极兔一面：Dockerfile如何优化？注意：千万不要只说减少层数

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说在前面

在40岁老架构师尼恩的读者交流群(50+)中，面试题是一个非常、非常高频的交流话题。

最近，有小伙伴面试极兔时，遇到一个面试题：

如果优化 Dockerfile？

小伙伴没有回答好，只是提到了减少镜像层数。

一般来说，面试的小伙伴，大部分都会说

使用更小的基础镜像，比如 alpine.
减少镜像层数，比如使用 && 符号将命令链接起来。
给基础镜像打上 安全补丁。

但这些，其实都是单点的优化。优化 Dockerfile 的核心是 合理分层、构建一个精良的基础镜像。

这里尼恩给大家做一下系统化、体系化的梳理，使得大家可以充分展示一下大家雄厚的 “技术肌肉”，让面试官爱到 “不能自已、口水直流”。

也一并把这个题目以及参考答案，收入咱们的《尼恩Java面试宝典》V46版本，供后面的小伙伴参考，提升大家的 3高架构、设计、开发水平。

注：本文以 PDF 持续更新，最新尼恩架构笔记、面试题的PDF文件，请从这里获取：语雀或者码云

为什么要优化镜像

首先，回到起点。为啥要优化镜像？优化镜像的好处是：

一个小镜像有什么好处: 分发更快，存储更少，加载更快。
镜像臃肿带来了什么问题: 存储过多，分发更慢且浪费带宽更多。

镜像的构成

其次，来看看镜像的构成。从两个维度来看：

俯瞰镜像: 就是一个删减版的操作系统。
侧看镜像: 由一层层的 layer 堆叠而成

那么问题来了

应该如何优化镜像？

举个例子 docker build

Dockerfile v1

# v1
FROM nginx:1.15-alpine
RUN echo "hello"
RUN echo "demo best practise"
ENTRYPOINT [ "/bin/sh" ]

Dockerfile v2

# v2
FROM nginx:1.15-alpine
RUN echo "hello"
RUN echo "demo best practise"
ENTRYPOINT [ "/bin/sh" ]

1st build

全新构建

# docker build -t demo:0.0.1 .                          
Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/4 : FROM nginx:1.15-alpine
 ---> 9a2868cac230
Step 2/4 : RUN echo "hello"
 ---> Running in d301b4b3ed55
hello
Removing intermediate container d301b4b3ed55
 ---> 6dd2a7773bbc
Step 3/4 : RUN echo "demo best practise"
 ---> Running in e3084037668e
demo best practise
Removing intermediate container e3084037668e
 ---> 4588ecf9837a
Step 4/4 : ENTRYPOINT [ "/bin/sh" ]
 ---> Running in d63f460347ff
Removing intermediate container d63f460347ff
 ---> 77b52d828f21
Successfully built 77b52d828f21
Successfully tagged demo:0.0.1

2nd build

Dockerfile 与 1st build 完全一致，命令仅修改 build tag , 从 0.0.1 到 0.0.2

# docker build -t demo:0.0.2 .
Sending build context to Docker daemon  4.096kB
Step 1/4 : FROM nginx:1.15-alpine
 ---> 9a2868cac230
Step 2/4 : RUN echo "hello"
 ---> Using cache
 ---> 6dd2a7773bbc
Step 3/4 : RUN echo "demo best practise"
 ---> Using cache
 ---> 4588ecf9837a
Step 4/4 : ENTRYPOINT [ "/bin/sh" ]
 ---> Using cache
 ---> 77b52d828f21
Successfully built 77b52d828f21
Successfully tagged demo:0.0.2

可以看到，

每层 layer 都使用 cache ( ---> Using cache) ，并未重新构建。
我们可以通过 docker image ls |grep demo 看到， demo:0.0.1 与 demo:0.0.2 的 layer hash 是相同。

所以从根本上来说，这两个镜像就是同一个镜像，虽然都是 build 出来的。

3rd build

这次，我们将Dockerfile 02的第三层 RUN echo "demo best practise" 变更为 RUN echo "demo best practise 02"

docker build -t demo:0.0.3 .
Sending build context to Docker daemon  4.608kB
Step 1/4 : FROM nginx:1.15-alpine
 ---> 9a2868cac230
Step 2/4 : RUN echo "hello"
 ---> Using cache
 ---> 6dd2a7773bbc
Step 3/4 : RUN echo "demo best practise 02"
 ---> Running in c55f94e217bd
demo best practise 02
Removing intermediate container c55f94e217bd
 ---> 46992ea04f49
Step 4/4 : ENTRYPOINT [ "/bin/sh" ]
 ---> Running in f176830cf445
Removing intermediate container f176830cf445
 ---> 2e2043b7f3cb
Successfully built 2e2043b7f3cb
Successfully tagged demo:0.0.3

可以看到，

第二层仍然使用 cache
但是第三层已经生成了新的 hash 了
虽然第四层的操作没有变更，但是由于上层的镜像已经变化了，所以第四层本身也发生了变化。

注意: 每层在 build 的时候都是依赖于上册 ---> Running in f176830cf445。

4th build

第四次构建，这次使用 --no-cache 不使用缓存，模拟在另一台电脑上进行 build 。

# docker build -t demo:0.0.4 --no-cache .  
Sending build context to Docker daemon  5.632kB
Step 1/4 : FROM nginx:1.15-alpine
 ---> 9a2868cac230
Step 2/4 : RUN echo "hello"
 ---> Running in 7ecbed95c4cd
hello
Removing intermediate container 7ecbed95c4cd
 ---> a1c998781f2e
Step 3/4 : RUN echo "demo best practise 02"
 ---> Running in e90dae9440c2
demo best practise 02
Removing intermediate container e90dae9440c2
 ---> 09bf3b4238b8
Step 4/4 : ENTRYPOINT [ "/bin/sh" ]
 ---> Running in 2ec19670cb14
Removing intermediate container 2ec19670cb14
 ---> 9a552fa08f73
Successfully built 9a552fa08f73
Successfully tagged demo:0.0.4

可以看到，