Dockerfile中的每个指令都会创建一个新的镜像层（是一个临时的容器，执行完后将不再存在，再往后进行重新的创建与操作）。
镜像层将被缓存和复用（后续的镜像层将基于前面的一层，每一层都会有下面几层的缓存）
当dockerfile的指令修改了，复制的文件变化了，或者构建镜像时指定的变量不同了（后续操作必然更改前面的镜像层），那么对应的镜像层缓存就会失效（自动销毁）。
某一层的镜像缓存失效之后，它之后的镜像层缓存都会失效（第一层不成功，那么第二层也不成功，相当于地基）。
容器的修改并不会影响镜像，如果在某一层中添加一个文件，在下一层中删除它，镜像中依然会包含该文件。

二、Docker镜像的创建

创建镜像有三种方法：

基于已有镜像创建
基于本地模板创建
基于Dockerfile创建（重点）

1、基于现有镜像创建

首先启动一个镜像，在容器里做修改

docker images
docker create -it centos:7 bash
docker ps -a
docker commit -m "new" -a "yyh" 1bbd3cfdb81d centos:7

2、基于本地模板创建

通过导入操作系统模板文件可以生成镜像，模板可以从OPENVZ开源项目下载

下载地址为:https://wiki.openvz.org/Download/template/precrated

#下载debian压缩包
wget http://download.openvz.org/template/precreated/debian-7.0-x86-minimal.tar.gz

3、基于dockerfile创建

dockerfile是由一组指令组成的文件
dockerfile每行支持一条指令，每条指令可携带多个参数，一条指令可以用&&方式，去写多条指令。
dockerfile支持以“#”为开头的注释

3.1 dockerfile结构（四部分）

基础镜像信息（Linux发行版：centos ubantu suse debian alpine redhat)
维护者信息(docker search可查看)
镜像操作指令（tar yum make)
容器启动时执行指令(cmd[“/root/run.sh”] 、entrypoint都是系统启动时，第一个加载的程序/脚本/命令)

3.2 构建镜像命令

PS:可以在构建镜像时指定资源限制

在编写Dockerfile时，有严格的格式需要遵循:

第一行必须使用FROM指令指明所基于的镜像名称;
之后使用MAINTAINER指令说明维护该镜像的用户信息;
然后是镜像操作相关指令，如RUN指令。每运行一条指令，都会给基础镜像添加新的一层。
最后使用CMD指令指定启动容器时要运行的命令操作。

示例：
docker build -t nginx:test .  
 
#基于dockerfile文件构建镜像命令
完整的写法： docker build -f dockerfile -t nginx:new . 
docker build : 基于dockerfile 构建镜像
-f ：指定dockerfile 文件（默认不写的话指的是当前目录）
-t ：(tag) 打标签 ——》nginx:new 
.  ：专业说法：指的是构建镜像时的上下文环境，简单理解：指的当前目录环境中的文件

三、镜像分层的原理

镜像不是一个单一的文件，而是有多层构成。容器其实是在镜像的最上面加了一层读写层，在运行容器里做的任何文件改动，都会写到这个读写层。如果删除了容器，也就删除了其最上面的读写层，文件改动也就丢失了。Docker使用存储驱动管理镜像每层内容及可读写层的容器层。

1、docker镜像分层（基于AUFS构建）

docker镜像位于bootfs之上
每一层镜像的下一层为父镜像
第一层镜像称为base images（操作系统环境镜像）
容器层（可读可写，为了给用户操作），在最顶层（writeable）
容器层以下都是readonly

2、bootfs 内核空间

主要包含bootloader（引导程序）和kernel（内核）。

bootloader主要引导加载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系统时一样的，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 ，此时内存的使用权由bootfs交给内核，此时系统也会卸载bootfs。
在linux操作系统中，linux加载bootfs时会将rootfs设置为read-only，系统自检后会将只读改为读写，让我们可以在操作系统中进行操作。

3、rootfs 内核空间

bootfs之上（base images，例如centos、ubuntu）
包含的就是典型的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。

4、AUFS 与overlay/overlay2

AUFS是一种联合文件系统，它使用同一个linux host上的多个目录，逐个堆叠起来，对外呈现出一个统一的文件系统，AUFS使用该特性，实现了Docker镜像的分层。

而docker 使用了overlay/overlay2存储驱动来支持分层结构。
overlayFS将单个linux主机上的两个目录合并成一个目录 ，这些目录被称为层，统一过程被称为联合挂载。

4.1 overlay结构

overlayfs在linux主机上只有两层，一个目录在下层，用来保存镜像，另一个目录在上层，用来存储容器信息。

rootfs    #基础镜像
lower     #下层信息（为镜像层，只读）
upper     #上层目录（容器信息，可写）
worker    #运行的工作目录（copy-on-write写时复制-->准备容器环境）
mergod    #视图层（容器视图）

#docker 镜像层次结构总结
1、base images :基础镜像
2、image :固化了一个标准运行环境，镜像本身的功能-封装一组功能性的文件，通过统一的方式，文件格式提供出来（只读）
3、container :容器层（读写）
4、docker-server 端
5、呈现给docker-client（视图）

5、联合文件系统（UnionFS）

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。AUFS、OberlayFS及Devicemapper都是一种UnionFS。

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。

从仓库下载时， 我们下看到的一层层的就是联合文件系统

6 、镜像加载原理

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，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
我们可以理解成一开始内核里什么都没有， ① 操作一个命令下载debian,这是就会在内核上面加一层基础镜像； ② 再安装一个emacs,会在基础镜像上叠加一层image;接着再安装一个apache,又会在images.上面叠加一层image。最后它们看起来就像一个文件系统即容器的rootfs。在Docker的体系里把这些rootfs叫做Docker的镜像。 ③ 但是，此时的每一层rootfs都是read-only的，我们此时还不能对其进行操作。当我们创建一个容器，也就是将Docker镜像进行实例化，系统会在一层或是多层read-only的rootfs之上分配一层空的read-write的rootfs

四、dockerfile操作指令

指令	含义
FROM [镜像]	指定新镜像所基于的镜像，第一条指令必须为FROM指令，每创建一个镜像就需要一条FROM指令，例如centos:7。from有两层含义：①开启一个新的镜像②必须写的一行指令
MAINTAINER [名字]	说明新镜像的维护人信息（可写可不写）
RUN命令	每一条RUN后面跟一条命令，在所基于的镜像上执行命令，并提交到新的镜像中，RUN必须大写
CMD [“要运行的程序”，“参数1”、“参数2”]	指定启动容器时需要运行的命令或者脚本，Dockerfile只能有一条CMD命令，如果指定多条则只能执行最后一条，“bin/bash”也是一条CMD,并且会覆盖image镜像里面的cmd。
EXPOSE [端口号]	指定新镜像加载到Docker时要开启的端口暴露端口，就是这个容器暴露出去的端口号
ENV [环境变量] [变量值]	设置一个环境变量的值，会被后面的RUN使用。容器可以根据自己的需求创建时传入环境变量，镜像不可以。
ADD [源文件/目录] [目标文件/目录]	①将源文件复制到目标文件，源文件要与Dockerfile位于相同目录中，②或者是一个URL，③若源文件是压缩包则会将其解压缩
COPY [源文件/目录] [目标文件/目录]	将本地主机上的文件/目录复制到目标地点，源文件/目录要与Dockerfile在相同的目录中，copy只能用于复制，add复制的同时，如果复制的对象是压缩包，ADD还可以解压，copy比add节省资源
VOLUME [“目录”]	在容器中创建一个挂载点，简单来说就是-v，指定镜像的目录挂载到宿主机上。
USER [用户名/UID]	指定运行容器时的用户
WORKDIR [路径]	为后续的RUN、CMD、ENTRYPOINT指定工作目录，相当于是一个临时的"CD"，否则需要使用绝对路径，例如workdir /opt。移动到opt目录，并在这下面的指令都是在opt下执行。
ONBUILD [命令]	指定所生成的镜像作为一个基础镜像时所要运行的命令（是一种优化）*
HEALTHCHECK	健康检查

1、ENTRYPOINT指令

ENTRYPOINT [“要运行的程序”，“参数1”，“参数2”]

设定容器启动时第一个运行的命令及其参数可以通过使用命令docker run --entrypoint 来覆盖镜像中的ENTRYPOINT指令的内容。

两种格式：

exec格式（数值格式）：ENTRYPOINT [“命令”，“选项”，“参数”]

shell格式：ENTRYPOINT 命令 选项 参数

2、CMD 与entrypoint

都是容器启动时要加载的命令

exec 模式与shell模式
exec：容器加载时使用的启动的第一个任务进程
shell：容器加载时使用的第一个bash（/bin/bash /bin/sh /bin/init）

自检完成后，加载第一个pid = 1 进程 
 
shell 翻译官/解释器，解析
 
echo $PATH

示例

mkdir test
cd test/
vim Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["top"]

docker build -t centos:7 .
docker run -it --name test centos:7
docker logs test
docker ps -a
docker start 6c198084c38b
docker exec test ps aux
docker ps -a
docker run -itd --name test01 centos:7 /bin/bash
docker exec test01 ps aux

2.1 使用exec模式是无法输出环境变量

示例:exec 模式（命令加选项+参数）

vim Dockerfile 
FROM centos:7
CMD ["echo","$HOME"]

echo $HOME
docker build -t "centos:zb" .

2.2 shell模式（需要加解释器）

vim Dockerfile
FROM centos:7
CMD ["sh","-c","echo $HOME"]
docker build -t "centos:yyh" .
docker run -itd --name yyh1 centos:yyh
docker logs yyh1

2.3 小结

例：区别shell 模式和exec 模式
/bin/sh -c nginx         #shell 模式
nginx                    # exec模式
 
exec 和shell 之间的区别  
exec 不可用输出环境变量
shell 模式可以输出环境变量
 
 
cmd 是容器环境启动时默认加载的命令
entrypoint 是容器环境启动时第一个加载的命令程序/脚本程序 init 
 
如果 ENTRYPOINT 使用了 shell 模式，CMD 指令会被忽略。
 
如果 ENTRYPOINT 使用了 exec 模式，CMD 指定的内容被追加为 ENTRYPOINT 指定命令的参数。
 
如果 ENTRYPOINT 使用了 exec 模式，CMD 也应该使用 exec 模式。

3、ADD和copy区别

Dockerfile中的COPY指令和ADD指令都可以将主机上的资源复制或加入到容器镜像中，都是在构建镜像的过程中完成的

copy只能用于复制（节省资源）
ADD复制的同时，如果复制的对象是压缩包，ADD还可以解压（消耗资源）
COPY指令和ADD指令的唯一区别在于是否支持从远程URL获取资源。COPY指令只能从执行docker build所在的主机上读取资源并复制到镜像中。而ADD指令还支持通过URL从远程服务器读取资源并复制到镜像中

五、dockerfile案例—构建tomcat镜像

tomcat启动脚本之间的关系
bin目录下的
startup.sh—调用—>catalina.sh—引用—>setclasspath.sh

说明：
1、tomcat的startup.sh脚本主要用来判断环境，
找到catalina.sh脚本源路径，将启动命令参数传递给catalina.sh执行;

2、setclasspath.sh检查各种变量是否赋值，
验证tomcat启动停止需要涉及到的文件，保障tomcat顺利启动停止；

3、catalina.sh脚本使用了大量的判断，
使用if作为参数的输入判断，核心的启动命令其实就是java命令。

六、总结

1、dockerfile构建镜像前要创建一个工作目录

dockerfile构建镜像前要创建一个工作目录，docker build会扫描当前目录下所有文件
优化四种方式——》基于docker镜像分层的原理来的
① 每一条RUN 指令都会生成一层新的镜像层
② 每一层镜像缓存会继承到下一层中 ——》直接影响到镜像的大小

2、创建镜像的方法有哪些？

直接在现用容器中更新内容，然后再使用docker commit [-m] [-a] [-p] 容器ID 新的镜像名:标签
下载镜像压缩包模板文件或者使用docker export导出容器文件，然后再使用docker import 文件名 – 新的镜像名:标签
dockerfile 构建镜像

Docker容器——dockerfile

一、dockerfile概念