Что такое слои в Docker и как они влияют на сборку образов

Слои (layers) — это фундаментальная концепция Docker, лежащая в основе сборки и хранения образов. Каждая инструкция в Dockerfile (например, FROM, RUN, COPY) создает новый, неизменяемый (immutable) слой поверх предыдущего.

Такая архитектура обеспечивает высокую эффективность за счет:

• Кеширования: Если инструкция и ее контекст (например, файлы для COPY) не изменились, Docker переиспользует существующий слой из кеша, что значительно ускоряет повторные сборки.
• Экономии места: Разные образы могут использовать общие базовые слои (например, ubuntu:20.04), избегая дублирования данных на диске.

Механизм Copy-on-Write (CoW):

При запуске контейнера поверх слоев образа добавляется тонкий записываемый слой (writable layer). Все изменения, происходящие в контейнере (создание, изменение, удаление файлов), записываются только в этот слой. Исходные слои образа при этом остаются неизменными.

Пример Dockerfile и его слои:

# 1. Базовый слой с ОС и Python
FROM python:3.9-slim

# 2. Слой с рабочей директорией
WORKDIR /app

# 3. Слой с зависимостями (кешируется, если requirements.txt не менялся)
COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

# 4. Слой с кодом приложения (меняется часто)
COPY . .

CMD ["python", "main.py"]

Best Practices:

• Порядок инструкций: Располагайте инструкции, которые меняются редко (установка зависимостей), как можно выше в Dockerfile для максимального использования кеша.

• Минимизация слоев: Объединяйте связанные команды RUN с помощью &&, чтобы уменьшить количество слоев и итоговый размер образа.

  # Плохо: 3 слоя
  RUN apt-get update
  RUN apt-get install -y curl
  RUN rm -rf /var/lib/apt/lists/*
  
  # Хорошо: 1 слой
  RUN apt-get update && 
    apt-get install -y curl && 
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*