Docker镜像讲解

镜像是什么
镜像是一种轻量级、可执行的独立软件保，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，他包含运行某 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。 将所有的应用和环境，直接打包为docker镜像，就可以直接运行。

Docker 命令导图

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✽从中可以看出，Docker 包含三个基本概念，分别是镜像（Image）、容器（Container）和仓库（Repository）。镜像是 Docker 运行容器的前提，仓库是存放镜像的场所，可见镜像更是Docker的核心。
✽Docker 镜像可以看作是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。
✽要想更深入的了解 Docker 镜像，镜像的原理也必不可少，而这其中最重要的概念就是镜像层(Layers)（如下图）。镜像层依赖于一系列的底层技术，比如文件系统(filesystems)、写时复制(copy-on-write)、联合挂载(union mounts)等。

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1. Docker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(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。

● Docker镜像加速原理

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。

● 平时我们安装进虚拟机的CentOS都是好几个G，为什么Docker这里才200M？

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对于一个精简的OS, rootfs 可以很小, 只需要包含最基本的命令, 工具和程序库即可, 因为底层直接用宿主机的 kernel, 自己只需要提供 rootfs 就可以了. 也正是这个最底层的东西发生的改变使容器变为秒级 !

2. 分层理解

●分层的镜像
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。

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为什么Docker镜像要采用这种分层结构呢?
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。

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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 !
这一层也就是我们通常说的容器层, 容器层底下的都叫镜像层 !

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查看镜像分层的方式可以通过docker image inspect 命令