第四章Docker镜像

1、Docker镜像是什么？

是什么？ 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)。

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

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镜像加载原理

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。 。

平时我们安装进虚拟机的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。

为什么 Docker 镜像要采用这种分层结构呢

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。

为了加载简单，资源复用

2、重点理解

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”。

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。

3、Docker镜像commit操作案例

docker commit提交容器副本使之成为一个新的镜像

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]

案例演示ubuntu安装vim

1、从Hub上下载ubuntu镜像到本地并成功运行

2、原始的默认Ubuntu镜像是不带着vim命令的

3、外网连通的情况下，安装vim

docker容器内执行上述两条命令：
先更新我们的包管理工具
apt-get update
然后安装我们需要的vim
apt-get -y install vim

[root@localhost ~]# docker run -it ubuntu /bin/bash
root@840ddd8d4122:/# ls
bin   dev  home  lib32  libx32  mnt  proc  run   srv  tmp  var
boot  etc  lib   lib64  media   opt  root  sbin  sys  usr
root@840ddd8d4122:/# vim a.txt
bash: vim: command not found
root@840ddd8d4122:/# apt-get update
Get:1 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal InRelease [265 kB]
Get:2 http://security.ubuntu.com/ubuntu focal-security InRelease [114 kB]
Get:3 http://security.ubuntu.com/ubuntu focal-security/restricted amd64 Packages [1104 kB]
Get:4 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-updates InRelease [114 kB]
Get:5 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-backports InRelease [108 kB]
Get:6 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal/universe amd64 Packages [11.3 MB]
Get:7 http://security.ubuntu.com/ubuntu focal-security/main amd64 Packages [1729 kB]                           
Get:8 http://security.ubuntu.com/ubuntu focal-security/universe amd64 Packages [864 kB]                        
Get:9 http://security.ubuntu.com/ubuntu focal-security/multiverse amd64 Packages [25.8 kB]                     
Get:10 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal/restricted amd64 Packages [33.4 kB]                              
Get:11 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal/multiverse amd64 Packages [177 kB]                               
Get:12 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal/main amd64 Packages [1275 kB]                                    
Get:13 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-updates/main amd64 Packages [2145 kB]                            
Get:14 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-updates/universe amd64 Packages [1150 kB]                        
Get:15 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-updates/multiverse amd64 Packages [30.3 kB]                      
Get:16 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-updates/restricted amd64 Packages [1178 kB]                      
Get:17 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-backports/universe amd64 Packages [26.0 kB]                      
Get:18 http://archive.ubuntu.com/ubuntu focal-backports/main amd64 Packages [51.2 kB]                          
Fetched 21.7 MB in 1min 58s (185 kB/s)                                                                         
Reading package lists... Done
root@840ddd8d4122:/# apt-get -y install vim

打开a.txt输入hello world
root@840ddd8d4122:/# vim a.txt
root@840ddd8d4122:/# cat a.txt

hello world

root@840ddd8d4122:/# 

4、安装完成后，commit我们自己的新镜像

我们新开一个终端
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED         STATUS         PORTS     NAMES
08954f12b4ae   ubuntu    "/bin/bash"   2 minutes ago   Up 2 minutes             upbeat_lederberg
[root@localhost ~]# docker images
REPOSITORY   TAG          IMAGE ID       CREATED         SIZE
rabbitmq     management   6c3c2a225947   3 months ago    253MB
ubuntu       latest       ba6acccedd29   5 months ago    72.8MB
redis        6.0.8        16ecd2772934   17 months ago   104MB
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED         STATUS         PORTS     NAMES
08954f12b4ae   ubuntu    "/bin/bash"   7 minutes ago   Up 7 minutes             upbeat_lederberg
[root@localhost ~]# docker commit -m="vim cmd add ok" -a="zjk" 08954f12b4ae test/myubuntu:1.3
sha256:8d4088598f0b97f5479a82459f6c82edacb4fcb3a3a0c0ef829117c616c9a935
[root@localhost ~]# docker images
REPOSITORY      TAG          IMAGE ID       CREATED          SIZE
test/myubuntu   1.3          8d4088598f0b   10 seconds ago   176MB
rabbitmq        management   6c3c2a225947   3 months ago     253MB
ubuntu          latest       ba6acccedd29   5 months ago     72.8MB
redis           6.0.8        16ecd2772934   17 months ago    104MB
[root@localhost ~]# 

重要

commit我们自己的新镜像
docker commit -m="vim cmd add ok" -a="zjk" 08954f12b4ae test/myubuntu:1.3

我们可以看到 ubuntu 和 test/myubuntu 的大小相差103MB左右

5、启动我们的新镜像并和原来的对比 我们先把启动的ubuntu 停掉

[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED          STATUS          PORTS     NAMES
08954f12b4ae   ubuntu    "/bin/bash"   16 minutes ago   Up 16 minutes             upbeat_lederberg
[root@localhost ~]# docker stop 08954f12b4ae
08954f12b4ae
[root@localhost ~]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES
[root@localhost ~]# 

我们开始对比

1、 官网是默认下载的Ubuntu没有vim命令

[root@localhost ~]# docker images
REPOSITORY      TAG          IMAGE ID       CREATED         SIZE
test/myubuntu   1.3          8d4088598f0b   7 minutes ago   176MB
rabbitmq        management   6c3c2a225947   3 months ago    253MB
ubuntu          latest       ba6acccedd29   5 months ago    72.8MB
redis           6.0.8        16ecd2772934   17 months ago   104MB
[root@localhost ~]# docker run -it ubuntu /bin/bash
root@70569ef74881:/# vim a.txt
bash: vim: command not found
root@70569ef74881:/# exit
exit
[root@localhost ~]# 

2、我们自己commit构建的镜像，新增加了vim功能，可以成功使用。

[root@localhost ~]# docker run -it 8d4088598f0b  /bin/bash
root@c503d985b1c4:/# vim a.txt
root@c503d985b1c4:/# cat a.txt


docker holle world !

22333
root@c503d985b1c4:/# 

小总结

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