eines Objekts oder einer Szene, die typischerweise aus Pixeln in digitalen Formaten besteht. Es kann Informationen vermitteln, Emotionen hervorrufen und die Kommunikation \u00fcber verschiedene Medien hinweg erleichtern. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> building process by storing intermediate layers of images, which can be reused in subsequent builds. This allows developers to avoid redundant work, significantly speeding up the build process when changes are made. By intelligently leveraging caching, Docker helps optimize resource usage and time management, making it an essential feature for developers working with containerized applications.<\/p>\n

The Architecture of Docker Build Cache<\/h2>\n

To grasp the nuances of Docker Build Cache, it’s important to first understand how Docker images are constructed. A Docker Bild<\/a><\/span>Ein Bild ist eine visuelle Darstellung eines Objekts oder einer Szene, die typischerweise aus Pixeln in digitalen Formaten besteht. Es kann Informationen vermitteln, Emotionen hervorrufen und die Kommunikation \u00fcber verschiedene Medien hinweg erleichtern. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> consists of a series of layers, each representing a change made to the filesystem. These layers are created as a result of the commands specified in the Dockerfile<\/a><\/span>Eine Dockerfile ist ein Skript, das eine Reihe von Anweisungen zur Automatisierung der Erstellung von Docker-Images enth\u00e4lt. Sie gibt das Basis-Image, die Anwendungsabh\u00e4ngigkeiten und die Konfiguration an und erm\u00f6glicht so eine konsistente Bereitstellung \u00fcber verschiedene Umgebungen hinweg. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>. The layers are built in a specific order, and Docker maintains a cache of these layers to optimize future builds.<\/p>\n

Dockerfile and Layer Creation<\/h3>\n

When a Dockerfile<\/a><\/span>Eine Dockerfile ist ein Skript, das eine Reihe von Anweisungen zur Automatisierung der Erstellung von Docker-Images enth\u00e4lt. Sie gibt das Basis-Image, die Anwendungsabh\u00e4ngigkeiten und die Konfiguration an und erm\u00f6glicht so eine konsistente Bereitstellung \u00fcber verschiedene Umgebungen hinweg. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> is processed, each instruction (like RUN<\/a><\/span>\"RUN\" bezeichnet einen Befehl in verschiedenen Programmiersprachen und Betriebssystemen, um ein angegebenes Programm oder Skript auszuf\u00fchren. Er initiiert Prozesse und stellt eine kontrollierte Ausf\u00fchrungsumgebung f\u00fcr die Aufgabenbereitstellung bereit. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/code>, KOPIE<\/a><\/span>COPY ist ein Befehl in der Computerprogrammierung und Datenverwaltung, der das Kopieren von Dateien oder Daten von einem Ort an einen anderen erm\u00f6glicht und dabei die Datenintegrit\u00e4t und -zug\u00e4nglichkeit gew\u00e4hrleistet. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/code>, ADD<\/a><\/span>Die ADD-Anweisung in Docker ist ein Befehl, der in Dockerfiles verwendet wird, um Dateien und Verzeichnisse von einem Host-Computer in ein Docker-Image w\u00e4hrend des Build-Prozesses zu kopieren. Sie erm\u00f6glicht nicht nur den Transfer lokaler Dateien, sondern bietet auch zus\u00e4tzliche Funktionen, wie das automatische Extrahieren komprimierter Dateien und das Abrufen von Remote-Dateien \u00fcber HTTP oder HTTPS. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/code>, usw.) erzeugt eine neue Ebene. Die Ebenen sind unver\u00e4nderlich, was bedeutet, dass sie nach ihrer Erstellung nicht mehr ge\u00e4ndert werden k\u00f6nnen. Jede Ebene wird durch einen eindeutigen Hash identifiziert, der auf ihrem Inhalt basiert. Wenn sich der Inhalt einer Ebene nicht \u00e4ndert, kann Docker die zwischengespeicherte Version dieser Ebene f\u00fcr nachfolgende Builds wiederverwenden.<\/p>\n

Cache-Verhalten<\/h3>\n

Docks Caching-Mechanismus verwendet einen spezifischen Algorithmus, um zu bestimmen, ob eine zwischengespeicherte Ebene verwendet oder eine neue erstellt werden soll. Der Caching-Mechanismus folgt dem Prinzip der \"Cache-Invalidierung\". Wenn sich ein Teil des Befehls einer Ebene \u00e4ndert, werden diese Ebene und alle nachfolgenden Ebenen neu erstellt. Dieses Verhalten erm\u00f6glicht es Docker, sowohl effizient als auch vorhersehbar zu sein.<\/p>\n

Arten von Build-Caches\n\nEs gibt zwei Arten von Build-Caches: lokale und Remote-Caches. Ein lokaler Build-Cache ist f\u00fcr sich genommen nicht besonders n\u00fctzlich. Er speichert Artefakte, die von Builds auf Ihrem Computer generiert wurden, und macht sie f\u00fcr nachfolgende Builds auf Ihrem Computer verf\u00fcgbar. Ein Remote-Build-Cache hingegen erm\u00f6glicht es Ihnen, Artefakte zwischen verschiedenen Maschinen zu teilen. Dies ist besonders n\u00fctzlich in einem kontinuierlichen Integrations- und Bereitstellungssystem (CI\/CD), wo mehrere Builds auf verschiedenen Maschinen ausgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen.<\/h2>\n

Docker supports different types of build caches that developers can utilize to enhance their build processes:<\/p>\n

Lokaler Build-Zwischenspeicher<\/h3>\n

Der lokale Build-Cache wird auf dem Computer des Entwicklers gespeichert. Er besteht aus allen Schichten, die w\u00e4hrend des Erstellens von Images auf diesem Computer erstellt wurden. Dieser Cache wird automatisch erstellt, wenn Schichten erstellt werden, und kann bei zuk\u00fcnftigen Builds verwendet werden. Allerdings ist er spezifisch f\u00fcr die lokale Umgebung, was bedeutet, dass ein Entwickler, der den Computer oder die Umgebung wechselt, keinen Zugriff auf diesen Cache hat.<\/p>\n

2. Remote Build-Cache<\/h3>\n

Mit der Einf\u00fchrung von BuildKit unterst\u00fctzt Docker Remote-Caching-Funktionen. Dies erm\u00f6glicht es Entwicklern, ihren Build-Cache in Remote-Repositories zu \u00fcbertragen. Remote-Caching kann Builds in Continuous Integration\/Continuous Deployment (CI\/CD)-Pipelines deutlich beschleunigen, indem es mehreren Entwicklern oder CI\/CD-Agenten erlaubt, Cache-Schichten gemeinsam zu nutzen.<\/p>\n

3. Cache Export\/Import<\/h3>\n

Docker also provides the ability to export and import build cache. Using the --cache-from<\/code> option, developers can specify existing images or cache stored in a remote repository<\/a><\/span>Ein Repository ist ein zentraler Ort, an dem Daten, Code oder Dokumente gespeichert, verwaltet und gepflegt werden. Es erleichtert die Versionskontrolle, Zusammenarbeit und effiziente Ressourcennutzung unter den Benutzern. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> to be used as a cache source for the build. This feature allows for more flexibility in managing build environments and speeds up builds by leveraging existing caches from other sources.<\/p>\n

Optimizing the Build Cache Usage<\/h2>\n

To effectively utilize Docker Build Cache, developers can adopt several best practices that will help optimize the way caches are used during the Bild<\/a><\/span>Ein Bild ist eine visuelle Darstellung eines Objekts oder einer Szene, die typischerweise aus Pixeln in digitalen Formaten besteht. Es kann Informationen vermitteln, Emotionen hervorrufen und die Kommunikation \u00fcber verschiedene Medien hinweg erleichtern. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> build process.<\/p>\n

1. Order Dockerfile Instructions Smartly<\/h3>\n

The order of commands in a Dockerfile<\/a><\/span>Eine Dockerfile ist ein Skript, das eine Reihe von Anweisungen zur Automatisierung der Erstellung von Docker-Images enth\u00e4lt. Sie gibt das Basis-Image, die Anwendungsabh\u00e4ngigkeiten und die Konfiguration an und erm\u00f6glicht so eine konsistente Bereitstellung \u00fcber verschiedene Umgebungen hinweg. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> can significantly impact cache efficiency. Instructions that are less likely to change should be placed higher in the Dockerfile<\/a><\/span>Eine Dockerfile ist ein Skript, das eine Reihe von Anweisungen zur Automatisierung der Erstellung von Docker-Images enth\u00e4lt. Sie gibt das Basis-Image, die Anwendungsabh\u00e4ngigkeiten und die Konfiguration an und erm\u00f6glicht so eine konsistente Bereitstellung \u00fcber verschiedene Umgebungen hinweg. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>. For instance, installing dependencies should come before adding application code. This way, if only the application code changes, the dependency layer can still be reused from the cache.<\/p>\n

# Efficiently ordering Dockerfile<\/a><\/span>Eine Dockerfile ist ein Skript, das eine Reihe von Anweisungen zur Automatisierung der Erstellung von Docker-Images enth\u00e4lt. Sie gibt das Basis-Image, die Anwendungsabh\u00e4ngigkeiten und die Konfiguration an und erm\u00f6glicht so eine konsistente Bereitstellung \u00fcber verschiedene Umgebungen hinweg. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> instructions\nFROM node<\/a><\/span>Node, or Node.js, is a JavaScript runtime built on Chrome's V8 engine, enabling server-side scripting. It allows developers to build scalable network applications using asynchronous, event-driven architecture. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>:14\n\n# Install dependencies\nKOPIE<\/a><\/span>COPY ist ein Befehl in der Computerprogrammierung und Datenverwaltung, der das Kopieren von Dateien oder Daten von einem Ort an einen anderen erm\u00f6glicht und dabei die Datenintegrit\u00e4t und -zug\u00e4nglichkeit gew\u00e4hrleistet. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> package*.json .\/\nRUN<\/a><\/span>\"RUN\" bezeichnet einen Befehl in verschiedenen Programmiersprachen und Betriebssystemen, um ein angegebenes Programm oder Skript auszuf\u00fchren. Er initiiert Prozesse und stellt eine kontrollierte Ausf\u00fchrungsumgebung f\u00fcr die Aufgabenbereitstellung bereit. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> npm install\n\n# Kopie (noun) \/ kopieren (verb)<\/a><\/span>COPY ist ein Befehl in der Computerprogrammierung und Datenverwaltung, der das Kopieren von Dateien oder Daten von einem Ort an einen anderen erm\u00f6glicht und dabei die Datenintegrit\u00e4t und -zug\u00e4nglichkeit gew\u00e4hrleistet. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> application code\nKOPIE<\/a><\/span>COPY ist ein Befehl in der Computerprogrammierung und Datenverwaltung, der das Kopieren von Dateien oder Daten von einem Ort an einen anderen erm\u00f6glicht und dabei die Datenintegrit\u00e4t und -zug\u00e4nglichkeit gew\u00e4hrleistet. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> . .\n\n# Build the application\nRUN<\/a><\/span>\"RUN\" bezeichnet einen Befehl in verschiedenen Programmiersprachen und Betriebssystemen, um ein angegebenes Programm oder Skript auszuf\u00fchren. Er initiiert Prozesse und stellt eine kontrollierte Ausf\u00fchrungsumgebung f\u00fcr die Aufgabenbereitstellung bereit. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> Node-Paketmanager laufen<\/a><\/span>\"RUN\" bezeichnet einen Befehl in verschiedenen Programmiersprachen und Betriebssystemen, um ein angegebenes Programm oder Skript auszuf\u00fchren. Er initiiert Prozesse und stellt eine kontrollierte Ausf\u00fchrungsumgebung f\u00fcr die Aufgabenbereitstellung bereit. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> bauen<\/code><\/pre>\n
Im obigen Beispiel, wenn nur der Anwendungscode ge\u00e4ndert wird, der npm install<\/code> Dieser Schritt kann zwischengespeichert werden, was Zeit spart.<\/p>\n
2. Verwenden Sie mehrstufige Builds<\/h3>\n
Multi-stage builds allow developers to create smaller final images by using multiple FROM<\/code> statements in a Dockerfile<\/a><\/span>Eine Dockerfile ist ein Skript, das eine Reihe von Anweisungen zur Automatisierung der Erstellung von Docker-Images enth\u00e4lt. Sie gibt das Basis-Image, die Anwendungsabh\u00e4ngigkeiten und die Konfiguration an und erm\u00f6glicht so eine konsistente Bereitstellung \u00fcber verschiedene Umgebungen hinweg. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>. Each stage can utilize cached layers from previous stages, reducing the overall Bild<\/a><\/span>Ein Bild ist eine visuelle Darstellung eines Objekts oder einer Szene, die typischerweise aus Pixeln in digitalen Formaten besteht. Es kann Informationen vermitteln, Emotionen hervorrufen und die Kommunikation \u00fcber verschiedene Medien hinweg erleichtern. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> size and build time. <\/p>\n
# First stage: build the application\nFROM node<\/a><\/span>Node, or Node.js, is a JavaScript runtime built on Chrome's V8 engine, enabling server-side scripting. It allows developers to build scalable network applications using asynchronous, event-driven architecture. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>:14 AS Erbauer\n\nKOPIE<\/a><\/span>COPY ist ein Befehl in der Computerprogrammierung und Datenverwaltung, der das Kopieren von Dateien oder Daten von einem Ort an einen anderen erm\u00f6glicht und dabei die Datenintegrit\u00e4t und -zug\u00e4nglichkeit gew\u00e4hrleistet. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> package*.json .\/\nRUN<\/a><\/span>\"RUN\" bezeichnet einen Befehl in verschiedenen Programmiersprachen und Betriebssystemen, um ein angegebenes Programm oder Skript auszuf\u00fchren. Er initiiert Prozesse und stellt eine kontrollierte Ausf\u00fchrungsumgebung f\u00fcr die Aufgabenbereitstellung bereit. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> npm install\nKOPIE<\/a><\/span>COPY ist ein Befehl in der Computerprogrammierung und Datenverwaltung, der das Kopieren von Dateien oder Daten von einem Ort an einen anderen erm\u00f6glicht und dabei die Datenintegrit\u00e4t und -zug\u00e4nglichkeit gew\u00e4hrleistet. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> . .\nRUN<\/a><\/span>\"RUN\" bezeichnet einen Befehl in verschiedenen Programmiersprachen und Betriebssystemen, um ein angegebenes Programm oder Skript auszuf\u00fchren. Er initiiert Prozesse und stellt eine kontrollierte Ausf\u00fchrungsumgebung f\u00fcr die Aufgabenbereitstellung bereit. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> Node-Paketmanager laufen<\/a><\/span>\"RUN\" bezeichnet einen Befehl in verschiedenen Programmiersprachen und Betriebssystemen, um ein angegebenes Programm oder Skript auszuf\u00fchren. Er initiiert Prozesse und stellt eine kontrollierte Ausf\u00fchrungsumgebung f\u00fcr die Aufgabenbereitstellung bereit. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> build\n\n# Second stage: create the final image\nFROM nginx:alpine\n\nKOPIE<\/a><\/span>COPY ist ein Befehl in der Computerprogrammierung und Datenverwaltung, der das Kopieren von Dateien oder Daten von einem Ort an einen anderen erm\u00f6glicht und dabei die Datenintegrit\u00e4t und -zug\u00e4nglichkeit gew\u00e4hrleistet. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> --from=builder \/app\/build \/usr\/share\/nginx\/html<\/code><\/pre>\n
With this approach, if the application code changes, only the build stage needs to be rebuilt, while the final Bild<\/a><\/span>Ein Bild ist eine visuelle Darstellung eines Objekts oder einer Szene, die typischerweise aus Pixeln in digitalen Formaten besteht. Es kann Informationen vermitteln, Emotionen hervorrufen und die Kommunikation \u00fcber verschiedene Medien hinweg erleichtern. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> can still benefit from the cached layers of the base Bild<\/a><\/span>Ein Bild ist eine visuelle Darstellung eines Objekts oder einer Szene, die typischerweise aus Pixeln in digitalen Formaten besteht. Es kann Informationen vermitteln, Emotionen hervorrufen und die Kommunikation \u00fcber verschiedene Medien hinweg erleichtern. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span>.<\/p>\n
3. Utilize BuildKit<\/h3>\n
Docker BuildKit introduces more advanced caching and parallel execution features. To enable BuildKit, set the environment variable DOCKER_BUILDKIT=1<\/code>. With BuildKit, developers can take advantage of features like cache import\/export, automatic layer squashing, and build secrets.<\/p>\n
4. Vermeiden unn\u00f6tige Schichten<\/h3>\n
Each command in the Dockerfile<\/a><\/span>Eine Dockerfile ist ein Skript, das eine Reihe von Anweisungen zur Automatisierung der Erstellung von Docker-Images enth\u00e4lt. Sie gibt das Basis-Image, die Anwendungsabh\u00e4ngigkeiten und die Konfiguration an und erm\u00f6glicht so eine konsistente Bereitstellung \u00fcber verschiedene Umgebungen hinweg. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> creates a new layer. By minimizing the number of commands, you can reduce the total layer count, which can improve cache performance. Grouping commands using &&<\/code> k\u00f6nnen dabei helfen, dies zu erreichen.<\/p>\n
# Instead of multiple RUN<\/a><\/span>\"RUN\" bezeichnet einen Befehl in verschiedenen Programmiersprachen und Betriebssystemen, um ein angegebenes Programm oder Skript auszuf\u00fchren. Er initiiert Prozesse und stellt eine kontrollierte Ausf\u00fchrungsumgebung f\u00fcr die Aufgabenbereitstellung bereit. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> commands\nRUN<\/a><\/span>\"RUN\" bezeichnet einen Befehl in verschiedenen Programmiersprachen und Betriebssystemen, um ein angegebenes Programm oder Skript auszuf\u00fchren. Er initiiert Prozesse und stellt eine kontrollierte Ausf\u00fchrungsumgebung f\u00fcr die Aufgabenbereitstellung bereit. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> apt-get update && apt-get install -y \n  package1 \n  package2 \n  package3<\/code><\/pre>\n
Die Reduzierung der Anzahl der Ebenen minimiert die Menge der zu zwischenspeichernden Daten und beschleunigt den Build-Prozess.<\/p>\n
5. Use --no-cache<\/code> Strategically<\/h3>\n
While caches are useful, there are times when you might want to force a rebuild. Using the --no-cache<\/code> option when building an Bild<\/a><\/span>Ein Bild ist eine visuelle Darstellung eines Objekts oder einer Szene, die typischerweise aus Pixeln in digitalen Formaten besteht. Es kann Informationen vermitteln, Emotionen hervorrufen und die Kommunikation \u00fcber verschiedene Medien hinweg erleichtern. More \u00bb<\/a><\/span><\/span><\/span><\/span><\/span> ensures that no cached layers are used. This can be helpful for debugging or ensuring that you have the latest versions of dependencies.<\/p>\n
Diagnosing Build Cache Issues<\/h2>\n
Trotz bester Bem\u00fchungen k\u00f6nnen Probleme mit dem Build-Cache auftreten. Die Diagnose dieser Probleme kann entscheidend sein, um effiziente Build-Prozesse aufrechtzuerhalten.<\/p>\n
1. Build Cache Misses<\/h3>\n
A common issue is experiencing cache misses, where Docker decides to rebuild layers that you expect to be cached. This typically happens when:<\/p>\n