etc-Dockerfile-layer

도커는 이미지를 만들 때 여러 개의 계층(layer)을 가진 다수의 스냅샷으로 나누어 저장한다. 이는 여러 이미지 파일들을 관리할 때 중복되는 영역을 하나의 레이어를 통해 관리하여 공간/시간적 효율을 얻는 장점이 있다.

즉, 도커는 Dockerfile을 읽어들여, 파일 시스템에 변화를 주는 커맨드마다 새로운 이미지 레이어를 만든다. 이것으로 중복되는 레이어를 다시 다운로드 받을 필요가 없어져 이미지의 다운로드 시간을 절약한다.

docker-image-layer

특정 이미지에 대한 inspect 로 layer 확인하기

docker image inspect node-local:1.0

결과는 아래와 같으며, RootFS를 확인하여 해당 이미지가 9개의 레이어로 구성되어있음을 볼 수 있다.

[
    {
        "Id": "sha256:d2b1b719a1f60fbe9cb436a112117d517423bab19764c55cc0e61258fd1d7f31",
        "RepoTags": [
            "node-local:0.1"
        ],
        ...
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:b09314aec293bcd9a8ee5e643539437b3846f9e5e55f79e282e5f67e3026de5e",
                "sha256:41becf86c7a23a890f2b72907619a62f1cec8523cfd6cd888b991d9c2459b5af",
                "sha256:4a376e76c5414adb4255663cd8d7c4f6c27df8036a6559a4e155889c0fddfdc1",
                "sha256:a636c9c56d21c54aadde0308b86a504b93598ce159c2800dc7bff428f037540e",
                "sha256:da23e30e92e9b53cdd2ab7b0a6e4891c2ad3f35c9ebb2c9289e4574afdabb225",
                "sha256:32605136cc29f06e42d37cd31ddd7bc8c7c8c9543fdf6045cbf765f7d0addd38",
                "sha256:6fc3c304e8f9abd83e399c8af09b9154e1a4a0b7a50fd34881c2fd9f29e7ad99",
                "sha256:7fd12f2647fc8c298469ca22bae9615e3094bc6859df9e4eb72b64b912804297",
                "sha256:7d603fc35fe21540db1112f38d891984fe6617bab14ab93f51549abe5e38ecb4"
            ]
        },
        "Metadata": {
            "LastTagTime": "2024-05-16T01:03:16.298319883Z"
        }
    }
]

Layer 를 생성하고 생성하지 않는 syntax

• RUN, COPY, ADD, WORKDIR, USER

• ENV, LABEL, ARG, EXPOSE

RUN: 새로운 레이어를 생성하고 그 안에서 명령을 실행

• 따라서 &&로 여러개의 명령어를 이어서 하나의 레이어가 생성되도록 한다.

• 예시: RUN apt-get update && apt-get install -y python

COPY: 새로운 파일 또는 디렉토리를 추가하고 새로운 레이어를 생성한다.

ADD: COPY와 유사하게 새로운 파일 또늗 디렉토리를 추가하고 레이어를 생성한다.

USER: 새로운 사용자를 설정하고 레이어를 생성한다. 해당 사용자의 UID와 GID가 새로운 레이어에 반영.

만약 Dockerfile의 RUN, ADD, COPY, WORKDIR 과 같은 명령문이 수정되면, 기존 캐시가 무효화 되고, 새로운 레이어를 생성한다.

Cached layers 와 Dockerfile 명령어 순서

• 이미지 빌드를 실행하면 이전 빌드의 레이어를 재사용하려고 시도한다.

• 이미지의 레이어가 변경되지 않은 경우, 빌더는 빌드 캐시에서 레이어를 가져온다.

• 마지막 빌드 이후 레이어가 변경된 경우 해당 레이어와 그 뒤에 있는 모든 레이어를 다시 빌드한다.

docker-image-layer

위의 이미지에서 보듯이 Dockerfile은 모든 프로젝트 파일을 컨테이너에 복사(COPY . .) 한 다음, 다음 단계에서 애플리케이션 종속성을 다운로드(RUN go mod download) 한다.

• 프로젝트의 파일을 변경하면, COPY 레이어에 대한 캐시가 무효화 된다.

• 또한, 그 뒤에 오는 모든 레이어에 대한 캐시도 무효화된다.

여기서 도커파일 지침의 순서 때문에 빌더는 패키지가 변경되지 않았음에도 Go 모듈을 다시 다운로드해야 한다.

Dockerfile 지침 순서를 변경하여 이러한 중복을 방지할 수 있다.

소스 코드가 컨테이너에 복사되기 전에 종속성 다운로드 및 설치가 이루어지도록 순서를 변경한다. 이렇게 하면, 소스 코드를 변경할 때에도 빌더가 캐시에서 종속성 레이어를 재사용할 수 있다.

Go의 경우 go.mod 와 go.sum이라는 두 개의 파일을 사용하는데, 이는 node의 package.json 과 package-lock.json 과 같다.

순서를 아래와 같이 변경한다.

• COPY go.mod go.sum . 를 먼저 배치하고 RUN을 통해 종속성을 설치한다.

• 그 후에 COPY . . 명령어로 소스 코드를 복사한다.

FROM golang:1.21-alpine

WORKDIR /src

COPY go.mod go.sum .

RUN go mod download

COPY . .

RUN go build -o /bin/client ./cmd/client
RUN go build -o /bin/server ./cmd/server

ENTRYPOINT [ "/bin/server" ]

이제 소스 코드를 편집하면 이미지를 빌드할 때 빌더가 매번 종속성을 다운로드하지 않는다.

docker-image-layer

참고 문서

• Layers

• Docker build cache

• Dockerfile best practices

• Best practices to containerize Node.js web applications with Docker