docker学习三：docker镜像-优快云博客

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本文深入探讨Docker镜像的内部结构，解析其基于UnionFS的分层原理，阐述镜像加载过程及共享资源的优势。同时，介绍了Docker镜像的特点、commit操作以及镜像与容器的打包方法。

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一、docker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。

1.UnionFS（联合文件系统）

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 several 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，所以docker镜像是分层的。

2.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为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。

docker的centos镜像很小，只有几百MB，是一个精简的OS。是因为rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、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。

3.为什么 Docker 镜像要采用这种分层结构

最大的一个好处就是 - 共享资源。
比如：有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么宿主机只需在磁盘上保存一份base镜像，同时内存中也只需加载一份 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。

二、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。这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”。

三、Docker镜像commit操作

commit操作可以提交容器副本使之成为一个新的镜像，并提交到本地仓库。

命令：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.从Hub上下载tomcat镜像到本地并成功运行

[root@java12 ~]# docker run -d -p 9081:8080 tomcat
5a4c8d8ea95752464bad9bccbe2b4d843f59697cb6578c7beff35b8657aa5697

2.查看运行的tomcat容器

[root@java12 ~]# docker ps 
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED              STATUS              PORTS                    NAMES
5a4c8d8ea957        tomcat              "catalina.sh run"   About a minute ago   Up About a minute   0.0.0.0:9081->8080/tcp   modest_brattain

3.以此tomcat容器为模板提交一个新的镜像zs/tomcat01，zs就是自己取名的命名空间

[root@java12 ~]# docker commit -m=“新建的tomcat镜像” -a=“zs” 5a4c8d8ea957 zs/tomcat01:1.2
4d4380a8b342dab44bcfc4f3acbd12dcafbe225eac037de7a544087270e61398

4. 查看本地镜像

此时可以看到新的镜像已经生成并提交到本地了

[root@java12 ~]# docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED              VIRTUAL SIZE
zs/tomcat01         1.2                 4d4380a8b342        About a minute ago   506.9 MB
tomcat              latest              748e81869018        24 hours ago         506.8 MB
centos              centos6.8           efa3cf7ee1f9        9 months ago         194.5 MB