一、为什么需要优化Gitlab CI缓存

每次跑CI流水线最烦人的是什么？当然是漫长的等待时间！特别是当你的项目越来越大，依赖越来越多的时候，下载依赖、编译代码这些步骤简直能把人逼疯。这时候，缓存就成了救命稻草。合理使用缓存可以避免重复下载和构建，直接复用之前的成果，流水线执行时间可能从10分钟缩短到2分钟。

举个实际例子：一个前端项目用yarn安装依赖，每次都要下载几百MB的node_modules。如果没缓存，每次流水线都要重新下载，既浪费带宽又浪费时间。

# .gitlab-ci.yml 示例（技术栈：Node.js）
cache:
  key: ${CI_COMMIT_REF_SLUG}  # 使用分支名作为缓存key
  paths:
    - node_modules/           # 缓存node_modules目录
    - .yarn-cache/            # yarn的缓存目录

这个配置让Gitlab CI在每次流水线结束后自动缓存node_modules和.yarn-cache，下次运行时直接复用，省去了重复安装依赖的时间。

二、缓存的基本原理与配置

Gitlab CI的缓存机制其实很简单：把指定的目录或文件打包存储，下次流水线运行时直接解压复用。但要想用好缓存，得先搞清楚几个关键点：

  1. 缓存key：决定何时创建新缓存。比如用分支名作为key，不同分支的缓存互不干扰。
  2. 缓存路径：指定哪些文件或目录需要缓存。
  3. 缓存策略：可以选择pull（只下载）、push（只上传）或默认的pull-push。

再看一个更复杂的例子：

# .gitlab-ci.yml 示例（技术栈：Java + Maven）
cache:
  key: ${CI_COMMIT_REF_SLUG}-maven  # 分支名 + 后缀区分不同缓存
  paths:
    - .m2/repository/               # Maven本地仓库
    - target/                       # 编译产物
  policy: pull-push                 # 默认策略，可省略

build:
  script:
    - mvn package -DskipTests       # 编译项目

这里缓存了Maven的本地仓库（.m2/repository）和编译输出目录（target）。如果依赖没变，下次流水线可以直接用缓存的.m2/repository，省去下载依赖的时间。

三、高级缓存技巧与避坑指南

1. 分阶段缓存

有时候全量缓存反而不好，比如node_modules可能很大，但流水线只需要其中一部分。这时候可以分阶段缓存：

# .gitlab-ci.yml 示例（技术栈：Node.js）
stages:
  - install
  - build

cache:
  key: ${CI_COMMIT_REF_SLUG}
  paths:
    - node_modules/

install:
  stage: install
  script:
    - yarn install
  cache:
    policy: push                  # 只上传缓存

build:
  stage: build
  script:
    - yarn build
  cache:
    policy: pull                  # 只下载缓存

这样install阶段负责生成缓存，build阶段直接复用，避免不必要的缓存操作。

2. 缓存失效问题

缓存用不好反而会带来问题，比如依赖更新了但缓存没变。这时候可以用版本号或依赖文件内容作为key：

cache:
  key: ${CI_COMMIT_REF_SLUG}-$(sha256sum package.json | cut -d' ' -f1)
  paths:
    - node_modules/

这个配置用package.json的哈希值作为key的一部分，只要package.json变了，缓存就会失效。

四、实战：大幅优化流水线的完整案例

假设我们有一个Node.js项目，原始流水线耗时约8分钟（主要花在yarn install和build上）。优化后的配置如下：

# .gitlab-ci.yml 示例（技术栈：Node.js）
image: node:16

stages:
  - install
  - test
  - build

cache:
  key: ${CI_COMMIT_REF_SLUG}-$(sha256sum package.json | cut -d' ' -f1)
  paths:
    - node_modules/
    - .yarn-cache/

install:
  stage: install
  script:
    - yarn install --frozen-lockfile --cache-folder .yarn-cache
  cache:
    policy: push

test:
  stage: test
  script:
    - yarn test
  cache:
    policy: pull

build:
  stage: build
  script:
    - yarn build
  cache:
    policy: pull

优化后流水线时间降到了2分钟以内，效果非常明显！

五、缓存优化的注意事项

  1. 缓存大小：Gitlab默认缓存限制为单个job 400MB，超过可能失败。
  2. 敏感信息：不要缓存包含密码、密钥的目录。
  3. 多分支问题：不同分支的缓存默认隔离，但可以通过key配置共享。
  4. 清理缓存：有时候需要手动清理缓存，可以通过API或流水线界面操作。

六、总结

合理使用Gitlab CI缓存可以显著减少流水线时间，尤其是对于依赖安装和编译耗时的项目。关键点在于：

  • 选择合适的缓存key（分支名、文件哈希等）。
  • 明确缓存路径（依赖目录、编译输出等）。
  • 分阶段管理缓存（push/policy策略）。
  • 注意缓存失效和大小限制。

缓存不是银弹，但用好了绝对能让你的CI/CD流程快如闪电！