Docker镜像详解

什么是镜像

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要的所有内容，包括代码，运行时（一个程序在运行或者在被执行的依赖）、库，环境变量和配置文件。
所有应用，直接打包docker，可以直接运行

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是UnionFS联合文件系统。
Docker的镜像实际由一层一层的文件系统组成：

bootfs（boot file system）主要包含bootloader和kernel。bootloader主要是引导加载kernel，完成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，系统卸载bootfs。可以被不同的Linux发行版公用。
rootfs（root file system），包含典型Linux系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件。rootfs就是各种不同操作系统发行版（Ubuntu，Centos等）。因为底层直接用Host的kernel，rootfs只包含最基本的命令，工具和程序就可以了。
分层理解
所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的容器层。
容器在启动时会在镜像最外层上建立一层可读写的容器层（R/W），而镜像层是只读的（R/O）。

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。Rootfs(根文件系统)，在引导之上。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

我们去下载一个镜像，注意下载日志，可以发现是分层进行下载的

思考∶为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢?

最大的好处，我觉得莫过于是资源共享了!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。

:::tips
查看镜像分层的方式可以通过docker image inspect命令!
:::

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所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，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 Linux 16.04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(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。所有镜像层堆叠并合并，对外提供统一的视图。

特点：
Docker镜像都是只读的，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说的容器层，容器之下的都叫镜像层!

commit镜像

docker commit 提交镜像成为一个新的副本 #原理与git相似 docker commit -m ="提交的一些信息" -a="作者" 容器id 镜像名:[tag]

实战测试：

#启动一个默认的tomcat #发现这个默认的tomcat是没有webapps应用，镜像的原因，官方的镜像默认 webapps下面是没有文件的! #拷贝进去了基本的文件 #1.复制文件 [root@localhost ~]# docker exec -it c488a6848f7d /bin/bash root@c488a6848f7d:/usr/local/tomcat# cd webapps root@c488a6848f7d:/usr/local/tomcat/webapps# ls root@c488a6848f7d:/usr/local/tomcat/webapps# cd ../ root@c488a6848f7d:/usr/local/tomcat# cp -r webapps.dist/* webapps root@c488a6848f7d:/usr/local/tomcat# cd webapps root@c488a6848f7d:/usr/local/tomcat/webapps# ls ROOT docs examples host-manager manager #2.查看运行状态 [root@localhost ~]# docker ps CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES c488a6848f7d fb5657adc892 "catalina.sh run" 3 hours ago Up 3 hours 0.0.0.0:8080->8080/tcp, :::8080->8080/tcp tender_zhukovsky #3.进行镜像提交 [root@localhost ~]# docker commit -a=““"utoujun" -m="add webapps app" c488a6848f7d tomcat02:1.0 sha256:855f0e3d5375642f9a80d3b59e903c7e14984490372a41ae46750192996fa616 #4、将我们操作过的容器通过commit提交为一个镜像! 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