Docker镜像详解

🌕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)

我们在拉取hello world的时候，看到的一层层的就是这个！

用来记录每一次修改，查看是否是新增或者叠加

• 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(uniteseveral 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

类似于Git版本控制系统

例如都要下载Tomcat和MySQL，其中Tomcat已经下载了centos，那么在下载MySQL时就不用单独下载，而是他们共用一个centos

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bootioader和kenel,bootloader主要是引导加载kemel，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。

bootfs:系统启动引导需要加载。黑屏———>开机（加载）这一部分就是公用的，相当于文件联合系统的概念

平时我们安装进虚拟机的Centos都是好几个G，而Docker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，由于可见对于不同的Linux发行版，bootfs基本一致的，rootfs会有差别，因此不同发型版可以公用boootfs。

🌕分层理解

下载一个镜像，查看下载的日志输出，可以看到是一层一层的在下载

#用docker image inspect redis:latest 查看下载redis信息

[root@VM-16-15-centos ~]# docker image inspect redis:latest
[
   //......
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                            "sha256:2edcec3590a4ec7f40cf0743c15d78fb39d8326bc029073b41ef9727da6c851f",
                            "sha256:9b24afeb7c2f21e50a686ead025823cd2c6e9730c013ca77ad5f115c079b57cb",
                            "sha256:4b8e2801e0f956a4220c32e2c8b0a590e6f9bd2420ec65453685246b82766ea1",
                               "sha256:529cdb636f61e95ab91a62a51526a84fd7314d6aab0d414040796150b4522372",
                            "sha256:9975392591f2777d6bf4d9919ad1b2c9afa12f9a9b4d260f45025ec3cc9b18ed",
                            "sha256:8e5669d8329116b8444b9bbb1663dda568ede12d3dbcce950199b582f6e94952"
            ]
        },
        "Metadata": {
            "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"
        }
    }
]

分层信息：

🌗分层的优点

资源共享是最大的优点!比如有多个镜像都从相同的Base镜像构建而来，那么宿主只需要在磁盘上保留一份base镜像，同时内存中只需要加载一份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。

查看镜像分层可以通过:docker image inspect命令！！

[root@VM-16-15-centos ~]# docker image inspect redis:latest
[
   //......
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                            "sha256:2edcec3590a4ec7f40cf0743c15d78fb39d8326bc029073b41ef9727da6c851f",
                            "sha256:9b24afeb7c2f21e50a686ead025823cd2c6e9730c013ca77ad5f115c079b57cb",
                            "sha256:4b8e2801e0f956a4220c32e2c8b0a590e6f9bd2420ec65453685246b82766ea1",
                               "sha256:529cdb636f61e95ab91a62a51526a84fd7314d6aab0d414040796150b4522372",
                            "sha256:9975392591f2777d6bf4d9919ad1b2c9afa12f9a9b4d260f45025ec3cc9b18ed",
                            "sha256:8e5669d8329116b8444b9bbb1663dda568ede12d3dbcce950199b582f6e94952"
            ]
        },
        "Metadata": {
            "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"
        }
    }
]

🌗理解分层

• 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UbuntuLinux16.04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同时，镜像始终保持是当前所有镜像的组合，每个每个镜像层包含3个文件，而镜像包含了来自来个镜像层的6个文件

• 下图，在外部看来整个镜像只有6个文件，这是因为最上层的文件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、Overlay2DeviceMapperBtrfs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，并且每种存储引整都有其种有的性能特点。

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]。

下图屏示了与系统易示相同的三层镜像，所有镜像层堆叠并合并，对外提供统一的视图。

🌗特点

• 假设有些层是相同的，我们就可以直接复用
• Docker镜像是只读的，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，容器层之下的都叫镜像层！

🌗commit镜像

docker commit  #命令提交容器成为一个新的版本
#命令和git一样
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

• 默认的官方Tomcat镜像的webapps文件夹中没有任何内容，需要从webapps.dist中拷贝文件到webapps文件夹。
• 下面自行制作镜像：就是从webapps.dist中拷贝文件到webapps文件夹下，并提交该镜像作为一个新的镜像。使得该镜像默认的webapps文件夹下就有文件。具体命令如下：

# 将我们操作过的容器通过commit提交为一个镜像！这就是以后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

#1.启动tomcat
[root@VM-16-15-centos ~]# docker run -it -p 3355:8080 tomcat


#打开一个新的命令窗口 进入tomcat
[root@VM-16-15-centos ~]# docker exec -it 4f7d099bd5ec   /bin/bash
root@4f7d099bd5ec:/usr/local/tomcat# ls
BUILDING.txt     LICENSE  README.md     RUNNING.txt  conf  logs        temp     webapps.dist
CONTRIBUTING.md  NOTICE   RELEASE-NOTES  bin          lib   native-jni-lib  webapps  work
root@4f7d099bd5ec:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@4f7d099bd5ec:/usr/local/tomcat/webapps# ls
root@4f7d099bd5ec:/usr/local/tomcat/webapps# cd ..
root@4f7d099bd5ec:/usr/local/tomcat# ls
BUILDING.txt     LICENSE  README.md     RUNNING.txt  conf  logs        temp     webapps.dist
CONTRIBUTING.md  NOTICE   RELEASE-NOTES  bin          lib   native-jni-lib  webapps  work

#3.将webapps.dist下面的全部文件拷贝到webapps下
root@4f7d099bd5ec:/usr/local/tomcat# cp webapps.dist/* webapps


#4. 提交自己的镜像
[root@VM-16-15-centos ~]# docker commit -a="dainiao" -m="add webapps app" 176c3aef6cdd romcat02:1.0
sha256:66f12723b8138fcb1a81576012cb7597e19bb65dd8e0af4d5aeb156eaaae3f43

#5.查看发现自己的镜像多了一个tomcat02
[root@VM-16-15-centos ~]# docker images
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
romcat02              1.0       66f12723b813   11 seconds ago   684MB
nginx                 latest    605c77e624dd   5 months ago     141MB
tomcat                latest    fb5657adc892   5 months ago     680MB
redis                 latest    7614ae9453d1   5 months ago     113MB
centos                latest    5d0da3dc9764   9 months ago     231MB

如果你你想要保存当前容器状态，就可以通过commit来提交，获得一个镜像，就好比我们学习的虚拟机VM的快照！！！