【期末复习】Docker（3）

3-1.基本概念（三大核心）

1. 三大核心概念
   ① 镜像
   – Docker镜像类似于虚拟机镜像（但是更轻量），可以将它理解为一个只读的模板。
   例如，一个镜像可以包含一个基本的操作系统环境，里面仅安装了Apache应用程序（或用户需要的其他软件）。可以把它称为一个Apache镜像。
   – 镜像是创建Docker容器的基础。
   ② 容器
   – Docker容器类似于一个轻量级的沙箱，Docker利用来运行和隔离应用
   – 容器是从镜像创建的应用运行实例。它可以启动、开始、停止、删除，而这些容器都是彼此相互隔离、互不可见的。
   – 可以把容器看做一个简易版的Linux系统环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）以及运行在其中的应用程序打包而成的盒子。
   – 镜像自身是只读的。容器从镜像启动的时候，会在镜像的最上层创建一个可写层。
   ③ 仓库
   – Docker仓库类似于代码仓库，是Docker集中存放镜像文件的场所。
   – Docker仓库和注册服务器（Registry）的区分：注册服务器是存放仓库的地方，其上往往存放着多个仓库。每个仓库集中存放某一类镜像，往往包括多个镜像文件，通过不同的标签（tag）来进行区分。例如存放Ubuntu操作系统镜像的仓库，称为Ubuntu仓库，其中可能包括16.04,18.04等不同版本的镜像。
   
   – 根据所存储的镜像公开共享与否，Docker仓库可以分为公开仓库（Public）和私有仓库（Private）两种形式。
   – 目前，最大的公开仓库是官方提供的Docker Hub，其中存放着数量庞大的镜像供用户下载。国内不少云服务提供商（如腾讯云、阿里云等）也提供了仓库的本地源，可以提供稳定的国内访问。
   – 当然，用户如果不希望公开分享自己的镜像文件，Docker也支持用户在本地网络内创建一个只能自己访问的私有仓库。
   – 当用户创建了自己的镜像之后就可以使用push命令将它上传到指定的公有或者私有仓库。这样用户下次在另外一台机器上使用该镜像时，只需将其从仓库上pull下来就可以了。
2. 关系：仓库分发镜像、镜像构建容器、容器执行
   
3. 容器和镜像的关系
   

3-2.镜像

1. 镜像：镜像就是一堆只读层的统一视角。
   – 下图中，从左边我们看到了多个只读层，它们重叠在一起。除了最下面一层，其它层都会有一个指针指向下一层。这些层是Docker内部的实现细节，并且能够在宿主机的文件系统上访问到。统一文件系统（union file system）技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统。我们可以在图片的右边看到这个视角的形式。
   
2. 镜像层（Image Layer）
   为了将零星的数据整合起来，我们提出了镜像层（image layer）这个概念。
   layer(镜像层)是一个Docke来管理镜像层的中间概念，单个镜像层可能被多个镜像共享。
   下面的这张图描述了一个镜像层，通过图片我们能够发现一个层并不仅仅包含文件系统的改变，它还能包含了其他重要信息。
   
   元数据（metadata）就是关于这个层的额外信息，它不仅能够让Docker获取运行和构建时的信息，还包括父层的层次信息。需要注意，只读层和读写层都包含元数据。
   
   除此之外，每一层都包括了一个指向父层的指针。如果一个层没有这个指针，说明它处于最底层。
   
3. 元数据位置（Metadata Location）：
   我发现在我自己的主机上，镜像层（image layer）的元数据被保存在名为”json”的文件中。
   比如说：/var/lib/docker/graph/e809f156dc985.../json
   e809f156dc985…就是这层的id。
   一个容器的元数据好像是被分成了很多文件，但或多或少能够在/var/lib/docker/containers/目录下找到，就是一个可读层的id。这个目录下的文件大多是运行时的数据，比如说网络，日志等等。
4. 镜像组（repository）
   具有某个功能的Docker镜像的所有迭代版本构成的镜像组。
   
5. 描述文件（manifest）
   在pull, push,save和load中作为镜像结构和基础信息的描述文件。
   在镜像被pull或者load到Docker宿主机时，manifest被转化为本地的镜像配置文件config。

3-3.容器

1.容器分层：容器（container）的定义和镜像（image）几乎一模一样，也是一堆层的统一视角，唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的。

2. 容器 = 镜像 + 读写层。并且容器的定义并没有提及是否要运行容器。
3. 运行态容器（running container）
一个运行态容器被定义为一个可读写的统一文件系统加上隔离的进程空间和包含其中的进程。下面这张图片展示了一个运行中的容器。

正是文件系统隔离技术使得Docker成为了一个前途无量的技术。一个容器中的进程可能会对文件进行修改、删除、创建，这些改变都将作用于可读写层（read-write layer）。下面这张图展示了这个行为。

3-4.Docker命令

1. docker create
   
   docker create为指定的镜像（image）添加了一个可读写层，构成了一个新的容器。注意，这个容器并没有运行。
   

2. docker start
   Docker start命令为容器文件系统创建了一个进程隔离空间。注意，每一个容器只能够有一个进程隔离空间。

3. docker run
   
   – docker start 和 docker run命令有什么区别:
   
   从图片可以看出，docker run 命令先是利用镜像创建了一个容器，然后运行这个容器(就是docker create和docker start两个命令的组合)。这个命令非常的方便，并且隐藏了两个命令的细节，但从另一方面来看，这容易让用户产生误解。

4. docker ps
   docker ps 命令会列出所有运行中的容器。
   
   这隐藏了非运行态容器的存在，如果想要找出这些容器，我们需要使用下面这个命令。

5. docker ps -a
   docker ps –a命令会列出所有的容器，不管是运行的，还是停止的。

6. docker images
   docker images命令会列出了所有顶层（top-level）镜像。
   实际上，在这里我们没有办法区分一个镜像和一个只读层，所以我们提出了top-level镜像。只有创建容器时使用的镜像或者是直接pull下来的镜像能被称为顶层（top-level）镜像，并且每一个顶层镜像下面都隐藏了多个镜像层。
   

7. docker images -a
   docker images –a命令列出了所有的镜像，也可以说是列出了所有的可读层。如果你想要查看某一个image-id下的所有层，可以使用docker history来查看。
   

8. docker stop
   docker stop命令会向运行中的容器发送一个SIGTERM的信号，然后停止所有的进程。
   

9. docker kill
   docker kill 命令向所有运行在容器中的进程发送了一个不友好的SIGKILL信号。
   
   10.docker pause
   docker stop和docker kill命令会发送UNIX的信号给运行中的进程，docker pause命令则不一样，它利用了cgroups的特性将运行中的进程空间暂停。但是这种方式的不足之处在于发送一个SIGTSTP信号对于进程来说不够简单易懂，以至于不能够让所有进程暂停。
   

10. docker rm
    docker rm命令会移除构成容器的可读写层。注意，这个命令只能对非运行态容器执行。
    

11. docker rmi
    docker rmi 命令会移除构成镜像的一个只读层。你只能够使用docker rmi来移除最顶层（top level layer）（也可以说是镜像），你也可以使用-f参数来强制删除中间的只读层。
    

12. docker commit
    
    docker commit命令将容器的可读写层转换为一个只读层，这样就把一个容器转换成了不可变的镜像。
    

13. docker build
    
    docker build命令非常有趣，它会反复的执行多个命令。
    

14. docker exec
    docker exec 命令会在运行中的容器执行一个新进程。
    

15. docker inspect or
    docker inspect命令会提取出容器或者镜像最顶层的元数据。
    

16. docker save
    docker save命令会创建一个镜像的压缩文件，这个文件能够在另外一个主机的Docker上使用。和export命令不同，这个命令为每一个层都保存了它们的元数据。这个命令只能对镜像生效。
    

17. docker export
    docker export命令创建一个tar文件，并且移除了元数据和不必要的层，将多个层整合成了一个层，只保存了当前统一视角看到的内容（译者注：expoxt后的容器再import到Docker中，通过docker images –tree命令只能看到一个镜像；而save后的镜像则不同，它能够看到这个镜像的历史镜像）。
    

18. docker history
    docker history命令递归地输出指定镜像的历史镜像。
    

3-5.Docker命令分类

参考链接：
10张图带你深入理解Docker容器和镜像
Docker 镜像、容器、仓库的概念及基本操作
Docker操作参数解读