Docker03-镜像管理

Docker03-镜像管理

什么是Docker镜像？

Docker镜像是由文件系统堆叠而成。

最低层是引导文件系统，即bootfs，类似linux/unix的引导文件系统。docker用户几乎永远不会和bootfs交互。

从下往上第二层是root文件系统，即rootfs，rootfs可以是一种或多种操作系统（如debian或者ubuntu）。传统的linux引导过程中，rootfs会先以只读的方式加载，当引导结束后，会切换为读写模式。而在docker中，rootfs永远都是只读模式。

docker利用联和加载技术（union mount）在rootfs上加载更多的只读文件系统，将多个文件系统按层叠加在一起，在外面只能看到一个文件系统，这样最终的文件系统会包含所有的底层文件和目录。

docker将这样各层的只读文件系统成为镜像，一个镜像可以位于另外一个镜像的上面，下面的镜像称为上面镜像的父镜像，类似栈的结构，最底部的镜像称为基础镜像。

当容器启动后，会在最顶层加载一个读写层，docker中运行的程序就是在这个读写层中运行的。

从网上找一张图来说明（图片来自网络）：

容器启动时，初始的读写层是空的。当文件系统发生变化时，这些变化会应用到读写层上，比如要修改一个文件，这个文件会先从下层的只读层中复制到读写层来，然后在读写层修改。只读层中这个文件的原版本还是存在，只不过被当前读写层屏蔽了。这种机制叫写时复制，这种机制可让镜像层永远都不发生变化。

列出本地镜像

➜  ~ docker images
REPOSITORY                                      TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
ubuntu                                          16.04               00fd29ccc6f1        22 months ago       111MB
ubuntu                                          latest              00fd29ccc6f1        22 months ago       111MB

仓库：一组镜像，每个镜像通过tag区分，相同的镜像可以有多个tag。

从registry中拉取和搜索镜像

从docker hub拉取镜像，指定仓库名称和tag。

docker pull ubuntu:12.04

当在命令中不指定仓库的tag，默认会使用latest。

使用docker search可以搜索docker hub上公共的镜像

docker search puppet
NAME                                               DESCRIPTION                                     STARS               OFFICIAL            AUTOMATED
puppet/puppetserver                                A Docker Image for running Puppet Server. ...   81                                      
alekzonder/puppeteer                               GoogleChrome/puppeteer image and screensho...   59                                      [OK]

如果搜索到了，会返回仓库名，描述，用户评价，是否官方，是否自动构建等信息。自动构建后面单独说明。

镜像的构建【重点】

如何构建自己的镜像？有两种方式，使用docker commit命令，以及使用Dockerfile文件和docker build命令。

docker commit命令不推荐使用，忽略过。

我们重点使用Dockerfile的方式来构建镜像。Dockerfile是一个文件，里面使用特定的指定来说明如何构建一个镜像，然后通过docker build命令读取Dockerfile文件完成镜像构建。

存放Dockerfile文件的目录，在docker中称为构建上下文，docker在构建过程中会将该目录中的文件和子目录上传到docker守护进程，这样守护进程在执行一些如ADD命令时，就可以访问上下文中的数据了。

➜  docker mkdir static_web
➜  docker cd static_web 
➜  static_web touch Dockerfile
➜  static_web vim Dockerfile 

# Version: 0.0.1
FROM ubuntu:14.04
MAINTAINER laozhou "[email protected]"
RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
RUN echo 'hi, i am in your container' > /usr/share/nginx/html/index.html
EXPOSE 80

➜  static_web docker build -t="zhouyinyan/static_web" .

构建的输出：

Sending build context to Docker daemon  2.048kB
Step 1/5 : FROM ubuntu:14.04
14.04: Pulling from library/ubuntu
a7344f52cb74: Pull complete 
515c9bb51536: Pull complete 
e1eabe0537eb: Pull complete 
4701f1215c13: Pull complete 
Digest: sha256:2f7c79927b346e436cc14c92bd4e5bd778c3bd7037f35bc639ac1589a7acfa90
Status: Downloaded newer image for ubuntu:14.04
 ---> 2c5e00d77a67
Step 2/5 : MAINTAINER laozhou "[email protected]"
 ---> Running in a8f232cb9910
 ---> 800e1757a6fd
Removing intermediate container a8f232cb9910
Step 3/5 : RUN apt-get update && apt-get install -y nginx
 ---> Running in 784d3dbed63e
.......
---> ccebd5bf5d3e
Removing intermediate container 784d3dbed63e
Step 4/5 : RUN echo 'hi, i am in your container' > /usr/share/nginx/html/index.html
 ---> Running in cd251b3632bd
 ---> 9478a44a8cc4
Removing intermediate container cd251b3632bd
Step 5/5 : EXPOSE 80
 ---> Running in 7d1f835b521a
 ---> fe314188b0dd
Removing intermediate container 7d1f835b521a
Successfully built fe314188b0dd
Successfully tagged zhouyinyan/static_web:latest

可以看出构建的流程：

1. 如果基础镜像不在本地，则下载基础镜像
2. 基于基础镜像，运行一个新的容器，在容器中执行一条指令，完成后提交为一个新的镜像层，删除容器
3. 基于第二步的新的镜像，运行一个新的容器，在容器中执行下一条指令，完成后提交为一个新的镜像层，删除容器
4. 重复第3步，直到所有指令执行完成。

可以使用docker images查看新构建的镜像。如果想深入看镜像是如何构建出来的，使用docker history命令

➜  static_web docker history zhouyinyan/static_web

使用新的镜像，启动容器

➜  static_web docker run -d --name static_web -p 80 zhouyinyan/static_web nginx -g "daemon off;"
de80814742bf2c8a4ad4fc376dbb1d24b50bcb47c34dad3cfec1fd70b1193a42

-p : 控制容器暴露的端口。

可以使用docker port 或者docker ps 命令，查看容器端口和宿主机端口映射

➜  static_web docker ps
CONTAINER ID        IMAGE                   COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                   NAMES
de80814742bf        zhouyinyan/static_web   "nginx -g 'daemon ..."   2 minutes ago       Up 2 minutes        0.0.0.0:32768->80/tcp   static_web

可以看到，容器的80端口映射到宿主机的32768端口上。docker会使用宿主机的32768-61000中的一个比较大的端口来映射容器端口。

通过curl访问下新的static_web容器看看：

➜  static_web curl localhost:32768
hi, i am in your container

当然我们在运行时，可以通过 -p 80:80 的方式来指定宿主机的端口。

docker run -d --name static_web -p 80:80 zhouyinyan/static_web nginx -g "daemon off;"

docker还提供一种简单的方式，即-P参数，它可以暴露在Dockerfile通过EXPOSE 指令公开的所有端口。

docker run -d --name static_web -P zhouyinyan/static_web nginx -g "daemon off;"

ps:这两个命令没有真实跑，你在跑的时候，要确保容器名称唯一。

Dockerfile指令介绍

• CMD指令：指定容器启动时要运行的命令。类似RUN命令，只不过RUN命令是构建过程要运行的命令，而CMD是容器被启动时要执行的命令。

  比如在docker run命令中指定要运行命令

  docker run -ti zhouyinyan/static_web /bin/bash
  

  可等效的在Dockerfile中

  CMD ["/bin/bash"]
  

  需要注意的是，如果在docker run命令中指定了要运行的命令，则会覆盖CMD指令中的命令。同时在Dockerfile只能有一个CMD指令。

• ENTRYPOINT指令：类似CMD指令，也是指定容器启动时要运行的命令，但与CMD不同的是，它不会被docker run命令中的指定的参数覆盖，而是会把docker run命令中的参数传递给ENTRYPOINT指令指定的命令。

  比如ENTRYPOINT指令如下：

  ENTRYPOINT ["/usr/sbin/nginx"]
  

  在doker run中指定参数

  docker run -ti zhouyinyan/static_web -g "daemon off;"
  

  此时，容器实际执行的命令时 /usr/sbin/nginx -g “daemon off;”。

  可以使用ENTRYPOINT和CMD来完成，当docker run不指定参数时，使用默认参数，指定参数时，使用指定的参数这样的效果。

  比如：

  ENTRYPOINT ["/usr/sbin/nginx"]
  CMD ["-h"]
  

  当docker run中不指定参数时：

  docker run -ti zhouyinyan/static_web
  

  实际运行的是：/usr/sbin/nginx -h

  而当docker run中指定参数时：

  docker run -ti zhouyinyan/static_web -g "daemon off;"
  

  实际运行的是： /usr/sbin/nginx -g "daemon off;

  ps: 可以使用 --entrypoint 覆盖 ENTRYPOINT指令。

• WORKDIR指令：在容器内部设置一个工作目录，CMD指令、ENTRYPOINT指令 指定的程序会在这个目录下执行。

  比如:

  WORKDIR /opt/webapp/db
  CMD ["pwd"]
  

  ps：可以使用-w参数覆盖WORKDIR指令的目录。

• ENV指令：在镜像构建过程中，指定环境变量。

  EVN TARGET_DIR /opt/app
  WORKDIR TARGET_DIR
  

  ps: 可以使用-e参数来指定容器中的环境变量

• USER：指定以什么样的用户去运行容器。

  USER nginx
  

  ps: 可以使用-u参数 覆盖。

• VOLUME: 用来向基于镜像创建的容器添加卷，卷在后面单独说明。

  VOLUME ["/opt/project"]
  

  所有基于此镜像的容器都会创建一个/opt/project的挂载点。

• ADD: 用来将构建上下文中的目录和文件复制到镜像中去，注意不能对构建上下文之外的文件进行ADD操作，除了URL。

  ADD software.lic /opt/application/software.lic
  ADD http://some.org/file.zip /data/file.zip
  

• COPY: 类似ADD，不同的是COPY只会关注构建上下文中复制本地文件。

  COPY conf.d/ /etc/apache2/
  

• LABEL: 为Docker镜像添加元数据，元数据已键值对的形式。

  LABEL version="1.0"
  LABEL location="new york" type="data center" role="web server"
  

• ONBUILD: 该指令中指定其他的Dockerfile指令，直接构建该镜像时不会允许指令。而当该镜像作为其他镜像的的基础镜像时（FROM指定的镜像），其他镜像在构建过程中会触发指定的指令，指令会插入到FROM指令之后。

  比如：

  ONBUILD ADD . /app/src
  ONBUILD RUN ["cd","/app/src"]
  

  那么在已该镜像作为基础镜像的新镜像在构建时，会执行ADD . /app/src和RUN ["cd","/app/src"]指令。有点像模板的作用。

• 其他如STOPSIGNAL,ARG等指令，如果使用到时，再参考即可。

镜像推送和删除

构建好镜像后，可以使用docker push命令将之推送到docker hub上。

➜  static_web docker push zhouyinyan/static_web

ps: 你需要注册docker hub的账号，在push之前，通过docker login先登录。

在docker hub上可以定义自动构建（automated builds），我们只需要将github上包含Docerfile文件的仓库连接到docker hub上即可，这样，当向github的仓库推送代码时，会自动触发构建，生成镜像。具体操作请cloud.docker.com上自行完成，非常简单。

最后，如果镜像不想在使用了，使用docker rmi命令删除

docker  rmi zhouyinyan/static_web

ps:如果镜像上有容器，则可先删除容器，在删除镜像，或者使用-f参数强制删除。

docker开源了docker registry，因此我们非常容易的可以运行自己私有的docker registry，这个话题具体可在具体用到了在深入。