Docker镜像讲解_运行的容器 应用程序文件在镜像中还是roots中

Docker镜像讲解

镜像是什么？

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

所有的应用，直接打包docker镜像，就可以直接跑起来

如何得到镜像：

• 从远程仓库下载
• 朋友拷贝给你
• 自己制作一个镜像 DockerFile

Docker镜像加载原理

UnionFS（联合文件系统）

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，它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 virtualfilesystem)。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。

bootfs(boot file system)主要包含bootloader和kernel, bootloader主要是引导加载kernel, Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层是bootfs。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加载器和内核。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。

roots (root file system)，在boots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。

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

[root@wulei /]# docker images centos
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
centos       7         8652b9f0cb4c   2 months ago   204MB
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对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令，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, bootfs基本是一致的, rootfs会有差别,因此不同的发行版可以公用bootfs。

分层理解

分层的镜像

我们去下载一个镜像，注意观察下载的日志输出，可以看到它是一层层下载，并且第一个已经存在，不需要下载了

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！ 比如有多个镜像都是从相同的Base镜像构建而来，那么宿主机只需要在磁盘上保留一份Base镜像即可，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 redis:6.0.10 命令!

[root@wulei ~]# docker image inspect redis:6.0.10
[
    //...
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:cb42413394c4059335228c137fe884ff3ab8946a014014309676c25e3ac86864",
                "sha256:8e14cb7841faede6e42ab797f915c329c22f3b39026f8338c4c75de26e5d4e82",
                "sha256:1450b8f0019c829e638ab5c1f3c2674d117517669e41dd2d0409a668e0807e96",
                "sha256:f927192cc30cb53065dc266f78ff12dc06651d6eb84088e82be2d98ac47d42a0",
                "sha256:a24a292d018421783c491bc72f6601908cb844b17427bac92f0a22f5fd809665",
                "sha256:3480f9cdd491225670e9899786128ffe47054b0a5d54c48f6b10623d2f340632"
            ]
        }
    }
]
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理解：

所有的Docker镜像都起使于一个基础的镜像，当进行修改或增加新的容器时，就会在当前的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 Linux 16.04创建一个新的镜像，这就是新的镜像的第一层；如果在该镜像中添加Python包，就会在基础的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，就会创建第三个镜像层。

该镜像当前已经包含 3 个镜像层，如下图所示

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，下图举例了一个简单的例子，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别，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的一个更新版本。

这种情况下，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上可用的存储引擎有AUFS、Overlay2、Device Mapper、Btrfs以及ZFS。顾名思义，每种存储引擎都基于Linux中对应的文件系统或者块设备技术，并且每种存储引擎都有其独有的性能特点。

Docker在Windows上仅支持windowsfiter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。所有镜像层堆叠并合并，对外提供统一的视图。

特点

Docker镜像都只是可读的，当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部！

这一层就是我们通常所说的容器层，容器之下的都叫镜像层

如何提交自己的一个镜像？

commit镜像

docker commit 提交容器为一个新的副本

# 命令和git原理类似
docker commit -m="提交的信息" -a="作者" 容器ID 目标镜像名[:tag]
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测试

# 启动一个默认的Tomcat 现在启动完毕访问不了，因为没有webapps
[root@wulei wulei]# docker run -d -p 3366:8080 --name tomcat01 tomcat
05c036135c85d57526a1b637c25d2423d52b2fd4e366acbecdd734c8818cfd71
[root@wulei wulei]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND             CREATED         STATUS         PORTS                    NAMES
05c036135c85   tomcat    "catalina.sh run"   4 seconds ago   Up 3 seconds   0.0.0.0:3366->8080/tcp   tomcat01
# 进入Tomcat容器
[root@wulei wulei]# docker exec -it 05c036135c85 /bin/bash
# 删除 webapps 空文件夹
root@05c036135c85:/usr/local/tomcat# rmdir webapps
# 重命名webapps.dist 文件夹为 webapps
root@05c036135c85:/usr/local/tomcat# mv webapps.dist webapps
root@05c036135c85:/usr/local/tomcat# cd webapps/
root@05c036135c85:/usr/local/tomcat/webapps# ls
ROOT  docs  examples  host-manager  manager

# 以上的步骤做完之后，我以后不想这么麻烦，直接用改好的容器。
[root@wulei ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND             CREATED        STATUS         PORTS                    NAMES
05c036135c85   tomcat    "catalina.sh run"   15 hours ago   Up 5 minutes   0.0.0.0:3366->8080/tcp   tomcat01
# 将哦我们修改过的容器通过commit提交成一个新的镜像，我们以后就可以使用自己的镜像即可
[root@wulei ~]# docker commit -m="add webapps" -a="wl" 05c036135c85 mytomcat:1.0
sha256:6ad64d57c483c7a9f73e6c6cfa183aa70436a475ce119cc1270ebbc18df6d203
[root@wulei ~]# docker images mytomcat
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
mytomcat     1.0       6ad64d57c483   11 seconds ago   654MB
# 现在只是把它提交到本地，后面会说到提交到仓库
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