随着持续集成与持续交付（CI/CD）在软件开发流程中变得愈发重要，构建速度和效率成为开发团队提升生产力的关键因素。GitHub Actions作为广受欢迎的CI工具平台，赋能无数开发者实现自动化构建、测试与部署。然而，其缓存系统作为加速构建的重要环节，仍存在性能瓶颈和诸多限制，影响整体体验。为了克服这些短板，通过对GitHub Actions缓存机制的反向工程，业界领先的Depot技术团队成功实现了缓存性能的显著提升，为广泛开发者带来了全新的高效构建方案。构建缓存机制的设计本质在于将重复执行的依赖安装、编译过程缓存下来，避免每次构建都执行相同步骤，从而节约大量时间和运算资源。在GitHub Actions中，缓存存储于远程服务器，因所有虚拟机Runner均为短暂实例，无法长期保留本地缓存。
远程缓存存储使用微软Azure Blob Storage，Runner需通过网络下载上传缓存内容。尽管缓存机制带来理论上的构建速度提升，但实际运作中由于网络带宽受限、延迟和缓存大小限制，往往使得缓存的读取与写入成为新的性能瓶颈。GitHub默认提供的缓存网络带宽约为1Gbps，理论下限约为125MB/s，这一速率成为了许多大型项目构建时的阻碍。更为严重的是缓存容量仅限于10GB，长期构建需求很快填满配额，导致缓存命中率降低或频繁缓存失效，从而无法享受理想的缓存加速效果。此外，GitHub Actions缓存API的可靠性也并非完美，API请求失败或缓存上传下载不稳定，均造成构建失效或延迟，进一步增加了CI执行的不确定性。面对上述难题，许多第三方GitHub Actions Runner供应商尝试绕过原生缓存API，通过自建缓存方案减少依赖，但通常需要开发者修改Workflow配置，切换缓存Action版本，造成配置复杂且维护负担大。
某些方案还存在地理位置带来的网络延迟和带宽不足问题，特别是当Runner与缓存服务器位于不同大陆时，性能反而下降，无法充分发挥缓存优势。Depot团队针对这些挑战开展了系统的反向工程，深入分析GitHub Actions缓存交互流程，发现原有缓存URL均指向Azure Blob Storage，且缓存上传下载通过有限的并行传输流实现，这些设计在自身环境外的部署受限较多。他们创新性地提出在每台Runner上部署本地代理，将Rush缓存请求重定向到自家基于AWS S3的高速缓存存储，借助EC2与S3之间高速网络，实现构建缓存高速传输。该方案没有更改任何Workflow使用的官方Action，完全透明无缝兼容，开发者无需迁移缓存Action或调整CI配置，大幅降低上手门槛。同时，Depot团队通过实验调优上传下载的并行流数，达到上传4路、下载8路并发传输，突破原有两路传输的限制，进一步提升了数据传输效率。经过一系列优化后，新缓存系统在保存和恢复缓存内容上的速度超过了1GB/s，成为GitHub默认Runner缓存性能的10倍，显著缩短了构建等待时间。
更重要的是，缓存容量限制被解除，存储空间大幅提升并延长到30天，适应更复杂、大规模的构建需求。此外，Depot构建Runner架构也经过深度优化。Runner基于AWS EC2快速启动和销毁，每个构建独立实例保证环境纯净且安全。与缓存存储同地域部署，有效减少网络延迟和传输时间。更进一步，Depot的Runner服务通过预热待命池快速响应构建请求，做到近乎即时的启动速度，解决了传统CI常遇到的排队等待问题。这种生态结合Depot的Docker构建产品优势，实现了构建镜像数据的本地高速传输，极大提升Docker相关工作流的执行效率。
整体来说，反向工程GitHub Actions缓存不仅解决了当前云CI平台因网络带宽及存储限制产生的性能瓶颈，更提出了技术路径和实践范例，助力开发者实现高效、稳定、低成本的自动化构建环境。未来，Depot还计划推出支持ARM架构的Runner，将目标平台多元化，提升移动端及IoT设备构建速度。同时扩展磁盘空间及内存资源，满足大型项目的复杂需求。这场围绕缓存性能的革新不单是技术层面优化，更是驱动CI体验变革的关键一步。持续集成时代，构建效率的提升直接转化为开发团队竞争力的提升。对开发者而言，选择高性能缓存系统意味着能在最短时间内获取构建反馈，加快开发迭代节奏。
对企业则意味着降低持续集成资源消耗和成本，提升软件交付速度和质量。总之，通过对GitHub Actions缓存的深入反向工程与创新优化，Depot带来了一种无需更改配置即可享受高速缓存的全新模式，解决了缓存容量、速度和稳定性多方面难题。技术实践证明，合理利用云资源协调EC2和S3的存储计算能力，辅助高并发传输策略，能够实现远超官方Runner的缓存表现。这不仅赋能了开发者的CI/CD流水线，也为整个开源与云计算生态注入了活力和想象空间。期待更多类似的技术革新，持续推动软件开发流程向智能化和高效化迈进。
