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、运行时所需库、环境变量和配置文件。

所有的应用，直接打包部署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
• 自己制作镜像 DockerFile

理解：相当于是所有公共使用的部分单独是一个文件，在更高版本下依然使用，更高版本可能进行了某些修改，只需要对不同的部分进行下载并合并就行。

docker镜像加载原理

UnionFs （Union File System） 联合文件系统

2004年由纽约州立大学开发，它可以把多个目录内容联合挂载到同一个目录下，而目录的物理位置是分开的。UnionFS可以把只读和可读写文件系统合并在一起，具有写时复制功能，允许只读文件系统的修改可以保存到可写文件系统当中。

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。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，这样最终文件系统会包含所有底层的文件和目录。

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。
rootfs (root file system),在bootfs之上。包合的就是典型 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，自己之需要提供rootfs就可以了，由此课件对于不同的linux发行版，bootfs基本是一只的，rootfs会有所差别，因此不同的发行版可以共用bootfs。

虚拟机是分钟级别，容器是秒级的！

分层原理

分层的镜像

我么可以去下载一个镜像，注意观察下载的日志输出，可以看到是一层一层的在下载！

思考：为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢？
最大的好处，莫过于是资源共享了！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，同时内存中也只需要加载一份base镜像，这样就可以为所有容器服务了，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 iamge inspect命令！

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是，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，例如基于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三个镜像层，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，每个镜像层包含三个文件，而镜像包含了两个镜像层的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，上层镜像中的文件覆盖了底层镜像层中的文件，这样就使得文件的最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。
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底部！

这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层！

如何提交一个自己的镜像？

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="提交的描述信息" -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

# 2、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！

# 3、我们自己拷贝进去了基本文件
cp -r webapps.dist/* webapps

# 4、通过commit提交修改的镜像到本地，以后就使用修改后的镜像即可，这就是我们自己的一个修改的镜像。
docker commit -a="zh" -m="add webapps app" 原容器id tomcat02:1.0

学习方式：理解概念，但是一定要实践，最后实践与理论相结合一次搞定这个知识！！！

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
就好比之前学习JVM的时候，快照

到这里才算入门Docker！！
Docker精髓：容器数据卷、DockerFile、Docker网络

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