CI/CD 속도 향상을 위한 효과적인 Jenkins 빌드 캐싱 전략

지속적 통합(CI) 및 지속적 제공(CD) 파이프라인은 현대 소프트웨어 개발의 근간입니다. 그러나 프로젝트 규모가 커지면서 빌드 시간이 늘어나 개발자 불만과 피드백 루프 지연을 초래할 수 있습니다. 느린 파이프라인의 주요 원인은 후속 빌드에서 종속성 다운로드, 변경되지 않은 모듈 컴파일 또는 기본 이미지 가져오기와 같이 시간이 많이 걸리는 동일한 작업을 반복적으로 실행하는 것입니다. 이 글에서는 Jenkins 환경 내에서 효과적인 빌드 캐싱을 구현하여 중복을 최소화하고 CI/CD 프로세스를 대폭 가속화하기 위한 강력하고 실행 가능한 전략을 탐구합니다.

빠른 개발 속도를 유지하려면 스마트 캐싱 구현이 중요합니다. 이전 성공적인 빌드의 출력을 지능적으로 재사용함으로써 Jenkins가 전체 재빌드를 수행하는 대신 더 빠른 증분 업데이트를 실행하도록 전환하여 품질 검사 및 배포 속도를 직접적으로 향상시킬 수 있습니다.

Jenkins에서 빌드 캐싱의 필요성 이해

표준 Jenkins 설정에서는 명시적으로 다르게 구성되지 않는 한 모든 작업 실행이 대부분 처음부터 시작됩니다. 이는 npm, Maven 또는 pip와 같은 종속성 관리자가 동일한 패키지를 다시 다운로드하고, 컴파일러가 변경되지 않은 소스 코드를 다시 분석하고, Docker 에이전트가 기본 레이어를 반복적으로 가져올 수 있음을 의미합니다. 캐싱은 이러한 반복적인 단계를 대상으로 합니다.

캐싱이 상당한 이점을 제공하는 주요 영역:

종속성 관리: 다운로드한 라이브러리 및 패키지를 로컬에 저장합니다.
컴파일 결과물: 컴파일된 바이너리 또는 중간 빌드 제품을 저장합니다.
Docker 레이어 캐싱: 이전에 빌드된 이미지의 기존 레이어를 재사용합니다.

핵심 Jenkins 캐싱 기법

Jenkins 자체는 강력한 캐싱을 용이하게 하는 몇 가지 네이티브 메커니즘과 플러그인을 제공합니다. 기술 선택은 종종 캐싱되는 작업의 특성(예: 파일 시스템 결과물 대 컨테이너 이미지)에 따라 달라집니다.

1. 결과물 캐싱을 위한 Jenkins 작업 공간 활용

가장 간단한 형태의 캐싱은 작업이 작업 공간 재사용을 위해 구성된 경우 빌드 간에 Jenkins 작업 공간 내의 특정 디렉토리를 유지하는 것을 포함합니다.

작업 공간 유지 관리 구성

기본적으로 Jenkins는 대부분의 작업 유형 후에 작업 공간을 정리합니다. 작업 공간 캐싱을 활용하려면 파이프라인 또는 프리스타일 작업 구성에서 정리 단계를 건너뛰거나 조건부 정리를 사용하도록 합니다.

선언형 파이프라인 예시 (조건부 정리):

pipeline {
    agent any
    stages {
        stage('Build') {
            steps {
                // 보존하려는 결과물을 생성한다고 가정
                sh './build_step.sh'
            }
        }
    }
    options {
        // 이 플래그가 설정/미설정된 경우에만 빌드 시작 전에 작업 공간 정리
        skipDefaultCheckout true // 결과물이 다른 곳에서 관리되는 경우 중요
    }
}

모범 사례: 필요한 디렉토리(.m2, node_modules 또는 대상 폴더 등)만 유지합니다. 가능한 경우 디스크 공간 문제를 방지하기 위해 작업 공간을 공격적으로 정리하는 것이 여전히 권장됩니다.

2. Jenkins 캐싱 플러그인 활용

더 정교한 종속성 관리를 위해 특정 플러그인이 맞춤형 솔루션을 제공합니다.

Gradle 캐시 플러그인

Gradle을 사용하는 경우 공식 또는 커뮤니티 Gradle 플러그인은 종종 로컬 빌드 캐시(.gradle/caches)를 자동으로 관리하거나 동일한 에이전트에서 작업 실행 간에 이러한 캐시가 유지되도록 특정 구성 후크를 제공합니다.

공유 라이브러리 또는 Groovy를 통한 종속성 캐싱

일반 종속성 캐시(예: 공유 node_modules 디렉토리)의 경우 공유 라이브러리를 사용하거나 이러한 디렉토리를 영구 저장소로 zip/unzip하는 사용자 지정 Groovy 로직을 작성하여 수동으로 전송을 관리할 수 있지만 이는 복잡성을 더합니다.

3. 컨테이너화된 빌드를 위한 Docker 레이어 캐싱

Jenkins 내에서 Docker 이미지를 빌드할 때 Docker 레이어 캐싱은 단일 성능 향상 요소입니다. Jenkins 에이전트(특히 Kubernetes pod와 같은 임시 에이전트)는 종종 기본 이미지를 가져오거나 불필요하게 레이어를 다시 빌드합니다.

Docker 에이전트 및 `docker build --cache-from` 사용

기존 레이어를 활용하려면 Docker가 이전 이미지 빌드를 캐시 소스로 찾도록 지시해야 합니다.

시나리오: 첫 번째 실행에서 my-app:latest 태그가 지정된 이미지를 빌드합니다. 두 번째 실행에서는 Dockerfile이 변경되지 않은 경우 해당 레이어를 사용하고 싶습니다.

# 1단계: 초기 이미지 빌드
docker build -t my-app:v1.0 .

# 2단계: 후속 빌드에서 이전 이미지를 캐시 소스로 사용
docker build --cache-from my-app:v1.0 -t my-app:v1.1 .

Jenkins 파이프라인 구현:

선언형 파이프라인에서 표준 docker.build() 단계를 사용할 때 Jenkins는 에이전트가 동일하게 유지되는 경우 기본 레이어 캐싱을 자주 자동으로 처리합니다. 그러나 최대 제어를 위해 또는 다른 레지스트리를 사용할 때는 이전 성공적인 빌드의 이미지를 참조하는 --cache-from을 빌드 명령에 명시적으로 사용하도록 합니다.

Kubernetes/임시 에이전트 팁: Docker 캐싱은 빌드 에이전트에서 실행되는 Docker 데몬이 로컬 캐시에 액세스할 수 있거나 원격 캐싱 메커니즘(BuildKit의 레지스트리 캐싱 기능과 같은 도구에서 제공)을 사용할 때 가장 효과적입니다.

고급 전략: 공유 캐싱 에이전트/디렉토리

대규모 조직의 경우 여러 빌드 에이전트 간에 캐시를 공유하면 효율성이 크게 향상됩니다. 특히 공통 종속성(예: Maven 중앙 아티팩트)의 경우 더욱 그렇습니다.

Maven 아티팩트 캐싱(.m2 디렉토리)

Maven은 .m2/repository 폴더에 종속성을 다운로드합니다. 이 폴더가 영구적이고 에이전트 간에 액세스 가능하면 해당 종속성이 필요한 후속 빌드는 네트워크 다운로드를 건너뜁니다.

구현:

영구 저장소: 공유 저장소(NFS, S3 또는 Jenkins의 내장 아티팩트 아카이빙/핑거프린팅)를 사용하여 리포지토리의 마스터 복사본을 저장합니다.
에이전트 설정: 빌드 에이전트가 빌드 실행 전에 해당 공유 디렉토리를 예상 위치($HOME/.m2/repository)에 마운트하거나 동기화하도록 구성합니다.

선언형 예시 (작업 공간/아티팩트 사용 개념):

stage('Prepare Cache') {
    steps {
        // 영구 저장소에서 캐시가 존재하는지 확인
        script {
            if (fileExists('global_m2_cache.zip')) {
                unzip 'global_m2_cache.zip'
            }
        }
    }
}

stage('Build Maven Project') {
    steps {
        // Maven은 복원된 .m2 폴더를 사용합니다
        sh 'mvn clean install'
    }
}

stage('Save Cache') {
    steps {
        // 새/업데이트된 리포지토리 상태 아카이브
        zip zipFile: 'global_m2_cache.zip', archive: true, excludes: '**/snapshots/**'
        archiveArtifacts artifacts: 'global_m2_cache.zip'
    }
}

캐시 공유에 대한 경고

서로 다른 프로젝트 또는 주요 도구 버전 간에 캐시를 공유할 때는 매우 주의해야 합니다. 오래되거나 손상된 캐시는 진단하기 어려운 오류를 유발할 수 있습니다.

일관성: 캐시와 일치하는 Java 버전, Maven 버전 또는 Node 버전이 캐시가 생성될 때 사용된 버전과 일치하는지 확인합니다.
무결성: 알려진 양호한 성공적인 빌드의 캐시만 복원합니다.

Jenkins 캐싱을 위한 모범 사례 요약

Jenkins 파이프라인에서 캐싱의 영향을 극대화하려면 다음 지침을 따르십시오.

고비용 작업 대상: 네트워크 바인딩 작업(종속성 다운로드) 또는 CPU 집약적 작업(컴파일)에 캐싱 노력을 집중합니다.
Docker 기본 캐싱 사용: 컨테이너화된 빌드의 경우 Docker의 내장 레이어 캐싱 기능(--cache-from)을 적극 활용합니다.
캐시 작게 유지: 꼭 필요한 디렉토리만 유지합니다. 전체 작업 공간 아카이빙은 피합니다.
캐시 만료 관리: 디스크 공간을 관리하기 위해 오래되거나 사용되지 않는 캐시를 주기적으로 정리하는 메커니즘(수동 또는 자동화된 작업)을 구현합니다.
도구와 통합: 복잡한 수동 파일 전송 로직을 구축하는 대신 가능한 경우 Gradle, Maven 또는 npm에서 제공하는 플러그인 또는 기본 기능을 활용하여 통합 캐시 관리를 수행합니다.

이러한 캐싱 기술을 전략적으로 적용하면 Jenkins 파이프라인을 반복적인 빌드 환경에서 효율적이고 고속의 검증 머신으로 전환하여 피드백 시간을 크게 단축하고 개발자 생산성을 향상시킬 수 있습니다.