Docker镜像详解（分层理解）

镜像是什么？
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，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。

如何得到镜像？

1. 从远程仓库下载
2. 通过拷贝获取
3. 自己制作一个镜像DockerFile

一、Docker镜像加载原理

• UnionFs （联合文件系统）
  我们下载的时候看到分层的下载就是联合文件系统
  
  UnionFs：是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，他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 kernel,Linux刚启动时会加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会有差別，因此不同的发行版可以公用bootfs。

二、分层理解

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。分层时有文件更新直接替换，基础镜像一样时直接拿过来复用。

如redis下载时，第一层相同，直接复用，其他几层分层下载。

afb6ec6fdc1c: Already exists 
608641ee4c3f: Pull complete 
668ab9e1f4bc: Pull complete 
78a12698914e: Pull complete 
d056855f4300: Pull complete 
618fdf7d0dec: Pull complete 

举一个简单的例子，假如基于 Ubuntu16.04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，就会创健第三个镜像层该像当前已经包含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。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。

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。
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。

所有镜像层堆并合井，对外提供统一的视图。

Docker镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可写层加载到镜像的顶部。这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层。

三、commit镜像

提交一个自己的镜像

docker commit 提交容器成为一个新的副本
# 命令和git原理类似
docker commit -m="描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]

测试

# 1、启动一个默认的tomcat
docker run -d -p 8080:8080 tomcat
# 2、发现这个默认的tomcat是没有webapps应用，官方的镜像默认webapps下面是没有文件的
docker exec -it 容器id
# 3、拷贝文件进去
# 4、将操作过的容器通过commit提交为一个镜像。我们以后就使用我们修改过的镜像即可，这就是我们自己的一个修改的镜像。
docker commit -m="描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]
docker commit -a="jess" -m="add webapps app" 容器id tomcat02:1.0