四、Docker镜像

学习参考：尚硅谷Docker实战教程、Docker官网、其他优秀博客(参考过的在文章最后列出)

前言

如果只局限于，需要镜像就去pull一个，那就小了、格局小了！

我们也可以自己搞一个镜像，发布一下。以后拉去自己发布的镜像。

在 一、Docker介绍 中，简单的介绍了Docker镜像。接下来将会展开说一说。

一、Docker镜像

1.1 概念

  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)。

1.2 UnionFS（联合文件系统）

  首先，想要了解UnionFS需要先要来介绍一下Docker的镜像时分层的。
以我们的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。如图每一个是一层一层的(layer)

  为什么要这样分层？这样分层的优点是什么？这就要开始了解一下 UnionFS（联合文件系统）了。

  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(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。

就像我们堆积木一样，有一块基础的积木（基础镜像），在此基础上，为我们需要其他的什么积木块，就将其一层一层的向上搭积木（一层就相当于一个镜像），最终暴露的是我们你整个积木的最上层，最上层就是暴露给我们允许操作的，其他下面的每层很容易理解是不允许改动的。最上层就是提供给我们的容器，允许我们进行操作。

1.3 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，就是种层级的文件系统UnionFS。bootfs(boot file system)主要包含bootloader(boot加载器)和kernel(内核), 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。

为什么之前看到ubuntu只有不到80M?

  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。

  正如之前文章所说：可以把容器看作是一个简易版的Linux环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间）和运行在其中的应用程序。

来解决为什么要这样分层？这样分层的优点是什么？
  镜像分层最大的一个好处就是共享资源，方便复制迁移，就是为了复用。
比如说有多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么 Docker Host 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。

1.4 重点理解

  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”。
所有对容器的改动 - 无论添加、删除、还是修改文件都只会发生在容器层中。只有容器层是可写的，容器层下面的所有镜像层都是只读的。

二、docker commit 命令

2.1 是什么？

docker commit 命令，是提交容器副本使之成为一个新的镜像。具体可以结合2.3案例理解。

2.2 命令格式

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:[标签名]

2.3 案例

1. 运行之前pull的ubuntu镜像，发现vim命令并不能使用。
   docker run -it run ubuntu /bin/bash
   
2. 安装vim
   • 更新apt-get，相当于centos的yum
     apt-get update
     
   • 安装vim
     apt-get -y install vim
     这里root@88270a4917e7 中的88270a4917e7是我们是我们运行后新的镜像实例。 3. commit我们自己刚刚加强过的镜像，就是安装vim后的ubuntu镜像

     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:[标签名]
     

     
3. 启动新镜像
   docker run -it run 79f3ce78e883 /bin/bash（这里把image id换成自己的）
   
   vim可以使用了！在运行之前的ubuntu还是没有vim的，其实是新的镜像使用了ubuntu基础镜像，再次基础上想搭积木一样搭了一层vim。

总结

  Docker中的镜像分层，支持通过扩展现有镜像，创建新的镜像。类似Java继承于一个Base基础类，自己再按需扩展。
  新镜像是从 base 镜像一层一层叠加生成的。每安装一个软件，就在现有镜像的基础上增加一层。
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参考

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1. https://www.bilibili.com/video/BV1gr4y1U7CY?p=25&vd_source=4b18ffafb682feb64036f2758972d2f0 ↩︎