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Docker 镜像讲解
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。
- 那么如何得到镜像呢？
- 从远程仓库下载
- 朋友拷贝
- 自己制作一个镜像 Dockerfile
Docker 镜像加载原理
UnionFS（联合文件系统）
我们下载的时候看到的一层层的就是这个：
UnionFS（联合文件系统）
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 directories into a single virtual filesystem）。
UnionFS是Docker镜像的基础，镜像可以通过分层来继承，基于基础镜像（没有父镜像的镜像），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
例子：比如说 mysql 和 tomcat 都需要 centos 环境，先安装了 mysql ，就有了 centos 的环境，那再安装 tomcat ，就可以共用这一层 centos ，不需要再下载 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 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。
- 问题：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？
- 那是因为对于一个精简的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。
- 这也就是虚拟机启动是分钟级别而容器是秒级启动的原因所在。
分层理解
- 分层的镜像
- 可以观察一下下载一个镜像的时候的日志输出，会发现是一层一层的在下载的
- 如下第一层已经存在，不需要在下载
- 为什么Docker镜像要采用这种分层的结构呢？
- 最大的好处莫过于是资源共享了。比方说有多个镜像都从相同的 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，这样就可以为所有的容器服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。
- 我们可以通过 docker inspect命令从 查看镜像分层
- 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。
- 第一层镜像：基于 Ubuntu Linux 16.04 创建一个新的镜像；如果在这个镜像中添加 Python 包，就会在基础镜像层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，如下图。
- 在添加额外的镜像层的同时，镜像始终保持时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六个文件，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 windows filter 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 提交容器成为一个新的副本
docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名[tag]
- 案例：
- 问题：在 tomcat 容器的 webapps 下是没有文件的 ，每次启动的时候都要将 webapps.dist 目录下的内容拷贝到 webapps 目录下（cp -r webapps.dist/* webapps/）
- 解决方案：自己打包一个镜像，方便以后使用
docker commit -a="add apps" -m="add webapps app" 3c5af7b82a6c tomcatnew:1.0
- 查看镜像
- 如果想要保存当前容器的状态，可以通过 commit 来提交，获得一个镜像，下次直接使用这个镜像启动容器即可，就好比使用虚拟机时候的快照.
