Docker（二）：镜像管理
一：镜像介绍
简单说，Docker镜像是一个不包含Linux内核而又精简的Linux操作系统
那么镜像从哪里来？
Docker Hub是由Docker公司负责维护的公共注册中心，包含大量的容器镜像，Docker工具默认从这个公共镜像库下载镜像：https://hub.docker.com/
二：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 serveral directorires inot 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
例如：
[root@t-docker chenzx]# ls dir1
a.txt b.txt
[root@t-docker chenzx]# ls dir2
c.txt d.txt
# 把dir1和dir2挂载到dir目录下，最终两个目录内容会显示在一个目录下：
[root@t-docker chenzx]# ls dir
a.txt b.txt c.txt d.txt
三：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称为联合文件系统(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镜像的最底层就是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就是各种不同操作系统发行版，比如ubuntu,centos等。
ubuntu和centos的内核相同，只是rootfs布局不一样而已。
平时我们安装虚拟机的centos都是好几个G，为什么docker这里才200M？
[root@node01 ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
docker.io/centos latest 9f38484d220f 5 weeks ago 202 MB
对一个精简的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，因为底层直接用宿主机的kernel，自己只需要提供rootfs就行了。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。
docker为什么快，就是因为共有宿主机的内核。
以我们的pull为例，在下载的过程中，我们可以看到docker的镜像好像是在一层一层的下载。
[root@node01 ~]# docker pull tomcat # 默认拉取的是tomcat:latest版本，拉取指定版本镜像：tomcat:3.2
Using default tag: latest
Trying to pull repository docker.io/library/tomcat ...
latest: Pulling from docker.io/library/tomcat
e79bb959ec00: Pull complete
d4b7902036fe: Pull complete
1b2a72d4e030: Pull complete
de423484a946: Pull complete
ceaac3b844f7: Pull complete
88f01b722a52: Pull complete
c23be56a9ac1: Pull complete
d852ffd6d31f: Pull complete
11775a3d792d: Pull complete
13fdd17462ac: Pull complete
2092995a1e54: Pull complete
Digest: sha256:6cb1b64fa315eab22803c7cde8408b91dedba8fbf5f01d4def96d95f79344a17
Status: Downloaded newer image for docker.io/tomcat:latest
好了，有了上面分层的概念后，我们思考一个问题，为什么tomcat的镜像比centos镜像还大？
[root@t-docker chenzx]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
tomcat latest 690cb3b9c7d1 7 days ago 463MB
centos latest 5182e96772bf 3 weeks ago 200MB
这是因为Tomcat的镜像是由kernel、centos、jdk8、tomcat组成，所以比centos镜像大。
为什么docker镜像要采用这种分层结构呢？ 一句话， 分层最大的好处是：共享资源 。
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存一份base镜像，同时内存中也只需要加载一份base镜像，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。
镜像的特点： 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。这一层被称为容器层，容器层之下的层都是镜像层。
四：镜像管理命令
4.1 搜索镜像
[root@node01 ~]# docker search centos
INDEX NAME DESCRIPTION STARS OFFICIAL AUTOMATED
docker.io docker.io/centos The official build of CentOS. 5306 [OK]
docker.io docker.io/ansible/centos7-ansible Ansible on Centos7 121 [OK]
docker.io docker.io/jdeathe/centos-ssh CentOS-6 6.10 x86_64 / CentOS-7 7.5.1804 x... 107 [OK]
docker.io docker.io/consol/centos-xfce-vnc Centos container with "headless" VNC sessi... 85 [OK]
docker.io docker.io/imagine10255/centos6-lnmp-php56 centos6-lnmp-php56 54 [OK]
……………………………………………….
搜索点赞数超过30的tomcat镜像：
[root@node01 ~]# docker search -s 30 tomcat # -s stars 搜索点赞数超过30的tomcat镜像
Flag --stars has been deprecated, use --filter=stars=3 instead
INDEX NAME DESCRIPTION STARS OFFICIAL AUTOMATED
docker.io docker.io/tomcat Apache Tomcat is an open source implementa... 2352 [OK]
docker.io docker.io/tomee Apache TomEE is an all-Apache Java EE cert... 65 [OK]
docker.io docker.io/dordoka/tomcat Ubuntu 14.04, Oracle JDK 8 and Tomcat 8 ba... 53 [OK]
docker.io docker.io/davidcaste/alpine-tomcat Apache Tomcat 7/8 using Oracle Java 7/8 wi... 34 [OK]
4.2 拉取镜像
[root@node01 ~]# docker pull tomcat # 默认拉取的是tomcat:latest版本，拉取指定版本镜像：tomcat:3.2
Using default tag: latest
Trying to pull repository docker.io/library/tomcat ...
latest: Pulling from docker.io/library/tomcat
...................................................
显示本机已有的镜像：
[root@node01 ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
docker.io/tomcat latest 5a069ba3df4d 10 days ago 465 MB
显示完整的IMAGE信息：
[root@node01 ~]# docker image ls --no-trunc
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
docker.io/nginx 1.14-alpine sha256:8a2fb25a19f5dc1528b7a3fabe8b3145ff57fe10e4f1edac6c718a3cf4aa4b73 7 days ago 16 MB
docker.io/busybox latest sha256:af2f74c517aac1d26793a6ed05ff45b299a037e1a9eefeae5eacda133e70a825 2 weeks ago 1.2 MB
删除docker镜像：
docker rmi -f tomcat
docker rmi -f nginx tomcat hello-world # 删除多个镜像
docker rmi -f $(docker images -qa) # 删除全部镜像
4.3 镜像的commit操作
docker commit：表示提交容器副本使之成为一个新的镜像 。假设我们在docker中运行了一个Tomcat容器，我们在tomcat容器中做了一些我们自定义的修改，然后我们这个修改的tomcat容器进行commit，这样我们就形成了一个 新的自定义镜像 。
命令格式： docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 要创建的目标镜像名:[标签名]
1：首先从hub上下载tomcat镜像到本地并成功运行
[root@t-docker chenzx]# docker images tomcat
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
tomcat latest 690cb3b9c7d1 7 days ago 463MB
2：运行tomcat容器
[root@t-docker chenzx]# docker run -it -p 8888:8080 tomcat
Using CATALINA_BASE: /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME: /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME: /docker-java-home/jre
30-Aug-2018 08:37:01.728 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["http-nio-8080"]
30-Aug-2018 08:37:01.736 INFO [main] org.apache.coyote.AbstractProtocol.start Starting ProtocolHandler ["ajp-nio-8009"]
30-Aug-2018 08:37:01.739 INFO [main] org.apache.catalina.startup.Catalina.start Server startup in 555 ms
[root@t-docker chenzx]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
5c83a1f3aea4 tomcat "catalina.sh run" 8 minutes ago Up 8 minutes 0.0.0.0:8888->8080/tcp quirky_zhukovsky
3：删除上一步镜像生成的tomcat容器中的某些文档
[root@t-docker chenzx]# docker exec -it 54a817e3ce05 /bin/bash # 进入tomcat容器
root@54a817e3ce05:/usr/local/tomcat# cd webapps/
root@54a817e3ce05:/usr/local/tomcat/webapps# ls -l
total 4
drwxr-x--- 3 root root 306 Aug 23 00:47 ROOT
drwxr-x--- 14 root root 4096 Aug 23 00:47 docs
drwxr-x--- 6 root root 83 Aug 23 00:47 examples
drwxr-x--- 5 root root 87 Aug 23 00:47 host-manager
drwxr-x--- 5 root root 103 Aug 23 00:47 manager
root@54a817e3ce05:/usr/local/tomcat/webapps# rm -rf docs/
root@54a817e3ce05:/usr/local/tomcat/webapps# ls -l
total 0
drwxr-x--- 3 root root 306 Aug 23 00:47 ROOT
drwxr-x--- 6 root root 83 Aug 23 00:47 examples
drwxr-x--- 5 root root 87 Aug 23 00:47 host-manager
drwxr-x--- 5 root root 103 Aug 23 00:47 manager
4：通过上一步，当前的Tomcat运行实例是一个没有文档内容doc目录的容器，以它为模板，commit一个没有doc的tomcat新镜像chenzx/tomcat02，chenzx就是自己取的命名空间
[root@t-docker chenzx]# docker commit -a='xiaoxin' -m='del tomcat docs' 54a817e3ce05 chenzx/tomcat02:1.2 # -a作者；-m标准信息
sha256:24c3d89d4d043e4fb97f0cf4f3b94bcf96b5600a062fc8de4e39a7763d20badf
[root@t-docker chenzx]# docker images # 查看刚刚commit的镜像
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
chenzx/tomcat02 1.2 24c3d89d4d04 7 seconds ago 463MB
tomcat latest 690cb3b9c7d1 7 days ago 463MB
5：把正在运行的容器全部删除
docker rm -f $(docker ps -q)
6：以刚刚commit的tomcat镜像生成一个新的容器
docker run -it -P chenzx/tomcat02:1.2
[root@t-docker chenzx]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
c6c68b224e84 chenzx/tomcat02:1.2 "catalina.sh run" 24 seconds ago Up 24 seconds 0.0.0.0:32770->8080/tcp awesome_sammet
此时再次访问tomcat时可以看到，我们用自定义的jtomcat1.2镜像，生成的容器里面没有doc目录
以守护式方式启动tomcat容器（-d参数）
[root@t-docker chenzx]# docker run -d -p 6666:8080 tomcat
23b4ec6f24b854f682631c5a9b6bcfc0c685dbec46d1867faea4b534f5791452
[root@t-docker chenzx]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
23b4ec6f24b8 tomcat "catalina.sh run" 5 seconds ago Up 4 seconds 0.0.0.0:6666->8080/tcp flamboyant_almeida
五：镜像的备份与加载
这里所说的镜像的备份是将镜像打成tar包，当然也可以使用自建的镜像仓库
docker save jdk:1.8 -o ./jdk.tar # 将镜像打成tar包，-o后面指定镜像的保存路径
docker load -i jdk.tar # 加载镜像
