构建 Dockerfile 时导致缓存失效的原因是什么？

Question

我一直在阅读文档Best practices for writing Dockerfiles。我遇到了一些小错误（恕我直言），进一步阅读后含义很清楚：

在 RUN 语句中单独使用 apt-get update 会导致缓存问题 以及随后的 apt-get 安装说明失败。

我想知道为什么会失败。后来解释了他们所说的“失败”：

因为 apt-get update 没有运行，你的构建可能会得到 curl 和 nginx 软件包的过时版本。

但是，对于以下内容，我仍然无法理解“如果不是，则缓存无效。”的含义：

从已经在缓存中的父图像开始，下一个 将指令与从该指令派生的所有子图像进行比较 基本图像以查看其中一个是否是使用完全相同的 操作说明。如果不是，则缓存失效。

在一些关于 SO 的答案中提到了这部分，例如How does Docker know when to use the cache during a build and when not? 总的来说，缓存失效的概念对我来说很清楚，我读过以下内容：

When does Docker image cache invalidation occur? Which algorithm Docker uses for invalidate cache?

但是“如果不是”是什么意思呢？起初我确信这句话的意思是如果没有找到这样的图像。那将是矫枉过正 - 使缓存无效，这可能在以后对其他构建有用。实际上，如果我在下面尝试时没有找到图像，它不会失效：

$ docker build -t alpine:test1 - <<HITTT
> FROM apline
> RUN echo "test1"
> RUN echo "test1-2"
> HITTT
Sending build context to Docker daemon  3.072kB
Step 1/3 : FROM apline
pull access denied for apline, repository does not exist or may require 'docker login': denied: requested access to the resource is denied
(base) nb0408:docker a.martianov$ docker build -t alpine:test1 - <<HITTT
> FROM alpine
> RUN echo "test1"
> RUN echo "test1-2"
> HITTT
Sending build context to Docker daemon  3.072kB
Step 1/3 : FROM alpine
 ---> 965ea09ff2eb
Step 2/3 : RUN echo "test1"
 ---> Running in 928453d33c7c
test1
Removing intermediate container 928453d33c7c
 ---> 0e93df31058d
Step 3/3 : RUN echo "test1-2"
 ---> Running in b068bbaf8a75
test1-2
Removing intermediate container b068bbaf8a75
 ---> daeaef910f21
Successfully built daeaef910f21
Successfully tagged alpine:test1

$ docker build -t alpine:test1-1 - <<HITTT
> FROM alpine
> RUN echo "test1"
> RUN echo "test1-3"
> HITTT
Sending build context to Docker daemon  3.072kB
Step 1/3 : FROM alpine
 ---> 965ea09ff2eb
Step 2/3 : RUN echo "test1"
 ---> Using cache
 ---> 0e93df31058d
Step 3/3 : RUN echo "test1-3"
 ---> Running in 74aa60a78ae1
test1-3
Removing intermediate container 74aa60a78ae1
 ---> 266bcc6933a8
Successfully built 266bcc6933a8
Successfully tagged alpine:test1-1

$ docker build -t alpine:test1-2 - <<HITTT
> FROM alpine
> RUN "test2"
> RUN 
(base) nb0408:docker a.martianov$ docker build -t alpine:test2 - <<HITTT
> FROM alpine
> RUN echo "test2"
> RUN echo "test1-3"
> HITTT
Sending build context to Docker daemon  3.072kB
Step 1/3 : FROM alpine
 ---> 965ea09ff2eb
Step 2/3 : RUN echo "test2"
 ---> Running in 1a058ddf901c
test2
Removing intermediate container 1a058ddf901c
 ---> cdc31ac27a45
Step 3/3 : RUN echo "test1-3"
 ---> Running in 96ddd5b0f3bf
test1-3
Removing intermediate container 96ddd5b0f3bf
 ---> 7d8b901f3939
Successfully built 7d8b901f3939
Successfully tagged alpine:test2

$ docker build -t alpine:test1-3 - <<HITTT
> FROM alpine
> RUN echo "test1"
> RUN echo "test1-3"
> HITTT
Sending build context to Docker daemon  3.072kB
Step 1/3 : FROM alpine
 ---> 965ea09ff2eb
Step 2/3 : RUN echo "test1"
 ---> Using cache
 ---> 0e93df31058d
Step 3/3 : RUN echo "test1-3"
 ---> Using cache
 ---> 266bcc6933a8
Successfully built 266bcc6933a8
Successfully tagged alpine:test1-3

缓存再次用于上次构建。 docs 中的“如果不是”是什么意思？

Answer 1

让我们专注于您的原始问题（关于apt-get update），以使事情变得更容易。以下示例不基于任何最佳实践。它只是说明了您试图理解的观点。

假设你有以下 Dockerfile：

FROM ubuntu:18.04

RUN apt-get update
RUN apt-get install -y nginx

您使用docker build -t myimage:latest . 构建第一个图像

会发生什么：

• ubuntu 镜像如果不存在则拉取
• 创建并缓存一个层以运行apt-get update
• 创建一个层并缓存运行apt install -y nginx

现在假设您将 Docker 文件修改为

FROM ubuntu:18.04

RUN apt-get update
RUN apt-get install -y nginx openssl

然后您使用与以前相同的命令再次运行构建。会发生什么：

• 本地已经有一个ubuntu镜像所以不会被拉取（除非你用--pull强制）
• 已经使用命令apt-get update 针对现有本地图像创建了一个图层，因此它使用缓存的图像
• 下一个命令已更改，因此创建了一个新层来安装nginx 和 openssl。由于 apt 数据库是在上一层创建并从缓存中获取的，因此如果此后发布了新的 nginx 和/或 openssl 版本，您将看不到它们，您将安装过时的。

这是否有助于您掌握缓存层的概念？

在这个特定的例子中，最好的处理是在一个层中完成所有事情，确保你自己清理：

FROM ubuntu:18.04

RUN apt-get update  \
    && apt-get install -y nginx openssl \
    && apt-get clean \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

Answer 2

这句话的措辞会更好：

如果没有，则缓存未命中，并且缓存不用于此构建步骤以及 Dockerfile 的此阶段的任何后续构建步骤。

这有点冗长，因为多阶段 Dockerfile 可能无法在一个阶段找到缓存匹配，然后在另一个阶段找到匹配。不同的构建都可以使用缓存。对于特定的构建过程，缓存“无效”，缓存本身不会从 docker 主机中删除，并且它继续可用于未来的构建。