Docker容器和镜像的区别

　　在学习使用docker过程中会遇到镜像和容器，两者之间的区别是什么？有什么关联？本文将用图文并茂的方式介绍容器、镜像的区别，能够很好的帮助各位深入理解Docker。

　　　　　　　　　　　　　　

一、什么是镜像？

1.1 Image Layer（镜像层）

　　镜像可以看成是由多个镜像层叠加起来的一个文件系统（通过UnionFS与AUFS文件联合系统实现），镜像层也可以简单理解为一个基本的镜像，而每个镜像层之间通过指针的形式进行叠加。

　　　　　　

　　根据上图，镜像层的主要组成部分包括镜像层 ID、镜像层指针 「指向父层」、元数据「 Layer Metadata，包含了 Docker 构建和运行的信息和父层的层次信息」。只读层和读写层「Top Layer」的组成部分基本一致，同时读写层可以转换成只读层「 通过docker commit 操作实现」。

　　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。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　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。

　　　　　　　　　　　　

　　Metadata Location:
　　在docker主机中镜像层（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。

1.2 Image（镜像，只读层的集合）

　　镜像是一堆只读层的统一视角，除了最底层没有指向外，每一层都指向它的父层。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。镜像每一层都是不可写的，都是只读层。

　　　　　　　　　　　　

　　我们可以看到镜像包含多个只读层，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docker主机的文件系统上访问到。统一文件系统（union file system，升级版为AUFS）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。
　　你可以在你的主机文件系统上找到有关这些层的文件。需要注意的是，在一个运行中的容器内部，这些层是不可见的。在我的主机上，我发现它们存在于/var/lib/docker/aufs目录下。

sudo tree -L 1 /var/lib/docker/
/var/lib/docker/
├── aufs
├── containers
├── graph
├── init
├── linkgraph.db
├── repositories-aufs
├── tmp
├── trust
└── volumes
7 directories, 2 files

 

二、什么是容器？

2.1 Container（容器，一层读写层+多层只读层）

　　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。要点：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。

　　　　　　　　　　　　

2.2 Running Container（运行态容器，一层读写层+多层只读层+隔离的进程空间和包含其中的进程）

　　运行状态的容器「Running Container」是由一个可读写的文件系统「静态容器」+ 隔离的进程空间和其中的进程构成的。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。

　　　　　　　　　　　　

　　我们可以通过运行以下命令来验证我们上面所说的：

docker run ubuntu touch happiness.txt

　　即便是这个ubuntu容器不再运行，我们依旧能够在主机的文件系统上找到这个新文件。

find / -name happiness.txt
/var/lib/docker/aufs/diff/860a7b...889/happiness.txt

三、总结

　　通过上述内容，我们已经详细介绍了镜像与容器的区别，镜像由一层层只读层堆在一起，容器为镜像只读层+读写层，运行态容器为由一个可读写的文件系统「静态容器」+ 隔离的进程空间和其中的进程构成。