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與 AI 共舞:打造更高效的日常系列 第 2

AI 輔助技術分享筆記:提升學習效率與知識整合

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本文內容係透過 Whisper 語音辨識技術將錄音檔案轉錄為文字稿,再經由大型語言模型(LLM)進行語意理解與重新詮釋,最後由人工微調潤飾而成。

引言

身為軟體工程師,我熱衷參與技術研討會和社群活動,汲取最新技術知識。然而,如何有效管理和運用這些資訊卻是一大挑戰。剛好我今晚參與了 CNTUG 2024/09 Meetup #61 at CNTUG,本文便以此活動為例,分享如何利用 AI 技術優化技術分享筆記的整理流程,提升學習效率並促進知識整合。

AI 驅動知識整合的優勢

  1. 建構知識框架:AI 能夠將零散的筆記內容,轉化為結構化的知識框架,提升知識的組織性和可理解性。
  2. 洞察趨勢與模式:透過深度分析,AI 可以協助我們從技術分享內容中,洞察技術發展趨勢和最佳實務模式。
  3. 驅動架構設計決策:AI 分析結果,可作為軟體架構設計的參考依據,協助我們做出更明智的技術選型和架構決策。

AI 輔助筆記整理步驟

步驟一:記錄原始筆記

參與技術分享時,應專注於聆聽與思考,並記錄下重要的關鍵點和想法,不必過於追求筆記的完整性。

我在這次 Meetup 活動透過手機記錄的筆記如下:

### Moby BuildKit

#### Build frontend
The build frontend processes the Dockerfile and compiles it into LLB, analogous to LLVM IR.

#### Build Driver
- Docker-container
- K8s
- Remote Docker daemon

OverlayFS is used by 95% of container images.

#### Build Context
The build context will be packaged and sent to the server as a tarball.

#### Dockerfile
Moby BuildKit extends Dockerfile functionality with its own set of features, including `syntax` and `check`.

#### COPY/ADD —link
Using `--link` with `COPY`/`ADD` operations in Dockerfiles helps maintain cache validity by preventing cache invalidation caused by changes in higher layers.
The `ADD` operation in a Dockerfile exhibits default behavior of extracting compressed content from local tarballs or gzip files. Conversely, when the source of the file is a remote server (e.g., HTTPS, Git), Docker preserves the archive's original format, avoiding automatic extraction.

#### Bind Mount
For files only needed during Docker image building (e.g., shared libraries), you can use bind mounts to access host libraries directly.

#### Cache mount
Dockerfile cache mounts create cache storage on the build host machine. 

However, concurrent builds leveraging cache mounts can lead to race conditions. To avoid these issues, a simple solution is to enforce exclusive access to the cache through the `sharing=locked` option.                                               

#### Here-doc
Dockerfile can be written like Bash scripts using `EOF` for redirecting content to standard output. 

#### Multiple Build Contexts
Docker supports multiple build contexts, allowing you to utilize the `--build-context` flag to include different local source directories within a single build.

步驟二:設計有效的 Prompt

設計 Prompt 是 AI 輔助的關鍵,需包含以下要素:

  • 角色設定:將 AI 設定為專業軟體架構師。
  • 任務描述:明確 AI 需分析的內容和預期輸出。
  • 步驟指引:提供詳細的分析步驟,例如結構化、洞見提取等。
  • 輸出格式:使用 Markdown 格式確保輸出結構的一致性和可讀性。
  • 語言要求:明確指定使用臺灣正體中文。

我所使用的完整 Prompt 如下:

You are an experienced software architect fluent in 臺灣正體中文. Your task is to thoroughly analyze the provided agenda presentation slides and collaborative notes, and present a comprehensive analysis in Traditional Chinese. Follow these steps:

1. First, carefully review the provided agenda presentation slides (possibly screenshots) and examine the collaborative notes.

2. After reviewing both the slides and notes, take time to fully comprehend the material. Consider the overall structure, main themes, technical details, and relationships between different concepts presented.

3. Write a detailed summary of the agenda. This summary should be comprehensive and capture at least 80% of the content, allowing someone who didn't attend the technical sharing to grasp the majority of the information. Follow these guidelines for the summary:
   - Begin with an overview of the main objectives and themes of the agenda.
   - Provide a logical and coherent structure that reflects the flow of ideas in the original material.
   - Explain all key concepts in depth, including their relationships and interdependencies.
   - Detail the issues presented and their corresponding solutions or proposed approaches.
   - Include all important technical details, methodologies, and best practices mentioned.
   - Highlight any innovative ideas or unique perspectives presented.
   - Discuss the potential impact or applications of the concepts covered.
   - If applicable, mention any debates, alternative viewpoints, or areas of uncertainty.
   - Conclude with a brief statement on the overall significance of the topics discussed.

4. After completing the summary, identify and list 3-5 key takeaways from the agenda.

5. Then, determine 3 starting points for implementing or further exploring the ideas presented. For each starting point:
   - Outline specific steps for execution
   - Explain why it's a good starting point
   - Discuss potential challenges and propose solutions

6. Throughout your analysis:
   - Utilize your expertise as a software architect to explain and evaluate the proposed ideas
   - Consider best practices in modern software development and operations
   - Provide technical recommendations or alternative solutions where appropriate

8. Present your analysis in 臺灣正體中文 using the following structure:

<analysis>
## Key Takeaway 
   - [key insight 1]
   - [key insight 2]
   - [key insight 3]
   ...

## Summary
[Your comprehensive summary goes here]

## Starting Points
### [Starting Point 1]
- **Steps for execution**:
- **Why this is a good starting point**:
- **Potential challenges and solutions**:

### [Starting Point 2]
- **Steps for execution**:
- **Why this is a good starting point**:
- **Potential challenges and solutions**:

### [Starting Point 3]
- **Steps for execution**:
- **Why this is a good starting point**:
- **Potential challenges and solutions**:
</analysis>

Ensure your analysis is clear, professional, and provides valuable insights for software development professionals.

步驟三:利用 AI 工具處理

將原始簡報內容、筆記以及設計好的 Prompt 輸入至先進的大型語言模型,例如 Claude Sonnect 3.5 或 Gemini 1.5 Pro,藉由其強大的自然語言處理能力,進行深度分析和結構化整理。

步驟四:審查與優化

仔細審閱 AI 模型所生成的內容,確保其準確性、相關性和一致性,並根據專業判斷進行必要的調整和優化,以產出高品質的成果。

最後透過 Gimini 1.5 Pro Experimental 0827 模型產製的筆記內容如下:

## Key Takeaway
- 善用 Moby BuildKit 的進階功能可以大幅提升 Docker 映像檔的建構效率和安全性。
- 理解 Dockerfile 的指令順序和快取機制對於優化建構速度至關重要。
- 多階段建構和跨平台建構是建構輕量化且可移植 Docker 映像檔的有效方法。
- 透過 `--link`, `--mount`, 和 `<<EOF` 等技巧,可以更精細地控制 Dockerfile 的行為。
- 持續學習 Dockerfile 的最佳實務和新功能,能幫助我們建構更優質的容器化應用程式。

## Summary
本次 CNTUG 分享由 FunNow 的 SRE 工程師 Mikucat 主講,主題為「撰寫高效優雅的 Dockerfile」。 

**Docker 基礎回顧**
首先,Mikucat 簡介了 Docker 的 client-server 架構,並比較了 `image build` (已棄用) 和 `buildx build` 兩種建構方式,建議使用功能更強大的 Buildx。接著,他介紹了 Moby BuildKit,這是一個高效能、快取友善且與 Dockerfile 無關的建構工具,並解釋了 Build frontend 和 Build driver 的概念。

**優化 Dockerfile**
Mikucat 強調了減少 Build context 的重要性,建議使用 `.dockerignore` 檔案排除不必要的檔案。他也介紹了 Dockerfile 的語法版本控制和程式碼檢查功能,可以使用 `syntax` 和 `check` 指令來指定。

接著,他以一個簡單的 Dockerfile 為例,說明了程式碼變動和檔案 checksum 改變會導致 Build Cache 失效,並建議將頻繁變動的指令往後擺放,耗時長的指令往前擺放。

**進階技巧**
Mikucat 也介紹了一些進階技巧,例如:
- 使用 `COPY/ADD --link` 來維持快取的有效性。
- 使用 `ADD` 指令的自動解壓縮功能和注意事項。
- 使用 `--chmod` 調整檔案權限。
- 使用多階段建構 (Multi-Staged Build) 來減少映像檔大小和去除建構相關檔案。
- 使用跨平台建構 (Cross-Arch Build) 來建構跨平台的映像檔。
- 使用 Bind Mount 掛載 context 的檔案,方便在建構過程中使用。
- 使用 Cache Mount 掛載快取資料夾,加速建構速度,並注意快取 race condition 的問題。
- 使用 Here-doc 來簡化多行指令的撰寫。
- 使用變數替換功能來簡化 Dockerfile 的維護。

**總結**
最後,Mikucat 再次強調了撰寫高效優雅的 Dockerfile 的重要性,並鼓勵大家持續學習 Docker 的新功能和最佳實務。

## Starting Points

### 1. 使用 Buildx 和 Moby BuildKit
- **Steps for execution**: 
   1. 參考 Docker 官方文件安裝 Buildx。
   2. 使用 `docker buildx create --driver-opt image=moby/buildkit:latest --use` 命令建立並使用最新的 BuildKit。
   3. 測試使用 Buildx 建構現有的 Docker 映像檔,並觀察建構速度和映像檔大小的變化。
- **Why this is a good starting point**: Buildx 和 Moby BuildKit 是 Docker 官方推薦的建構工具,提供了許多優化和進階功能,可以提升建構效率和安全性。
- **Potential challenges and solutions**:  
   - 團隊成員需要學習 Buildx 的使用方法。可以透過內部培訓或線上資源來解決。
   - 現有的 Dockerfile 可能需要調整才能充分利用 Buildx 的功能。可以參考 Docker 官方文件和最佳實務來進行調整。

### 2. 優化現有的 Dockerfile
- **Steps for execution**:
   1. 審查現有的 Dockerfile,找出可以優化的地方,例如:減少 Build context、調整指令順序、使用多階段建構等。
   2. 參考 Docker 官方文件和最佳實務,逐步修改 Dockerfile。
   3. 測試修改後的 Dockerfile,確保映像檔的功能和效能沒有受到影響。
- **Why this is a good starting point**: 優化現有的 Dockerfile 可以立即提升建構效率和映像檔品質,不需要額外學習新的工具或技術。
- **Potential challenges and solutions**: 
   - 修改 Dockerfile 可能會引入錯誤或影響應用程式的功能。需要仔細測試並進行版本控制。
   - 團隊成員可能對 Dockerfile 的最佳實務不夠了解。可以透過內部培訓或線上資源來提升團隊的專業知識。

### 3. 導入 Cache Mount
- **Steps for execution**:
   1. 找出 Dockerfile 中耗時較長的步驟,例如:安裝軟體套件、下載檔案等。
   2. 使用 `-mount=type=cache` 指令將這些步驟的快取資料夾掛載到容器中。
   3. 測試修改後的 Dockerfile,觀察建構速度的提升。
- **Why this is a good starting point**: Cache Mount 可以有效提升 Dockerfile 的建構速度,特別是在頻繁修改程式碼或重新建構映像檔的情況下。
- **Potential challenges and solutions**: 
   - 需要仔細設定 Cache Mount 的參數,例如:`target`、`id`、`sharing` 等。可以參考 Docker 官方文件和最佳實務來進行設定。
   - Cache Mount 可能會遇到 race condition 的問題。可以使用 `sharing=locked` 參數來避免。

結論

AI 技術為軟體工程師的知識管理提供了全新的可能性。透過 AI 輔助技術分享筆記,我們可以更有效率地構建個人化的知識寶庫,將技術分享的資訊轉化為可持續應用的知識資產,提升個人和團隊的競爭力。


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