Docker镜像细节

前言

只有光头才能变强。

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回顾前面：

• 为什么需要docker？
• docker入门为什么可以这么简单？

前面两篇已经讲解了为什么需要docker这项技术，以及解释了docker的基本概念/术语，使用docker成功运行tomcat~

在上篇也同样留下一个问题：我们知道tomcat运行起来需要java的支持，那么我们在dockerhub拉取下来的tomcat镜像是不是也有java环境呢？

所以，这篇主要来讲讲docker镜像相关的知识点！

一、简单了解dockerfile

dockerfile是用来构建docker镜像的文件，是由一系列命令和参数构成的脚本。

简单来说：dockerfile是镜像的源码。

上一篇我们pull了一份tomcat的镜像，我们也可以去看看它的dockerfile长的什么样：

我们随便点进去一个看一下：

我们在dockerfile的第一行就可以发现from openjdk:8-jre，所以可以确定的是：在dockerhub拉取下来的tomcat镜像一定有java环境！

在这里我们先不说如何阅读/编写dockerfile文件，先了解到dockerfile是镜像的源码即可

简单来说：通过dockerfile文件可以知道我们拉取下来的镜像究竟是怎么构建的。

二、解除镜像的疑惑

我们知道docker hub有很多常用的镜像，比如说centos。我们去pull一个下来看看docker中的centos长啥样：

我们可以发现的是：tomcat的size竟然比centos还要大！但按我们常规的想法，centos的镜像可能是3或4gb(现在200m)，tomcat的镜像可能就200m(现在400m)。这是为什么呢？？

如果我们在pull的时候观察得比较仔细的话，可以发现pull会拉下很多层镜像：

完全pull下来的之后，我们如果使用docker images只能查看到最终的镜像：

如果我们使用docker images -a命令的话，可以把中间层镜像都查出来：

• 理想效果：(在镜像列表里边除了tomcat和centos应该还夹杂着名为<none>的镜像)
• 遗憾的是：博主一直没测出效果来，也就是我的镜像列表里没有<none>的镜像(怀疑是版本的问题，我的版本是docker版本是18.09.1，centos的版本是centos linux release 7.3.1611 。如果知道具体原因的不妨在评论区下告诉我)

emmm,我们可以使用history命令来看看，可以发现tomcat包含很多个镜像层

还可以发现一点：dockerfile有多少条命令，那就有多少个镜像层(不信你数数)

说了那么多，就想让大家知道：我们拉取下来的镜像实际上是由很多中间层镜像组成的。

再结合我们上一篇docker入门为什么可以这么简单？，在解决tomcat启动时一直卡住问题时，能够发现的是，我们可以使用cd, ls等基础命令，但无法使用vi命令(需要我自己去下载)。

我们可以推断出，pull下来的镜像由很多层镜像组成【这些镜像都是精简过的(甚至连vi命令都不支持)】

• 因为tomcat镜像要的基础环境比centos镜像要多，所以tomcat镜像的size比centos要大

三、docker镜像的特点

关于docker镜像，有以下特点：

• 由dockerfile生成
• 呈现层级结构
• 每层镜像包含：镜像文件以及镜像json元数据信息

图像来源：

3.1镜像呈现层级结构

联合文件系统(unionfs)是实现docker镜像的技术基础。在docker中一般使用是aufs(another union file system或advanced multilayered unification file system)【具体还是得看宿主机用的什么系统】。

在搜索中文资料的时候，常常会发现有类似的解释：

“aufs是一种 union fs, 简单来说就是“支持将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下的文件系统”, aufs支持为每一个成员目录设定只读(rreadonly)、读写(readwrite)和写(whiteout-able)权限。union fs 可以将一个readonly的branch和一个writeable的branch联合在一起挂载在同一个文件系统下”。

看得我一头雾水....后来去官方文档介绍aufs：

aufs is a union filesystem, which means that it layers multiple directories on a single linux host and presents them as a single directory. these directories are called branches in aufs terminology, and layers in docker terminology

说白了，还是可以理解成：docker的镜像的基础是联合文件系统，它支持将文件系统中的修改信息作为一次提交，并层层叠加，外界看到的是最外层的镜像。(比如外界只看到tomcat镜像，而中间叠加了很多层镜像)

(这里只是拿aufs说明，docker实际上支持很多存储驱动，比如还有devicemapper，overlay2（ubuntu的14.04.4或更高版本，16.04或更高版本）， overlay，zfs

3.1.1镜像继承(共享)

docker镜像可以通过分层来进行继承。

例如，hello-world的dockerfile镜像from scratch镜像，scratch在docker中是一个基础镜像

from scratch
copy hello /
cmd ["/hello"]

centos的dockerfile镜像也是from scratch镜像：

from scratch
add centos-7-docker.tar.xz /

label org.label-schema.schema-version="1.0" \
    org.label-schema.name="centos base image" \
    org.label-schema.vendor="centos" \
    org.label-schema.license="gplv2" \
    org.label-schema.build-date="20181205"

cmd ["/bin/bash"]

那么centos镜像和hello-world共享同一个基础镜像层scratch，提高了存储效率。

再说个例子，比如我们有一个centos镜像，这个镜像大小是202m。然后，我们基于centos镜像手动往里边添加一个tomcat(假设这个tomcat的大小是300m)，生成一个镜像，总大小就是502m了。

如果仅仅是单纯的累加这两个镜像的大小：202m+502m=704m，但是由于镜像复用的存在，实际占用的磁盘空间大小是：202m+300m=502m

aufs uses the copy-on-write (cow) strategy to maximize storage efficiency and minimize overhead。

如果想要了解cow，不妨阅读我之前写过的文章：

• cow奶牛！copy on write机制了解一下
• copyonwritearraylist你都不知道，怎么拿offer？

3.2json文件

docker每一层镜像的json文件，都扮演着一个非常重要的角色，其主要的作用如下：

• 记录 docker 镜像中与容器动态信息相关的内容
• 记录父子 docker 镜像之间真实的差异关系
• 弥补 docker 镜像内容的完整性与动态内容的缺失

docker镜像的json文件可以认为是镜像的元数据信息

最后

今天简单地聊了一下docker镜像的一些细节，但没去深入了解，想要继续深入的同学还得通过官方文档等途径去学习哈。

参考资料：

• allen 谈 docker
• 官方文档介绍aufs
• docker核心实现技术(命名空间&控制组&联合文件系统&linux网络虚拟化支持)
• docker联合文件系统union file system

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