docker--build cache机制与数据持久化

build cache

为了理解镜像构建过程中的build cache机制，需要先搭建一个测试环境。

搭建测试环境

在/root/cache 目录下新建hello.log文件

在/root/cache 目录下新建Dockerfile文件，内容如下：

FROM centos:7
LABEL auth="TOM"
COPY hello.log /var/log
RUN yum -y install vim
CMD /bin/bash

第一次构建镜像
```
docker build -t test:1.0
```

镜像的生成过程

Docker镜像的构建过程，大量应用了镜像间的父子关系。即下层镜像作为上层镜像的父镜像，下层镜像是上层镜像的输入。上层镜像是在下层镜像的基础上变化而来。

上面的镜像构建过程具体如下：

FROM centos：7

该语句不会产生新的镜像层，他使用指定的镜像作为基础镜像。
LABEL auth="Tom"

LABEL指令仅修改上一步提取出的镜像json文件内容，在json中添加LABEL auth=“TOM”，不更新镜像文件系统。

会生成一个新的镜像层，只不过该镜像层中只记录json文件内容变化。
COPY hello.log /var/log

生成新的镜像层文件系统。产生了新的镜像层。
RUN yum -y install vim

RUN指令本身不会改变镜像层文件系统大小，但是RUN 的是yum install,会下载并安装一个工具，也就改变了镜像层文件系统大小，所以会产生新的镜像层。
CMD /bin/bash

CMD 或ENTRYPOINT 不会改变镜像层文件系统大小，但是会将指令写入到json文件中，改变json文件大小。所以json文件的镜像id也变了，产生了新的镜像层。

修改Dockerfile后重新构建

修改Dockerfile

FROM centos:7
LABEL auth="TOM"
COPY hello.log /var/log
RUN yum -y install vim
CMD /bin/bash
EXPOSE 9000

构建新镜像

此时构建过程中发现很多using cache，这就是使用了build cache。

查看这两个镜像的 docker history，发现除了新加的指令EXPOSE镜像层外，其他层完全相同。这就是test:2.0在构建时复用了test:1.0的镜像层。

build cache 机制

构建镜像时，当发现新构建的镜像层与本地已存在的镜像层重复时，默认会复用本地的镜像层，这种机制称为build cache。

该机制加快了镜像的构建过程，节省空间。

docker build cache 不是占用内存的cache，而是磁盘中对镜像层的检索、复用机制，无论是关闭Docker引擎，还是重启Docker 宿主机，只要本地有镜像层，就会复用。

build cache 失效情况

Dockerfile 文件发生变化

当Dockerfile文件中某个指令内容发生变化，那么变化的这个指令层开始所有的镜像层cache全部失效。

镜像关系本质上是一种树状关系，只要上层节点变了，那么下层节点也就全部变化了。
ADD或COPY指令内容变化

Dockerfile文件内容没变化，但是ADD或COPY指令所复制的文件内容变化了，也会导致build cache失效。
RUN指令外部依赖变化

Dockerfile文件内容没变化，但是RUN命令外部依赖变了，比如要安装的VIM软件源变了（版本变化、下载地址变化等。）
指定不使用build cache

通过指定--no-cache 选择不使用build cache
```
docker build --no-cache -t test:11.0
```

数据持久化

在容器层的UnionFS（联合文件系统）中对文件/目录的任何修改，在容器丢失或被删除后，这些修改将全部丢失。若要保存这些修改，一般有两种方式：

定制镜像持久化：将这个修改过的容器生成一个新镜像。
数据卷持久化：将这些修改通过数据卷同步到宿主机。

定制镜像持久化

以分离模式运行tomcat容器
```
docker run --name mytom -dp 8081:8080 tomcat:10.0
```
此时浏览器无法访问到tomcat页面，因为webapps目录是空的。

进入容器后删除目录

docker exec -it mytom /bin/bash
# 删除webapps
rm -rf webapps
# 将webapps.list 重命名为webapps
mv webapps.list webapps

此时浏览器就能访问了。

容器生成镜像

docker commit -m="modify webapps" -a="jerry" mytom tomcat10:own

此时的新镜像就永久保存了我们的修改。这种方式不适合变更频繁的场景。

数据卷持久化

DOcker提供了三种实时同步（宿主机与容器间数据同步）方式：

数据卷
Bind mounts（绑定挂载）
tmpfs（临时文件系统）

数据卷介绍

数据卷是宿主机中的一个特殊的文件/目录,这个文件/目录与容器中的另一个文件/目录进行了关联，在任何一端对文件/目录进行写操作，另一端都会同时改变。

宿主机中的这个文件/目录称为数据卷；容器中的这个关联文件/目录称为数据卷在该容器中的挂载点。

数据卷完全独立于容器的生命周期，属于宿主机文件系统，当容器被删除时，不会删除其挂载的数据卷。

数据卷特性

数据卷在容器启动时初始化，如果容器启动后容器本身包含了数据，那么数据在容器启动后直接出现在数据卷中，反之依然
可以对数据卷或挂载点的内容直接修改，修改后另一端可立即生效
数据卷一直存在，即使容器被删除
数据卷可以在容器之间共享和复用

创建读写数据卷

读写数据卷指容器对挂载点有读写权限。

数据卷是在启动容器时指定，语法格式为：

docker run -it -v /宿主机目录绝对路径:/容器内目录绝对路径 镜像

如果指定的目录不存在会自动创建。比如：

# 创建数据卷
docker run --name myubuntu -it -v /root/host_mount:/opt/uc_mount ubuntu:latest /bin/bash
# 在宿主机数据卷创建一个新文件,在容器中就可以看到了
echo "host created file" > hello.log

即使容器停止，数据仍会保存，当容器重启后，再进入容器就可以查看。

# 退出容器
exit
# 重启容器
docker start myubuntu
# 进入容器
docker exec -it myubuntu /bin/bash
# 查看挂载点
cat /opt/uc_mount/hello.log

查看数据卷详情命令：docker inspect 【容器】

创建只读数据卷

只读数据卷指的是容器对挂载点只读，宿主机对数据卷始终是读写。

这样是为了防止容器在运行过程中对文件进行修改。命令如下：

docker run -it -v /宿主机目录绝对路径:/容器内目录绝对路径:ro 镜像
# 实例如下：
# 创建数据卷
docker run --name myubuntu -it -v /root/host_mount:/opt/uc_mount:ro ubuntu:latest /bin/bash

数据卷共享

当一个容器和另一个容器使用相同的数据卷时，这两个容器就实现了“数据卷共享”。

当一个容器C启动时创建并挂载了数据卷，而其他容器也要共享这个数据卷，那么这些容器只需要在docker run时通过--volumes-from[容器C] 选项就能实现数据卷共享。此时容器C称为数据卷容器。

加入数据卷容器的名称为myubuntu。那么另一个容器创建如下：

docker run --name myubuntu2 --volumes-from myubuntu -it ubuntu:latest /bin/bash

此时就完成了两个容器的数据卷共享。

Dockerfile 持久化

Dockerfile 持久化是通过VOLUME指令指定数据卷的方式实现持久化。

VOLUME 指令可以在容器中创建数据卷的挂载点。其参数可以是字符串数组，或者使用空格隔开。

比如：VOLUME ["/var/www","/etc/apache"] 或 VOLUME /var/www /etc/apache

实现持久化

创建一个Dockerfile,这个容器有2个挂载点：/opt/xxx 和 /opt/ooo
```
FROM centos:7
VOLUME /opt/xxx /opt/ooo
CMD /bin/bash
```
然后构建镜像
```
docker build -t volscon .
```
运行镜像
```
docker run --name myvols -it volscon
```
查看数据卷详情

两种数据卷持久化方式区别：

docker run -v 与Dockerfile 的 VOLUME 指令方式指定数据卷的区别：

docker run -v 针对已存在的容器；而VOLUME 指令针对准备创建的镜像。
docker run -v 可以指定宿主机的数据卷目录；而VOLUME 指令无法指定数据卷目录。

posted @ 2026-06-01 16:04 NE_STOP 阅读(24) 评论(0) 收藏举报

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