docker镜像使用和总结
一、Docker镜像是什么？
操作系统分为内核和用户空间。在Linux中，内核启动后会挂载 root 文件系统为其提供用户空间支持。
docker镜像就相当于一个 root文件系统。比如：官方镜像ubuntu:18.04就包含了一套Ubuntu最小系统的root文件系统。
虽然docker镜像相当于一个root文件系统，但它是一个特殊的文件系统，不仅提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件，还包含运行时准备的一些配置参数（如：匿名卷、环境变量、用户等）。
二、分层存储与镜像构建
Docker设计时充分利用 Union FS 的技术，将其设计为分层存储的架构。镜像只是一个虚拟的概念，并不是一个类似ISO的打包文件，是由多层文件系统联合组成。
1、UnionFS
联合文件系统（Union File System）：2004年由纽约州立大学石溪分校开发，它可以把多个目录(也叫分支)内容联合挂载到同一个目录下，而目录的物理位置是分开的。UnionFS允许只读和可读写目录并存，就是说可同时删除和增加内容。
Linux各发行版实现的UnionFS各不相同，因此Docker在Linux发行版中使用的也不同。可以通过docker info 来查看docker使用的是哪一种UnionFS。目前Dokcer支持如下几种storage driver 如下所示:
2、镜像构建
镜像构建时会一层层构建，前一层是后一层的基础。
每一层构建完就不再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。
由于这个特性，操作删除前一层文件，并没有真的删除前一层的文件，而是紧紧在当前层标记该文件删除。在容器运行时不会看到该文件，但改文件会一直跟随镜像。
因此构建镜像时，需要格外小心，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何额外的东西在该层构建结束前清除掉。
三、使用镜像
1、获取镜像
从docker镜像仓库获取镜像的命令是 docker pull 。命令格式如下所示：
$ docker pull [选项] [Docker Registry 地址[:端口号]/仓库名[:标签]] # Dokcer镜像仓库地址：格式一般是<域名/IP>[:端口号]，默认地址是 Docker Hub # 仓库名：两段式名称，<用户名>/<软件名>，对Docker Hub，如果不给出用户名，默认为 library，也就是官方镜像。
获取ubuntu镜像示例：
[root@kwephicprc03547 yum.repos.d]# docker pull ubuntu:18.04 18.04: Pulling from library/ubuntu 9ef5b901d87c: Pull complete # 层id 3daad4f91066: Pull complete 7e9f0564ef6f: Pull complete fc001299f620: Pull complete Digest: sha256:7a47ccc3bbe8a451b500d2b53104868b46d60ee8f5b35a24b41a86077c650210 # 镜像完整的sha256摘要
Status: Downloaded newer image for ubuntu:18.04
注意：
（1）由于镜像名称为ubuntu:18.04，一次获取官方镜像 library/ubuntu仓库中标签为 18.04 的镜像。
（2）由于镜像是由多层存储构成，因此下载也是一层层下载。
（3）下载过程中显示了每一层id的前12位。
（4）下载完成输出完整sha256摘要以保证下载一致性。
（5）层ID和sha256下载并不都一致，因为官方一直在维护，处理BUG或版本更新。
2、列出镜像
想列出已经下载下来的镜像，可以使用 docker images 或者 docker image ls 命令。
[root@kwephicprc03547 yum.repos.d]# docker images #仓库名 标签 镜像ID 创建时间 所占用的空间 REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE euler latest da5bac89d64d 4 days ago 1.15GB ubuntu 18.04 21e0cf71370f 2 weeks ago 79.9MB hello-world latest de6f0c40d4e5 7 weeks ago 4.75kB centos/aarch64 latest b1b73535f567 13 months ago 236MB
[root@kwephicprc03547 yum.repos.d]# docker image ls REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE euler latest da5bac89d64d 4 days ago 1.15GB ubuntu 18.04 21e0cf71370f 2 weeks ago 79.9MB hello-world latest de6f0c40d4e5 7 weeks ago 4.75kB centos/aarch64 latest b1b73535f567 13 months ago 236MB
注意：镜像ID才是镜像的唯一标识，一个镜像可以对应多个标签。
3、镜像体积
docker images列出镜像所标识的占用空间和在Docker Hub上看到的镜像大小是不同的。
Docker Hub地址：https://hub.docker.com/_/ubuntu?tab=tags
Docker Hub中显示的体积是压缩后的体积。
在镜像下载和上传过程中镜像都是保持在压缩状态的，因此这个镜像大小关注的是网络传输中的流量。
但是docker images列表中的镜像体积总和也并不是所有镜像的实际消耗：
1）Docker镜像是多层存储结构，可以继承、复用，因此不同的镜像可能使用的是相同的基础镜像，从而拥有共同的层。
2）Union FS技术下，相同的层只需要保存一份即可，因此实际镜像硬盘占用空间往往比列表镜像大小总和小很多。
3）查看镜像、容器、数据卷所占用的空间：
$ docker system df TYPE TOTAL ACTIVE SIZE RECLAIMABLE Images 3 1 432.4MB 289.9MB (67%) Containers 1 1 137.2MB 0B (0%) Local Volumes 0 0 0B 0B Build Cache 0 0 0B 0B
4、镜像删除
要删除本地镜像其命令格式如下所示：
docker image rm [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...] docker rmi [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...] docker image remove [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...] Remove one or more images Aliases: rm, rmi, remove Options: -f, --force Force removal of the image --no-prune Do not delete untagged parents
删除镜像可以使用镜像短id、镜像长id、镜像名、镜像摘要。删除镜像示例如下所示：
[root@kwephicprc03547 ~]# docker rmi hello-world Untagged: hello-world:latest Untagged: hello-world@sha256:2557e3c07ed1e38f26e389462d03ed943586f744621577a99efb77324b0fe535 Deleted: sha256:de6f0c40d4e5d0eb8e13fa62ccbbdabad63be2753c9b61f495e7f1f486be1443 Deleted: sha256:26d82c2b34c3dedc481b7db3d84c3d1892a6a82cd97624767c4217beb382e7f8
删除镜像时，实际上是在要求删除某个标签的镜像。删除镜像的几种情况分析：
首先需要将满足要求的所有镜像标签取消，即Untagged信息。
其次当镜像所有的标签都被取消，镜像失去了存在的意义，触发删除行为。从上层向基础层依次进行判断删除。
如果取消了标签，但是这个镜像仍被其他标签指向，则不会触发删除行为。而且镜像是多层结构，如果有某些镜像依赖于当前镜像的某一层，也不会触发删除行为，直到没有任何层依赖当前层，才会真是删除当前层。
由于容器是以镜像为基础，再加一层容器存储层，因此镜像启动的容器依然存在也是不可以删除当前镜像的。
四、docker commit理解和使用
镜像地多层存储的，每一层在前一层的基础上进行修改；容器也是多层存储，以镜像为基础层，在其基础上加一层作为容器运行时的存储层。
运行容器时（如果不使用卷），任何文件修改都会被记录在容器存储层里。
docker commit命令，可以将容器的存储层保存下来成为镜像：在原镜像基础上，叠加容器存储层，构成新的镜像。
1、容器修改案例
（1）启动一个nginx容器
用nginx镜像启动一个容器，命名为webserver，且映射80端口：
[root@kwephicprc03547 ~]# docker run --name webserver -d -p 80 nginx Unable to find image 'nginx:latest' locallylatest: Pulling from library/nginx 42367302fc78: Pull complete a9cb25c539ce: Pull complete 07dff5c0fced: Pull complete Digest: sha256:dd2d0ac3fff2f007d99e033b64854be0941e19a2ad51f174d9240dda20d9f534 Status: Downloaded newer image for nginx:latest 84d5102335b184f04e9f9060cafe38ac5216424e641036cc1fab2f84d9140937
可以在浏览器直接访问该页面：
（2）修改容器nginx页面显示
以交互终端方式进入webserver容器，执行shell命令修改index.html：
[root@kwephicprc03547 ~]# docker exec -ti webserver bash root@84d5102335b1:/# echo '<h1>Hello, Docker!</h1>' > /usr/share/nginx/html/index.html
刷新浏览器，显示内容如下所示：
修改容器文件就修改了容器的存储层，利用docker diff 命令查看具体改动：
[root@kwephicprc03547 ~]# docker diff webserver C /usr C /usr/share C /usr/share/nginx C /usr/share/nginx/html C /usr/share/nginx/html/index.html C /var C /var/cache C /var/cache/nginx A /var/cache/nginx/fastcgi_temp A /var/cache/nginx/proxy_temp A /var/cache/nginx/scgi_temp A /var/cache/nginx/uwsgi_temp A /var/cache/nginx/client_temp C /root A /root/.bash_history C /runA /run/nginx.pid
2、使用docker commit定制镜像
docker commit语法格式：
docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]] Create a new image from a container's changes Options: -a, --author string Author (e.g., "John Hannibal Smith <hannibal@a-team.com>") -c, --change list Apply Dockerfile instruction to the created image -m, --message string Commit message -p, --pause Pause container during commit (default true)
（1）将webserver容器保存为镜像
[root@kwephicprc03547 ~]# docker commit \ > --author 'hqs' \ # 指定修改的作者 > --message "修改欢迎页面显示" \ # 记录本次修改内容 > webserver \ # 容器名 > nginx:v2 # 仓库名：标签 sha256:c795dacab9b490ff99ee3ea2493eae7675f2c550c5f66064ddaf5a0f7dc14755
（2）查看新定制的镜像
[root@kwephicprc03547 ~]# docker image ls nginx
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE nginx v2 c795dacab9b4 2 minutes ago 103MB nginx latest 9235bd14ba8c 2 weeks ago 103MB
再使用docker history查看镜像内历史记录：
3、docker commit总结
docker diff webserver可以发现，容器中除了真正要修改的/user/share/nginx/html/index.html文件外，还有很多文件被改动或添加了。如果是安装软件、编译构建则会有大量的无关内容被添加进去，导致镜像非常臃肿。
docker commit意味着对镜像的操作是黑箱操作，生成的也是黑箱镜像。除了制作镜像人知道执行过什么发生过什么，其他人无从得知。这将导致维护非常困难。
因此定制镜像应该使用 Dockerfile 来完成。
