Docker - イメージレイヤーとキャッシング

こんにちは、Dockerに興味を持つ皆さん！あなたと一緒に、Dockerのイメージレイヤーとキャッシングの魅力的な世界を探求する旅に出発することを嬉しく思います。多年間の経験を持つ、あなたの近所の親切なコンピュータ教師として、この冒険をできるだけエキサイティングで理解しやすいものにする約束します。シートベルトを締めて、一緒に潜りましょう！

Docker - Layers

Docker イメージレイヤーの構成要素

サンドイッチを作ることを想像してください。追加するそれぞれの材料がDockerイメージのレイヤーに対応します。これを分解してみましょう：

ベースレイヤー: これはパンで、イメージの基盤です。
追加レイヤー: これらはフィリングで、チーズ、レタス、トマトなどです。
トップレイヤー: ここでは変更を加えることができます。例えば、マスタードを追加します。

Dockerの用語では、Dockerfileの各命令は新しいレイヤーを作成します。以下は簡単な例です：

FROM ubuntu:20.04
RUN apt-get update && apt-get install -y python3
COPY ./app /app
CMD ["python3", "/app/app.py"]

それぞれのレイヤーを説明しましょう：

FROM ubuntu:20.04: これはベースレイヤーで、サンドイッチのパンに対応します。
RUN apt-get update && apt-get install -y python3: これでイメージにPythonを追加し、チーズに対応します。
COPY ./app /app: これでアプリケーションをイメージにコピーし、レタスに対応します。
CMD ["python3", "/app/app.py"]: これはDockerがアプリケーションをどのように実行するかを指示し、マスタードの最終的なトッチに対応します。

Docker イメージのキャッシュレイヤーとは？

キャッシュレイヤーはDockerが「この前もこれを作ったよ！」と言う方法です。サンドイッチの記憶力を持つようなものです。イメージを構築すると、Dockerは各レイヤーを保存します。再び構築する際にレイヤーが変更されていない場合、Dockerはキャッシュされたバージョンを使用して再構築せずにキャッシュを使用します。

キャッシュレイヤーはどのように機能する？

キャッシュの動作を見てみましょう：

最初の構築:
```
docker build -t myapp:v1 .
```
これはすべてのレイヤーをから scratch で構築します。
二回目の構築（変更なし）:
```
docker build -t myapp:v2 .
```
Dockerはすべてのキャッシュされたレイヤーを使用し、即座に完了します！
三回目の構築（変更あり）:
```
FROM ubuntu:20.04
RUN apt-get update && apt-get install -y python3
COPY ./app /app
RUN pip install requests  # 新しい行！
CMD ["python3", "/app/app.py"]
```
Dockerは変更があるまでのキャッシュされたレイヤーを使用し、その後のレイヤーを構築します。

キャッシュレイヤーの利点

スピード: キャッシュされたレイヤーを使用すると構築が速くなります。
効率性: 繰り返しの構築ではCPUとネットワークの使用が減ります。
一貫性: キャッシュされたレイヤーは同一の環境を確保します。

これはサンドイッチの材料を előre 処理することと似ています - 時間を節約し、一貫性を確保します！

キャッシュレイヤーの制限と考慮事項

キャッシュレイヤーは素晴らしいですが、完璧ではありません：

キャッシュの無効化: レイヤーを変更すると、その後のすべてのレイヤーが無効になります。
レイヤーのサイズ: 大きなレイヤーは構築とプッシュを遅くすることができます。
セキュリティ: キャッシュされたレイヤーには古いパッケージが含まれている可能性があります。

これをサンドイッチに例えると、パンを変更した場合、他の材料も調整する必要があるかもしれません！

Dockerfileでレイヤーキャッシュを最大化する tip

キャッシュを最大限に活用するためのプロ tip を見てみましょう：

Tip	例	説明
並び順が重要	`COPY requirements.txt .` `RUN pip install -r requirements.txt` `COPY . .`	依存関係をまずコピーし、インストールし、コードをコピーします。このようにすることで、コードを変更しても依存関係レイヤーが無効にはなりません。
マルチステージビルドを使用	`FROM node:14 AS build` `WORKDIR /app` `COPY package.json .` `RUN npm install` `COPY . .` `RUN npm run build` `FROM nginx` `COPY --from=build /app/dist /usr/share/nginx/html`	一つのステージでビルドし、最終イメージに必要なものだけをコピーします。最終イメージのサイズを減らし、キャッシュを改善します。
コマンドを結合	`RUN apt-get update && \` `apt-get install -y python3 && \` `apt-get clean`	コマンドを結合することでレイヤーを減らし、クリーンアップを同じレイヤーで行います。

Dockerfileを最適化することは、サンドイッチ作りの技術を完璧にすることと同じです - 練習が必要ですが、結果は価値があります！

結論

おめでとうございます！あなたはDockerのイメージレイヤーとキャッシュの世界に深く潜り込んだばかりです。レイヤーはDockerのサンドイッチの材料であり、キャッシュは次回のサンドイッチ作りをより速くするDockerの記憶力です。

レイヤーとキャッシュの使用を理解し最適化することで、すぐにプロのようにDockerイメージを構築しデプロイすることができます。実験を続け、学び続け、そして最も重要なのは、Dockerを楽しむことです！

よくある質問

Q: Dockerのビルドキャッシュを手動でクリアすることはできますか？ A: はい！docker builder pruneを使用してビルドキャッシュをクリアします。
Q: Dockerイメージはいくつのレイヤーを持つことができますか？ A: 正式な制限はありませんが、パフォーマンスのために100以下にするのが良いです。
Q: レイヤーの内容を変更しても命令が変更されていない場合、キャッシュが無効になりますか？ A: はい、レイヤーの内容の小さな変更でもそのレイヤーとその後のレイヤーのキャッシュが無効になります。
Q: ローカルのビルドキャッシュを他の人と共有することはできますか？ A: 直接はできませんが、イメージをレジストリにプッシュして、他の人もキャッシュ源として使用できます。
Q: Dockerイメージのレイヤーを見る方法はありますか？ A: docker history <image-name>コマンドを使用して、レイヤーとそのサイズを見ることができます。

Dockerのレイヤーとキャッシュをマスターすることは、サンドイッチアーティストになることと同じです - 時間がかかりますが、すぐに素晴らしい作品を簡単に作成できるようになります！ハッピードックリング！

Credits: Image by storyset