Docker镜像讲解

镜像是什么

镜像是一种轻量级、可执行的独立软件保，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，他包含运行某

个软件所需的所有内容，包括代码、运行时库、环境变量和配置文件。

将所有的应用和环境，直接打包为docker镜像，就可以直接运行。

1、Docker镜像加载原理

UnionFs （联合文件系统）

我们下载的时候看到一层层的下载就是这个。

UnionFs（联合文件系统）：Union文件系统（UnionFs）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，他支

持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下（

unite several directories into a single virtual filesystem)。Union文件系统是

Docker镜像的基础。镜像可以通过分层来进行继承，基于基础镜像（没有父镜像），可以制作各种具体的应

用镜像。

特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看起来，只能看到一个文件系统，联合加载会把各层文件系

统叠加起来，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。

Docker镜像加载原理

docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统UnionFS。

boots(boot file system）主要包含 bootloader和 Kernel, bootloader主要是引导加 kernel,

Linux刚启动时会加bootfs文件系统，在 Docker镜像的最底层是 boots。这一层与我们典型的

Linux/Unix系统是一样的，包含boot加載器和内核。当boot加载完成之后整个内核就都在内存中了，此时

内存的使用权已由 bootfs转交给内核，此时系统也会卸载bootfs。

rootfs（root file system),在 bootfs之上。包含的就是典型 Linux系统中

的/dev,/proc,/bin,/etc等标准目录和文件。 rootfs就是各种不同的操作系统发行版，比如 Ubuntu,

Centos等等。

平时我们安装进虚拟机的CentOS都是好几个G，为什么Docker这里才200M？

对于个精简的OS,rootfs可以很小，只需要包合最基本的命令，工具和程序库就可以了，因为底层直接用

Host的kernel，自己只需要提供rootfs就可以了。由此可见对于不同的Linux发行版， boots基本是一致

的， rootfs会有差別，因此不同的发行版可以公用bootfs.

虚拟机是分钟级别，容器是秒级！

2、分层理解

我们可以去下载一个镜像，注意观察下载的日志输出，可以看到是一层层的在下载。

思考：为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢？

最大的好处，我觉得莫过于资源共享了！比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来，那么宿主机

只需在磁盘上保留一份base镜像，同时内存中也只需要加载一份base镜像，这样就可以为所有的容器

服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。

查看镜像分层的方式可以通过docker image inspect 命令

➜ / docker image inspect redis
[ 
	{ 
		"Id":
 "sha256:f9b9909726890b00d2098081642edf32e5211b7ab53563929a47f250bcdc1d7c",
 		"RepoTags": [ 
 			"redis:latest" 
 			],
 			"RepoDigests": [ 

 "redis@sha256:399a9b17b8522e24fbe2fd3b42474d4bb668d3994153c4b5d38c3dafd5903e32" 
 			],
 			"Parent": "",
            "Comment": "",
            "Created": "2020-05-02T01:40:19.112130797Z", 
            "Container":
            "d30c0bcea88561bc5139821227d2199bb027eeba9083f90c701891b4affce3bc", 
            "ContainerConfig": {
            	"Hostname": "d30c0bcea885",
                "Domainname": "",
                "User": "",
                "AttachStdin": false,
                "AttachStdout": false,
                "AttachStderr": false,
                "ExposedPorts": {
                	"6379/tcp": {} 
                	},
                	"Tty": false,
                    "OpenStdin": false,
                    "StdinOnce": false,
                    "Env": [

        "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin",
        			"GOSU_VERSION=1.12",
                    "REDIS_VERSION=6.0.1",
                    "REDIS_DOWNLOAD_URL=http://download.redis.io/releases/redis- 6.0.1.tar.gz",

"REDIS_DOWNLOAD_SHA=b8756e430479edc162ba9c44dc89ac394316cd482f2dc6b91bcd5fe1259 3f273" 

			],
			"Cmd": [
            "/bin/sh",
            "-c", "#(nop) ",
            "CMD [\"redis-server\"]" ],
            "ArgsEscaped": true,
            "Image":
 "sha256:704c602fa36f41a6d2d08e49bd2319ccd6915418f545c838416318b3c29811e0", 
 			"Volumes": {
 					"/data": {}
                    },
                    "WorkingDir": "/data",
                    "Entrypoint": [
                    "docker-entrypoint.sh" 
                    ],
                    "OnBuild": null,
                    "Labels": {}
                    },
                    "DockerVersion": "18.09.7",
                    "Author": "",
                    "Config": {
                    "Hostname": "",
                    "Domainname": "",
                    "User": "",
                    "AttachStdin": false,
                    "AttachStdout": false,
                    "AttachStderr": false,
                    "ExposedPorts": {
                    "6379/tcp": {}
                    },
                    "Tty": false,
                    "OpenStdin": false,
                    "StdinOnce": false,
                    "Env": [

  "PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin",
  					"GOSU_VERSION=1.12",
                    "REDIS_VERSION=6.0.1",
                    "REDIS_DOWNLOAD_URL=http://download.redis.io/releases/redis- 6.0.1.tar.gz", 

 "REDIS_DOWNLOAD_SHA=b8756e430479edc162ba9c44dc89ac394316cd482f2dc6b91bcd5fe1259 3f273" 
 					],
 					"Cmd": [
                    "redis-server" 
                    ],
                    "ArgsEscaped": true, 
                    "Image":
"sha256:704c602fa36f41a6d2d08e49bd2319ccd6915418f545c838416318b3c29811e0", 
					"Volumes": {
						"/data": {} 
						},
					"WorkingDir": "/data",
                    "Entrypoint": [
                    "docker-entrypoint.sh" 
                    ],
                    "OnBuild": null,
                    "Labels": null 
                    },
                    "Architecture": "amd64",
                    "Os": "linux",
                    "Size": 104101893,
                    "VirtualSize": 104101893,
                    "GraphDriver": {
                    	"Data": {
                        	"LowerDir": "/var/lib/docker/overlay2/adea96bbe6518657dc2d4c6331a807eea70567144abda686588ef6 c3bb0d778a/diff:/var/lib/docker/overlay2/66abd822d34dc6446e6bebe73721dfd1dc497c2 c8063c43ffb8cf8140e2caeb6/diff:/var/lib/docker/overlay2/d19d24fb6a24801c5fa639c1 d979d19f3f17196b3c6dde96d3b69cd2ad07ba8a/diff:/var/lib/docker/overlay2/a1e95aae5 e09ca6df4f71b542c86c677b884f5280c1d3e3a1111b13644b221f9/diff:/var/lib/docker/ove rlay2/cd90f7a9cd0227c1db29ea992e889e4e6af057d9ab2835dd18a67a019c18bab4/diff", 
                        	"MergedDir": "/var/lib/docker/overlay2/afa1de233453b60686a3847854624ef191d7bc317fb01e015b4f06 671139fb11/merged", "UpperDir": "/var/lib/docker/overlay2/afa1de233453b60686a3847854624ef191d7bc317fb01e015b4f06 671139fb11/diff",
                        	"WorkDir": "/var/lib/docker/overlay2/afa1de233453b60686a3847854624ef191d7bc317fb01e015b4f06 671139fb11/work" 
                        	},
                        	"Name": "overlay2" 
                        	},
                        	"RootFS": {
                            "Type": "layers",
                            "Layers": [ 

"sha256:c2adabaecedbda0af72b153c6499a0555f3a769d52370469d8f6bd6328af9b13", 

"sha256:744315296a49be711c312dfa1b3a80516116f78c437367ff0bc678da1123e990", 

"sha256:379ef5d5cb402a5538413d7285b21aa58a560882d15f1f553f7868dc4b66afa8", 

"sha256:d00fd460effb7b066760f97447c071492d471c5176d05b8af1751806a1f905f8", 

"sha256:4d0c196331523cfed7bf5bafd616ecb3855256838d850b6f3d5fba911f6c4123", 

"sha256:98b4a6242af2536383425ba2d6de033a510e049d9ca07ff501b95052da76e894" 
			] 
		},
		"Metadata": {
        "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z" 
        } 
     } 
  ]

理解：

所有的 Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或培加新的内容时，就会在当前镜像层之

上，创建新的镜像层。

举一个简单的例子，假如基于 Ubuntu Linux16.04创建一个新的镜像，这就是新镜像的第一层；如果在

该镜像中添加 Python包，

就会在基础镜像层之上创建第二个镜像层；如果继续添加一个安全补丁，就会创健第三个镜像层该像当

前已经包含3个镜像层，如下图所示（这只是一个用于演示的很简单的例子）。

在添加额外的镜像层的同时，镜像始终保持是当前所有镜像的组合，理解这一点非常重要。下图中举了

一个简单的例子，每个镜像层包含3个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件。

上图中的镜像层跟之前图中的略有区別，主要目的是便于展示文件

下图中展示了一个稍微复杂的三层镜像，在外部看来整个镜像只有6个文件，这是因为最上层中的文件7

是文件5的一个更新版

文种情況下，上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件。这样就使得文件的更新版本作为一个新

镜像层添加到镜像当中。

Docker通过存储引擎（新版本采用快照机制）的方式来实现镜像层堆栈，并保证多镜像层对外展示为统

一的文件系统。

Linux上可用的存储引撃有AUFS、 Overlay2、 Device Mapper、Btrfs以及ZFS。顾名思义，每种存储

引擎都基于 Linux中对应的。

件系统或者块设备技术，井且每种存储引擎都有其独有的性能特点。

Docker在 Windows上仅支持 windowsfilter 一种存储引擎，该引擎基于NTFS文件系统之上实现了分层

和CoW [1]。

下图展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像层堆并合井，对外提供统一的视图。

Docker 镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可写层加载到镜像的顶部！

这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层！

3、commit镜像

docker commit 提交容器成为一个新的副本

# 命令和git原理类似

docker commit -m="描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]

实战测试

# 1、启动一个默认的tomcat docker run -d -p 8080:8080 tomcat 
# 2、发现这个默认的tomcat 是没有webapps应用，官方的镜像默认webapps下面是没有文件的！ docker exec -it 容器id 
# 3、拷贝文件进去 

# 4、将操作过的容器通过commit调教为一个镜像！我们以后就使用我们修改过的镜像即可，这就是我们自己 的一个修改的镜像。 
docker commit -m="描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG] 
docker commit -a="kuangshen" -m="add webapps app" 容器id tomcat02:1.0

如果你想要保存当前容器的状态，就可以通过commit来提交，获得一个镜像，就好比我们我们使用虚

拟机的快照。

入门成功！！！！

目录CONTENT

Docker镜像讲解

Docker镜像讲解

镜像是什么

1、Docker镜像加载原理

2、分层理解

3、commit镜像

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