Docker多阶段构建提速：GitLab CI中如何拉取旧镜像优化缓存？

完全可以通过Docker的--cache-from参数实现这个需求，利用容器仓库中已有的上一版本镜像作为构建缓存，大幅缩短多阶段构建的耗时。

核心原理 #

Docker的docker build命令支持通过--cache-from指定一个或多个远程镜像作为缓存源，构建过程中会检查这些镜像的层是否和当前构建的层匹配，匹配上的话就直接复用，不用重新执行对应阶段的构建步骤。

具体实现步骤 #

1. 预拉取缓存镜像：在构建新镜像前，先尝试拉取仓库中已有的最新镜像，即使拉取失败（比如首次构建）也不中断流水线。
2. 构建时指定缓存源：执行构建命令时，通过--cache-from参数指定刚才拉取的镜像，让Docker复用其中的层。
3. 推送新镜像作为下一次缓存：构建完成后，将新镜像推送到仓库，作为下一次构建的缓存源。

GitLab CI示例配置 #

build-and-push-image:
  stage: build
  image: docker:latest
  services:
    - docker:dind
  script:
    # 登录容器仓库（GitLab Registry可通过内置变量自动认证）
    - docker login -u $CI_REGISTRY_USER -p $CI_REGISTRY_PASSWORD $CI_REGISTRY
    # 尝试拉取最新镜像作为缓存，拉取不到不报错
    - docker pull $CI_REGISTRY_IMAGE:latest || true
    # 多阶段构建，指定缓存源为拉取的最新镜像
    - docker build 
        --cache-from $CI_REGISTRY_IMAGE:latest 
        -t $CI_REGISTRY_IMAGE:latest 
        -t $CI_REGISTRY_IMAGE:$CI_COMMIT_SHORT_SHA .
    # 推送新镜像到仓库
    - docker push $CI_REGISTRY_IMAGE:latest
    - docker push $CI_REGISTRY_IMAGE:$CI_COMMIT_SHORT_SHA

进阶优化：多阶段精细化缓存 #

如果你的Dockerfile分为多个独立阶段（比如编译阶段、运行时阶段），可以给每个阶段单独打标签推送，构建时分别指定缓存源，进一步提升缓存复用效率：

假设你的Dockerfile是这样的：

# 编译阶段
FROM node:20 as builder
WORKDIR /app
COPY package*.json ./
RUN npm install
COPY . .
RUN npm run build

# 运行时阶段
FROM nginx:alpine as runtime
COPY --from=builder /app/dist /usr/share/nginx/html

对应的CI脚本可以调整为：

script:
    - docker login -u $CI_REGISTRY_USER -p $CI_REGISTRY_PASSWORD $CI_REGISTRY
    # 拉取编译阶段和运行时阶段的缓存镜像
    - docker pull $CI_REGISTRY_IMAGE:builder || true
    - docker pull $CI_REGISTRY_IMAGE:latest || true
    # 先构建并推送编译阶段镜像
    - docker build 
        --cache-from $CI_REGISTRY_IMAGE:builder 
        --target builder 
        -t $CI_REGISTRY_IMAGE:builder .
    - docker push $CI_REGISTRY_IMAGE:builder
    # 构建运行时镜像，同时复用编译阶段和旧运行时镜像的缓存
    - docker build 
        --cache-from $CI_REGISTRY_IMAGE:builder 
        --cache-from $CI_REGISTRY_IMAGE:latest 
        -t $CI_REGISTRY_IMAGE:latest .
    - docker push $CI_REGISTRY_IMAGE:latest

注意事项 #

• 确保GitLab CI Runner拥有容器仓库的拉取和推送权限，使用GitLab Registry时可直接利用CI_REGISTRY_USER、CI_REGISTRY_PASSWORD等内置变量完成认证。
• 如果构建过程中有一些非Docker层的依赖（比如npm包、Go模块），可以配合GitLab CI的cache机制缓存这些依赖，和Docker镜像缓存形成互补。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者confusedandsad