Docker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的所有内容,包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
Docker镜像与容器的概念,可以类比Java中类与对象的概念来理解。
Docker 镜像(Image)就是一个只读的模板。镜像可以用来创建 Docker 容器,一个镜像可以创建很多容器。容器是镜像的运行实例。 就好似 Java 中的 类和对象,类就是镜像,容器就是对象!
一、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 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。
Docker镜像加载原理
linux内主要包含两种类型的文件系统:bootfs 和 rootfs。
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。
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。
简而言之:
bootfs包含了bootloader和linux内核。用户是不能对这层作任何修改的。在内核启动之后,bootfs实际上会unmount掉。
rootfs则包含了一般系统上的常见目录结构,类似于/dev, /proc, /bin等等以及一些基本的文件和命令。
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?
这是因为docker底层直接用Host的kernel,自己只需要提供rootfs就可以了。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。
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。
二、分层理解
镜像为什么会分层?
我们可以去下载一个镜像,注意观察下载的日志输出,可以看到是一层一层的在下载:
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。
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。
查看镜像分层的方式可以通过 docker image inspect 命令!