Docker入门5——Docker镜像、容器数据卷
Docker入门5——Docker镜像、容器数据卷
本篇主要是介绍一下docker的镜像和容器数据卷的理论
Docker镜像
首先我们抱着一个疑问，镜像是什么？
在实际开发中，可能遇到相同的复制环境就是镜像，在docker中，镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来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要的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
Dcoker镜像加载原理
UnionFS(联合文件系统)
UnionFS（联合文件系统）：Union文件系统是一种分层、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Dokcer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加载起来，这样最终的文件系统会包含所有的底层文件和目录。
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。 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。
我们看看docker中的centos，才200多M
对于一个精简的OS，rootfs 可以很小，只需要包含最基本的命令，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就可以了。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。
分层
镜像分层
可以看到我们在下载镜像的时候，分了很多层
查看镜像的分层方式可以通过docker image inspect命令
深入理解分层
所有的 Docker 镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之 上，创建新的镜像层。
举一个简单的例子，假如基于 Ubuntu Linux 16.04 创建一个新的镜像，这就是新镜像的第一层；如果 在该镜像中添加 Python包，就会在基础镜像层之上创建第二个镜像层；如果继续添加一个安全补丁，就 会创建第三个镜像层。
该镜像当前已经包含 3 个镜像层，如下图所示（这只是一个用于演示的很简单的例子）。
在添加额外的镜像层的同时，镜像始终保持是当前所有镜像的组合，理解这一点非常重要。下图中举了 一个简单的例子，每个镜像层包含 3 个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的 6 个文件。
上图中的镜像层跟之前图中的略有区别，主要目的是便于展示文件。 下图中展示了一个稍微复杂的三层镜像，在外部看来整个镜像只有 6 个文件，这是因为最上层中的文件 7 是文件 5 的一个更新版本。
这种情况下，上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件。这样就使得文件的更新版本作为一个新 镜像层添加到镜像当中。
Docker 通过存储引擎（新版本采用快照机制）的方式来实现镜像层堆栈，并保证多镜像层对外展示为统 一的文件系统。
Linux 上可用的存储引擎有 AUFS、Overlay2、Device Mapper、Btrfs 以及 ZFS。顾名思义，每种存储 引擎都基于 Linux 中对应的文件系统或者块设备技术，并且每种存储引擎都有其独有的性能特点。
Docker 在 Windows 上仅支持 windowsfilter 一种存储引擎，该引擎基于 NTFS 文件系统之上实现了分 层和 CoW[1]。
下图展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像层堆叠并合并，对外提供统一的视图。
分层特点
Docker镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部！
这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层！
Commit镜像
docker commit 从容器创建一个新的镜像。
docker commit -m="描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[标签名tag]
前几篇我们docker里启动的tomcat没有首页，是因为他的webapps下确实没有任何文件，今天我们再来具体看看
首先docker启动一个tomcat
[root@feng ~]# docker run -it -p 8090:8080 tomcat
这里我挂在8090端口的
#查看一下tomcat的容器id
[root@feng ~]# docker ps
CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
2a86a1dffb5f tomcat "catalina.sh run" 33 seconds ago Up 31 seconds 0.0.0.0:8090->8080/tcp determined_ramanujan
455bdc084fe9 portainer/portainer "/portainer" 15 hours ago Up 14 hours 0.0.0.0:8088->9000/tcp prtainer
#进入这个tomcat的bash页面
[root@feng ~]# docker exec -it 2a86a1dffb5f /bin/bash
#看看webapps有什么
root@2a86a1dffb5f:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@2a86a1dffb5f:/usr/local/tomcat/webapps# ls
#果然啥也没有
root@2a86a1dffb5f:/usr/local/tomcat/webapps# cd ..
#我们发现有一个webapps.dist的文件夹，里面有东西
root@2a86a1dffb5f:/usr/local/tomcat# ls
BUILDING.txt LICENSE README.md RUNNING.txt conf logs temp webapps.dist
CONTRIBUTING.md NOTICE RELEASE-NOTES bin lib native-jni-lib webapps work
#把他复制到webapps下看看
root@2a86a1dffb5f:/usr/local/tomcat# cp -r webapps.dist/* webapps
root@2a86a1dffb5f:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@2a86a1dffb5f:/usr/local/tomcat/webapps# ls
ROOT docs examples host-manager manager
root@2a86a1dffb5f:/usr/local/tomcat/webapps#
此时运行的tomcat实例就是一个没有docs的容器，我们使用它为模板commit一个没有docs的tomcat新镜像，tomcat02
[root@feng ~]# docker commit -a="feng_tomcat" -m="no tomcat docs" 2a86a1dffb5f tomcat02:1.1
sha256:cf161fd1393d177c5e07ffac8c6a98c463965f2866a9ce65c0aac3bd960c39a8
[root@feng ~]#
再docker images一下，发现自己提交的docker镜像已经有了
我们也可以启动看看
[root@feng ~]# docker run -it -p 8090:8080 tomcat02:1.1
可以看到没有问题，随便启动
随便进
容器数据卷
概念
docker的理念回顾：
将应用和运行的环境打包形成容器运行，运行可以伴随着容器，但是我们对于数据的要求，是希望能够 持久化的！
就好比，你安装一个MySQL，结果你把容器删了，就相当于删库跑路了，显然不合理吧。
所以我们希望容器之间有可能可以共享数据，Docker容器产生的数据，如果不通过docker commit 生成 新的镜像，使得数据作为镜像的一部分保存下来，那么当容器删除后，数据自然也就没有了！这样是行 不通的！
为了能保存数据在Docker中我们就可以使用卷！让数据挂载到我们本地！这样数据就不会因为容器删除 而丢失了！
作用：
卷就是目录或者文件，存在一个或者多个容器中，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。
特点：
1、数据卷可在容器之间共享或重用数据
2、卷中的更改可以直接生效
3、数据卷中的更改不会包含在镜像的更新中
4、数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止
使用数据卷（重要）
其实我们命令篇已经涉及到了一些简单的挂载命令，这里细讲
在容器中直接使用命令添加
具名挂载
# 命令
docker run -it -v 宿主机绝对路径目录:容器内目录 镜像名
# 测试
[root@feng ~]# docker run -it -v /home/ceshi:/home centos /bin/bash
怎么看是否挂载成功？
使用查看容器详情命令
docker inspect 容器id
测试挂载
可以发现在宿主机和容器中互相修改对应文件，数据同步
除了具名挂载，甚至还有匿名挂载
所有docker的卷没有指定目录的情况下都在cd /var/lib/docker/volumes/**/_data 下，通过具名挂载可方便地找到我们的卷，大多数情况下使用的都是具名挂载
如何确定是具名挂载、匿名挂载还是指定地址挂载
-v 容器路径 #匿名挂载
-v 卷名:容器类路径 #具名挂载
-v /宿主机路径:容器内路径 #指定路径挂载
改变文件的读写权限
# 改变文件的读写权限
# ro: readonly
# rw: readwrite
# 指定容器对我们挂载出来的内容的读写权限
docker run -d -P --name nginx02 -v nginxconfig:/etc/nginx:ro nginx
docker run -d -P --name nginx02 -v nginxconfig:/etc/nginx:rw nginx
#ro表示这个路径只能通过宿主机操作，容器无权限操作