Docker image layer와 빌드 캐싱은 어떻게 작동합니까?

Question

Accepted Answer

Docker image는 **layer**로 빌드됩니다 — 각 Dockerfile 명령이 layer를 생성하며, Docker는 재빌드 속도를 높이기 위해 layer를 **캐시**합니다. layer와 캐싱을 이해하는 것은 빠르게 빌드되고 더 작은 image를 생성하는 효율적인 Dockerfile을 작성하는 데 핵심입니다.

## layer — 각 명령이 layer를 추가

```text
각 Dockerfile 명령(FROM, RUN, COPY 등)이 읽기 전용 LAYER를 생성함:
  → layer가 쌓여 image를 형성; layer는 image 간에 캐시되고 공유됨
  → layer가 변경되지 않으면 Docker는 캐시된 layer를 재사용(재빌드를 건너뜀)
→ layer 캐싱은 재빌드를 빠르게 만듦 — 변경된 layer(와 그 이후의 것들)만 재빌드됨.
```

## 캐싱 규칙(순서가 중요함)

```text
Docker는 layer를 순서대로 캐시함. 명령의 입력이 변경되면, 그 layer와
그 이후의 모든 layer가 재빌드됨(그 지점부터 아래로 캐시 무효화).
→ 안정적인 것은 일찍, 자주 변경되는 것은 늦게 Dockerfile에 배치할 것.
```

## 고전적 최적화: 코드보다 먼저 의존성

```dockerfile
# ✅ 좋음 — 의존성 매니페스트를 먼저 복사, 설치, 그 다음 코드 복사
COPY package*.json ./
RUN npm install          # package.json이 변경되지 않는 한 이 layer는 캐시됨
COPY . .                 # 여기서 코드 변경은 npm install layer를 무효화하지 않음

# ❌ 나쁨 — 모든 것을 먼저 복사
COPY . .                 # 어떤 코드 변경이든 무효화함...
RUN npm install          # ...따라서 모든 코드 변경 시 npm install이 재실행됨(느림!)
```

의존성 파일을 복사하고 설치한 **다음**에 나머지 코드를 복사함으로써, (느린) 의존성 설치 layer가 코드 변경에 걸쳐 캐시된 상태로 유지됩니다 — 재빌드를 빠르게 만드는 대단히 중요한 최적화입니다.

## image 크기 줄이기

```text
✓ 관련 RUN 명령을 결합(더 적은 layer)하고 같은 layer에서 정리
  RUN apt-get update && apt-get install -y x && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
✓ 작은 base image 사용(alpine, slim, distroless)
✓ .dockerignore를 사용하여 빌드 컨텍스트에서 불필요한 파일 제외
✓ multi-stage build 사용(한 stage에서 빌드 산출물을 만들고, 필요한 것만 복사)
```

## 왜 중요한가

Docker layer와 빌드 캐싱을 이해하는 것은 빠르게 빌드되고 더 작은 image를 생성하는 **효율적인 Dockerfile 작성**에 중요하므로, 개발자 생산성과 배포에 상당한 영향을 미치는 가치 있는 실용 지식입니다.

기초 개념 — 각 Dockerfile 명령이 캐시되고 재사용 가능한 **layer**를 생성하며, Docker가 변경되지 않은 캐시된 layer를 **재사용**하면서 변경된 layer와 그 이후의 모든 것을 재빌드한다는 것 — 은 빌드를 빠르게 만드는 방법을 설명합니다.

**핵심 캐싱 규칙**(변경된 첫 명령부터 아래로 캐시가 무효화되므로 순서가 중요함: 안정적인 것은 일찍, 자주 변경되는 것은 늦게)은 **가장 중요한 단일 최적화**를 이끕니다. 의존성 파일을 복사하고 의존성을 설치하는 것을 애플리케이션 코드 복사 **이전에** 하여, 느린 의존성 설치 layer가 빈번한 코드 변경에 걸쳐 캐시된 상태로 유지됩니다(모든 코드 변경 시 `npm install`/`pip install`을 재실행하는 대신 — 빠른 재빌드와 고통스럽게 느린 재빌드의 차이).

이 패턴 하나만 이해해도 끊임없는 개발자 경험 관심사인 빌드 시간을 극적으로 개선합니다.

**image 크기 줄이기** 기법 — 같은 layer에서 정리와 함께 RUN 명령 결합, 작은 base image 사용(alpine, slim, distroless), 불필요한 파일 제외를 위한 `.dockerignore`, multi-stage build — 을 아는 것은 더 작고 배포가 빠른 image를 생성합니다(저장소, 전송 시간, 공격 표면 감소).

Docker 빌드는 끊임없이 발생하고(개발과 CI/CD에서) 느린 빌드나 비대한 image는 생산성과 배포를 해치며, layer와 캐싱을 이해하는 것이 빠르게 빌드되고 작게 유지되는 Dockerfile 작성을 가능하게 하므로, Docker layer와 빌드 캐싱 — layer 모델, 순서 의존적 캐싱 규칙, 코드보다 먼저 의존성 최적화, 크기 감소 기법 — 을 이해하는 것은 효율적인 Docker 사용을 위한 가치 있고 자주 적용되는 지식이며, 빠르고 가벼운 Dockerfile을 작성하는 사람과 느린 빌드와 비대한 image로 고생하는 사람을 구분하는 핵심 기술입니다.