4. Docker学习之路 —— Docker镜像

1. Docker镜像是什么？

镜像是一种轻量级、可独立执行的软件包，用于打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，它包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件等。我们的所有应用都可以直接打包成Docker镜像后启动并部署。

2. UnionFS(联合文件系统：pull镜像时，一层一层下载的就是UFS)

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。
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。

3. 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。

平时我们安装虚拟机的CentOS都是好几个G，为什么docker这里才200M？

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共用bootfs。

4. 镜像的分层

以我们的docker 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

镜像分层最大的一个好处就是共享资源，比如：有多个镜像都从相同的base镜像构建而来，那么宿主机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。(相当于Windows的安全补丁)

在添加额外的镜像层时，镜像始终保持当前所有镜像的组合，如下图，每个镜像层有3个文件，那么当前镜像就包含了来自两个镜像层的6个文件。

5. 镜像的特点

Docker镜像都是只读的，只有当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部，这一层就是我们的容器层，容器之下的都叫镜像层，一切可写的操作都是基于容器层。

6. 如何使用容器创建一个镜像(以tomcat为例)

① 下载并启动一个tomcat容器,同时进入容器

docker run -it --name tomcat01 -p 3443:8080  tomcat

② 将tomcat容器内webapps.dist内容复制到webapps目录下

cp -r webapps.dist/* webapps/

这时就可以通过IP:端口访问tomcat首页了。

③ 退出tomcat容器

exit

③ 使用tomcat01容器创建tomcat02:2.0镜像

docker commit -a="作者" -m="描述信息" tomcat容器ID tomcat02:2.0

这样就提交了一个自己的tomcat02:2.0镜像，这个镜像在启动后，就可以直接访问tomcat首页了。