【云原生】Docker镜像详解
文章目录
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- 什么是镜像
- 镜像与容器
- UnionFS（联合文件系统）
- Docker镜像加载原理：
- 生成新的镜像
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- 一、docker commit
- 二、Dockerfile
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- DockerFile常用保留字指令
- Docker容器数据卷
不了解Docker的可以先看看这篇文章：【云原生】Docker快速入门实操
什么是镜像
镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，它包含运行某个软件所需的所有内容，我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境(包括代码、运行时需要的库、环境变量和配置文件等)，这个打包好的运行环境就是image镜像文件。
只有通过这个镜像文件才能生成Docker容器实例(类似Java中new出来一个对象)。
镜像与容器
镜像：可以理解为软件安装包，可以方便的进行传播和安装。
容器：软件安装后的状态，每个软件运行环境都是独立的、隔离的，称之为容器。
Docker镜像层都是只读的，容器层是可写的 当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部。 这一层通常被称作“容器层”，“容器层”之下的都叫“镜像层”。
UnionFS（联合文件系统）
UnionFS（联合文件系统）：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。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。
Docker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。镜像分层最大的一个好处就是共享资源，方便复制迁移，便于复用。
在Docker镜像的最底层是引导文件系统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。
平时安装进虚拟机的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公用bootfs。
生成新的镜像
一、docker commit
1.在当前容器做出一些改变，例如在docker内执行：（官网是默认下载的Ubuntu没有vim命令，我们自己新增加了vim功能，commit构建镜像后，可以成功使用。
）
2.在docker外使用docker commit提交容器副本使之成为一个新的镜像，具体命令：docker commit -m=“提交的描述信息” -a=“作者” 容器ID 要创建的目标镜像名:版本号
二、Dockerfile
Dockerfile是用来构建Docker镜像的文本文件，是由一条条构建镜像所需的指令和参数构成的脚本。
每条保留字指令都必须为大写字母且后面要跟随至少一个参数；指令按照从上到下，顺序执行；#表示注释；每条指令都会创建一个新的镜像层并对镜像进行提交。
构建步骤：
1.编写Dockerfile文件（建一个文件夹，执行vim Dockerfile）
2.docker build命令构建镜像（docker build -t 新镜像名字:TAG .）
3.docker run依镜像运行容器实例（docker run -it 新镜像名字:TAG）
Docker执行Dockerfile的大致流程：
（1）docker从基础镜像运行一个容器
（2）执行一条指令并对容器作出修改
（3）执行类似docker commit的操作提交一个新的镜像层
（4）docker再基于刚提交的镜像运行一个新容器
（5）执行dockerfile中的下一条指令直到所有指令都执行完成
从应用软件的角度来看，Dockerfile、Docker镜像与Docker容器分别代表软件的三个不同阶段，
- Dockerfile是软件的原材料，定义了进程需要的一切东西。
- Docker镜像是软件的交付品，在用Dockerfile定义一个文件之后，docker build时会产生一个Docker镜像，当运行 Docker镜像时会真正开始提供服务。
- Docker容器则可以认为是软件镜像的运行态，也即依照镜像运行的容器实例，是直接提供服务的。
Dockerfile面向开发，Docker镜像成为交付标准，Docker容器则涉及部署与运维，三者缺一不可，合力充当Docker体系的基石。
DockerFile常用保留字指令
| 命令 | 解释 |
|---|---|
| FROM | 基础镜像，当前新镜像是基于哪个镜像的，指定一个已经存在的镜像作为模板，第一条必须是FROM |
| MAINTAINER | 镜像维护者的姓名和邮箱地址 |
| RUN | 容器构建时需要运行的命令，1.shell格式，等同于在终端操作的shell命令RUN yum -y install vim；2.exec格式，RUN [“./test.php”, “dev”, “offline”]，等同于RUN ./test.php dev offline。RUN是在 docker build时运行的。 |
| EXPOSE | 当前容器对外暴露出的端口 |
| WORKDIR | 指定在创建容器后，终端默认登陆的进来工作目录，一个落脚点 |
| USER | 指定该镜像以什么样的用户去执行，如果都不指定，默认是root |
| ENV | 用来在构建镜像过程中设置环境变量，ENV MY_PATH /usr/mytest，然后可以WORKDIR $MY_PATH |
| ADD | 将宿主机目录下的文件拷贝进镜像且会自动处理URL和解压tar压缩包 |
| COPY | 类似ADD，拷贝文件和目录到镜像中。 将从构建上下文目录中 <源路径> 的文件/目录复制到新的一层的镜像内的 <目标路径> 位置 |
| VOLUME | 容器数据卷，用于数据保存和持久化工作 |
| CMD | 指定容器启动后的要干的事情，和RUN相似也是两种格式。Dockerfile 中可以有多个 CMD 指令，但只有最后一个生效，docker run的时候CMD中的首个参数会被 docker run 之后的参数替换。CMD是在docker run 时运行；RUN是在 docker build时运行。 |
| ENTRYPOINT | 用来指定一个容器启动时要运行的命令，类似于 CMD 指令，但是ENTRYPOINT不会被docker run后面的命令覆盖， 而且这些命令行参数会被当作参数送给 ENTRYPOINT 指令指定的程序。可以和CMD一起用，一般是变参才会使用 CMD ，这里的 CMD 等于是在给 ENTRYPOINT 传参。 |
Docker容器数据卷
卷就是目录或文件，存在于一个或多个容器中，由docker挂载到容器，但不属于联合文件系统，因此能够绕过Union File System提供一些用于持续存储或共享数据的特性：
卷的设计目的就是数据的持久化，完全独立于容器的生存周期，因此Docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷。
容器和宿主机之间数据共享
1 docker修改，主机同步获得
2 主机修改，docker同步获得
3 docker容器stop，主机修改，docker容器重启数据同步。
运行一个带有容器卷存储功能的容器实例：
docker run -it --privileged=true -v /宿主机绝对路径目录:/容器内目录 镜像名
Docker挂载主机目录访问如果出现cannot open directory .: Permission denied
解决办法：在挂载目录后多加一个–privileged=true参数即可，扩大容器的权限解决挂载目录没有权限的问题，也即使用该参数，container内的root拥有真正的root权限，否则，container内的root只是外部的一个普通用户权限。