Docker镜像加载原理，通俗易懂

最新推荐文章于 2025-09-19 11:00:26 发布
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#docker #linux

本文解析Docker镜像的构成与加载机制，详细介绍了联合文件系统(UnionFS)的作用，以及Docker镜像如何通过分层实现高效共享与加载。深入探讨了bootfs与rootfs在Docker镜像中的角色。

docker镜像大家都知道，就是一个个独立的软件包，包含某个软件所需的代码，环境，配置文件等，其实镜像实际上是由一层一层的文件系统组成，这个文件系统就是联合文件系统(UnionFS)，这里简单说一下这个联合文件系统，简单来说，我们每次去pull一个应用(在linux中，一切皆文件)，都是分层来的，比如：
在这里插入图片描述
每个文件叠加过后就是我们的应用，虽然是叠加而来，但是对外却是一个整体的系统文件，这是我们docker镜像基础

Docker镜像加载原理

简单介绍这个图：
在这里插入图片描述

  • bootfs(boot file system) 主要包含bootloader和kernel, bpotloader 主要是引导加载kernel,当我们加载镜像的时候，会通过bootloader加载kernal，Docker镜像最底层是bootfs，当boot加载完成后整个kernal内核都在内存中了，bootfs也就可以卸载，值得注意的是，bootfs是被所有镜像共用的，许多镜像images都是在base image(rootfs)基础上叠加的

  • 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 。

分层理解

在这里插入图片描述

真正干活的是docker上的容器，不同容器都有一个共同的镜像，这个镜像有不同层级，每个层级都有自己的内容，可以共用，docker根据不同的需求来叠加镜像，从而对外暴露一个整体的镜像，每个容器都是精简版的linux系统，bootfs相当于鲸鱼的背，各容器内核kernal共用
Docker image 结构

Docker容器技术的原理与实践
AI天才研究院
09-24 2036
Docker是一个开源的平台，用于构建、运行和管理应用程序容器。它利用容器机制，能够在隔离环境中部署应用。容器和虚拟机都是将一个操作系统虚拟成多个用户空间，但两者最大的不同之处在于，容器共享宿主机的内核，从而使其占用更少的资源。Docker技术的出现，通过轻量级、可移植、随时停止的特性，使得容器技术得到了广泛的应用。Docker的基本原理与流程也成为许多学习和研究Docker的人的最佳学习材料。
Docker常用命令-自用
iTheoChan的博客
09-11 570
Docker常用命令-自用 docker pull/push docker images, docker inspect docker ps, docker run
【Docker】 镜像-加载原理、分层原理、commit镜像
Java_Pluto的博客
05-21 639
一、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、运行时环境、库、环境变量和配置文件。 所有的应用，直接打包成docker镜像，就可以直接跑起来。 如何得到镜像： 从远程仓库下载 从其他地方copy 自己制作一个镜像 DockerFile 二、docker镜像加载原理 1. 联合文件系统UnionFS UnionFS是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统。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
从保存到加载Docker镜像文件操作全图解
最新发布
weixin_38978741的博客
09-19 846
例如，在开发完成后，可以将开发环境中的镜像导出，然后在测试或生产环境中导入，从而保证各个环境的一致性。迁移与分发：当需要将镜像从一台机器迁移到另一台机器时，尤其是在没有直接网络连接的情况下，可以使用 docker save 将镜像导出为文件，然后通过其他方式（如USB驱动器、FTP传输等）将该文件复制到目标机器上。镜像优化：为了减少镜像文件的体积，可以在构建镜像时采用多阶段构建、清理不必要的文件等方式来优化镜像，使导出的文件更小，便于管理和传输。因此，在导出和导入镜像时应考虑存储空间和传输带宽的问题。
Windows Docker笔记-制作、加载镜像
枫叶2000的博客
02-07 1720
本文讲述了将容器制作为镜像，加载制作的镜像，并运行项目。
Docker镜像加载原理
m0_37817561的博客
03-26 1668
一.简介 Docker是一个轻量级的、可执行的独立软件包，将一个应用程序和环境打包成为一个文件包，这个打包好的文件包就是Docker镜像。只有通过镜像文件才能生成容器实例。。镜像文件是分层的，底层采用联合文件系统来实现。 二.联合文件系统（UnionFS） 联合文件系统是一个轻量级、高性能的文件系统；他支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层叠加；同时可以将不同的目录挂载到同一个文件系统下.UnionFs是Docker镜像的基础。可以通过分层来继承基础镜像，提高文件的复用。 三.Docker镜像加载原理
通俗易懂的Docker (一篇文章就让你玩转)
white_mvlog的博客
07-31 1147
通俗易懂的Docker(一篇文章就让你玩转)：几分钟你就可以完完全全使用！！！Docker一个运行环境部署好后，可一直重复使用的工具。Docker的三个基本概念镜像，容器，仓库简单一句概括镜像-->容器；镜像集中于仓库；仓库中有镜像，镜像被容器使用。（镜像中可以有多个组件，通过build自定义创建镜像，创建Dockerfile文件写入组件信息，如redis，php，mysql，python...）...
简单认识镜像底层原理详解和基于Docker file创建镜像
qq_67633755的博客
08-20 1198
Docker镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数 (如匿名卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。镜像的定制实际上就是定制每一层所添加的配置文件。如果我们可以把每一层修改、安装、构建、操作的命令都写入一个脚本，用这个脚本来构建、定制镜像，那么镜像构建透明性的问题、体积的问题就都会解决。这个脚本就是Dockerfile。
【狂神说Java】Docker最新超详细版教程通俗易懂笔记
lvdingding的专栏
01-21 1511
一、安装docker（b站复制出来的笔记图片加载不进来） 查看 linux 内核 cat /etc/os-release 查看linux版本 cat /etc/os-release 打开官网 https://docs.docker.com https://docs.docker.com/engine/ 1、卸载旧的版本 步骤地址：https://docs.docker.com/engine/install/centos/ 卸载命令： sudo yum remove docker \
Docker 官方 PHP 镜像中提供的辅助脚本一共有哪些？使用场景是什么？底层原理是什么？
长风破浪会有时的博客
01-22 759
通过上述方法，我们可以更好地理解 Docker 官方 PHP 镜像中提供的辅助脚本的概念、适用场景及其背后的原理。无论是在学习阶段还是实际项目开发中，合理利用这些工具和技术都能够显著提升工作效率和产品质量。
docker镜像加载原理
白小白的小白的博客
03-13 446
docker
docker入门（八）：docker镜像加载原理
Liu Feng's Blog
08-19 2914
文章目录1、镜像是什么2、Docker镜像获取的方式3、Docker镜像加载原理（1）UnionFS（联合文件系统）（2）Docker镜像加载原理 1、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、运行时环境、库、环境变量和配置文件。 即：所有的应用，直接打包成Docker镜像，就可以直接跑起来！ 2、Docker镜像获取的方式 从仓库中拉取镜像（docker pull）。 从本地文件中载入镜像（docker lo
如何加载docker镜像文件
weixin_39291964的博客
04-19 2480
通过这些步骤，你可以将 tar 归档格式的 Docker 镜像文件加载到你的系统中。如果遇到任何问题或需要进一步的帮助，请随时提问。的 Docker 镜像文件，并且该文件已经被上传到了你的测试机器。确保 Docker 服务已经启动。这会列出所有已加载的 Docker 镜像，你应该能在列表中看到刚刚导入的镜像。这条命令会从指定的 tar 文件中读取镜像，并将其加载到 Docker 中。加载 Docker 镜像文件的过程比较直接。假设你已经有一个名为。命令来加载镜像文件。打开你的终端（或命令行界面）。
Docker 镜像创建
weixin_34174105的博客
06-17 202
为什么80%的码农都做不了架构师？>>> ...
今年春招，hr让我谈谈Docker镜像加载原理
DrLai的博客
03-19 1829
今年春招，hr看见我简历上的docker经历让我谈谈镜像加载
docker的自定义镜像
03-04
<think>好的，我现在需要帮助用户理解Docker的自定义镜像，特别是他们在香橙派3LTS上使用的情况。用户之前的问题是关于用Docker创建多个Python环境，现在他们想深入了解自定义镜像。 首先，我需要确定用户的需求。他们可能已经按照之前的指导创建了基础容器，现在想进一步定制镜像，比如安装特定的依赖或配置环境。用户可能对Dockerfile的结构和优化不太熟悉，需要详细的步骤和示例。 接下来，我应该解释自定义镜像的基本概念，包括Dockerfile的作用，如何构建镜像，以及为什么需要自定义镜像。考虑到香橙派是ARM架构，需要强调选择正确的基镜像的重要性，避免架构不兼容的问题。 然后，我需要提供具体的步骤，比如创建Dockerfile，编写指令，构建镜像，运行和验证。用户可能需要实际的例子，比如安装Pandas并设置工作目录的例子，这样他们可以跟着操作。同时，要提到ARM架构的注意事项，比如使用正确的镜像标签，如arm32v7或arm64v8。 另外，用户可能关心如何优化镜像，比如减少层数、清理缓存、使用多阶段构建。这部分需要简明扼要地解释，并提供示例代码。例如，使用&&连接命令，删除不必要的文件，或者多阶段构建来减小最终镜像大小。 还要考虑用户在实际使用中可能遇到的问题，比如权限问题，如何处理GPIO访问，或者如何共享数据卷。可能需要给出运行时添加权限的命令，如--privileged或挂载设备。 最后，需要总结使用自定义镜像的好处，比如环境一致性、快速部署和隔离性，同时提醒ARM架构的注意事项。确保用户理解整个流程，并能够应用到他们的项目中。 检查是否有遗漏点，比如是否覆盖了Dockerfile常用指令、构建命令、优化技巧和问题解决。确保语言通俗易懂，结构清晰，步骤明确，适合不同层次用户的阅读。</think>以下是关于Docker自定义镜像的详细指南（特别适配香橙派3LTS的ARM架构环境）： --- ### 一、核心概念 **自定义镜像** = 基础镜像 + 分层修改 通过`Dockerfile`文本文件定义构建步骤，每个指令生成一个只读层，最终形成可复用的环境模板 --- ### 二、完整构建流程（ARM架构版） #### 1. 创建Dockerfile ```dockerfile # 必须指定ARM兼容的基础镜像 FROM arm32v7/python:3.9-slim-bullseye # 香橙派3LTS使用arm32v7架构 # 设置容器内工作目录 WORKDIR /app # 安装系统级依赖（ARM架构需特别注意软件包可用性） RUN apt-get update && \ apt-get install -y --no-install-recommends \ gcc \ libatlas-base-dev \ # ARM优化的数学库 && rm -rf /var/lib/apt/lists/* # 配置Python环境 ENV PYTHONUNBUFFERED=1 \ PIP_NO_CACHE_DIR=off # 安装Python依赖（ARM平台建议使用预编译轮子） COPY requirements.txt . RUN pip install --user -r requirements.txt # 复制项目代码 COPY . . # 声明容器启动命令 CMD ["python", "main.py"] ``` #### 2. 构建镜像（注意平台参数） ```bash # 香橙派需明确指定架构（即使使用arm32v7镜像） docker build --platform linux/arm/v7 -t my-python-app . ``` #### 3. 验证镜像 ```bash docker image inspect my-python-app | grep Architecture # 应显示："Architecture": "armv7l" ``` --- ### 三、定制化技巧（ARM优化） #### 1. 多阶段构建（减小镜像体积） ```dockerfile # 第一阶段：构建环境 FROM arm32v7/python:3.9-bullseye as builder RUN pip install --user numpy pandas # 安装编译依赖 # 第二阶段：运行时环境 FROM arm32v7/python:3.9-slim-bullseye COPY --from=builder /root/.local /root/.local # 仅复制所需文件 ENV PATH=/root/.local/bin:$PATH ``` #### 2. 加速ARM平台构建 ```dockerfile # 在requirements.txt首行添加： --prefer-binary # 优先使用预编译的wheel包 ``` #### 3. GPIO访问配置 ```dockerfile # 在Dockerfile中添加硬件访问权限 RUN groupadd -g 997 gpio && \ usermod -aG gpio root # 运行时需要添加参数： # docker run --device /dev/gpiomem --group-add gpio ... ``` --- ### 四、镜像管理指令 | 操作 | 命令 | 说明 | |------|------|------| | 构建镜像 | `docker build -t 镜像名:标签 .` | 注意末尾的点 | | 查看镜像 | `docker images \| grep arm` | 筛选ARM镜像 | | 删除镜像 | `docker rmi 镜像ID` | 先删除依赖的容器 | | 导出镜像 | `docker save -o backup.tar 镜像名` | 适用于ARM到ARM迁移 | | 加载镜像 | `docker load -i backup.tar` | 无需重新构建 | --- ### 五、ARM架构特别注意事项 1. **基础镜像选择**： ```dockerfile # 正确选择架构标签 arm32v7/... # 32位ARMv7（香橙派3LTS适用） arm64v8/... # 64位ARMv8 ``` 2. **软件源配置**： ```dockerfile # 在Dockerfile中更换国内源 RUN sed -i 's/deb.debian.org/mirrors.aliyun.com/g' /etc/apt/sources.list ``` 3. **交叉编译避免**： ```dockerfile # 避免在ARM设备上编译大型C扩展 RUN pip install --no-binary :all: some-package # 慎用！ ``` --- ### 六、典型应用场景 #### 场景1：机器学习项目 ```dockerfile FROM arm32v7/python:3.9-slim # 安装ARM兼容的TensorFlow Lite RUN pip install https://github.com/ivories/tensorflow-wheel/releases/download/v0.0.1/tflite_runtime-2.7.0-cp39-cp39-linux_armv7l.whl # 安装OpenCV（ARM专用包） RUN apt-get install -y python3-opencv ``` #### 场景2：Web应用部署 ```dockerfile FROM arm32v7/python:3.9-slim # 安装轻量Web服务器 RUN pip install waitress # 暴露端口 EXPOSE 8080 # 启动命令 CMD ["waitress-serve", "--port=8080", "app:wsgi_app"] ``` --- ### 七、调试技巧 1. **进入临时容器**： ```bash docker run -it --rm my-image bash ``` 2. **查看构建历史**： ```bash docker history my-image ``` 3. **检查文件系统**： ```bash docker run --rm -it --entrypoint sh my-image ``` 通过自定义镜像，您可以在香橙派上实现： ✅ 固化开发环境 ✅ 快速部署 ✅ 版本控制 ✅ 硬件资源隔离
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