一、Docker 镜像是什么
1、镜像是什么?
镜像:是一种轻量级、可执行的独立软件包,它包含运行某个软件所需的所有内容,我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境(包括代码、运行时需要的库、环境变量和配置文件等),这个打包好的运行环境就是 image 镜像文件。
只有通过这个镜像文件才能生成 Docker 容器实例(类似 Java 中 new 出来一个对象)。
2、分层的镜像
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在下载
![](https://files.mdnice.com/user/27110/50c7ca51-b18e-4041-b6e6-e599db92b4f6.png)
3、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。
![](https://files.mdnice.com/user/27110/5c4c828c-5454-4c40-9f9c-e5b0a545a168.png)
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
4、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 镜像的最底层是引导文件系统 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。
![](https://files.mdnice.com/user/27110/948aa845-94d2-4ebd-b848-b698beb8df60.png)
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??
![](https://files.mdnice.com/user/27110/de52e2df-ae55-4ae1-8779-a8f7898afc42.png)
对于一个精简的 OS,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
。
5、为什么 Docker 镜像要采用这种分层结构呢
镜像分层最大的一个好处就是共享资源,方便复制迁移,就是为了复用。
比如说有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来,那么 Docker Host 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、重点理解
Docker 镜像层都是只读的,容器层是可写的
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"。
所有对容器的改动 - 无论添加、删除、还是修改文件都只会发生在容器层中。只有容器层是可写的,容器层下面的所有镜像层都是只读的。
![](https://files.mdnice.com/user/27110/be2e9a90-3c27-4e57-bef6-809697fa3d97.png)
三、Docker 镜像 commit 操作案例
docker commit提交容器副本使之成为一个新的镜像
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]
案例演示 ubuntu 安装 vim:
(1)从 Hub 上下载 ubuntu 镜像到本地并成功运行
(2)原始的默认 Ubuntu 镜像是不带着 vim 命令的
![](https://files.mdnice.com/user/27110/4f2b6177-30a9-4d73-84c2-5e95974339d8.png)
(3)外网连通的情况下,安装 vim
![](https://files.mdnice.com/user/27110/85bbf939-37fb-4125-a8ad-6247e50725e6.png)
docker容器内执行上述两条命令:
apt-get update
apt-get -y install vim
![](https://files.mdnice.com/user/27110/a404d4e6-5400-421e-afc6-0872663f4915.png)
![](https://files.mdnice.com/user/27110/4b15acc5-c314-4938-a77e-2039f3c91501.png)
(4)安装完成后,commit 我们自己的新镜像
![](https://files.mdnice.com/user/27110/262a4aa4-1af8-4961-9841-80e7d4a08bc4.png)
![](https://files.mdnice.com/user/27110/bbe305a1-23cd-4b58-88d0-411820bab427.png)
(5)启动我们的新镜像并和原来的对比
官网是默认下载的 Ubuntu 没有 vim 命令,我们自己 commit 构建的镜像,新增加了 vim 功能,可以成功使用。
小总结:
Docker 中的镜像分层,支持通过扩展现有镜像,创建新的镜像。类似 Java 继承于一个 Base 基础类,自己再按需扩展。
新镜像是从 base 镜像一层一层叠加生成的。每安装一个软件,就在现有镜像的基础上增加一层
![](https://files.mdnice.com/user/27110/e2ca870a-bad7-49f9-a4eb-7e892821e165.png)