Docker：镜像讲解

什么是镜像?

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，它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。
因为程序需要的环境，配置都已经准备好了，所以打包好的docker镜像可以直接跑起来。

Docker镜像加载原理

UnionFS（联合文件系统）

UnionFS（联合文件系统）：是一种分层、轻量级关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 file system)
。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。

叠加就像git提交一样，我们下载的时候所看到的一层层的文件
就是这个东西。

如果两个镜像都有同一个文件，那后面下的镜像就不需要再下这一层文件了。
比如

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MySQL == CentOS + MySQL
Tomcat == CentOs + Mysql
# 当你下载Tomcat的时候，就不需要下载CentOS了

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。

容器就是一个小的虚拟机环境

为什么上一篇文章中安装的CentOS镜像才200M？
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会有差别，因此不同的发行版可以公用bootfs
也就是说内核是共用的
虚拟机是分钟级，而容器是秒级启动

分层理解

分层的镜像

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root@zheep:~# docker pull mysql
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/mysql
72a69066d2fe: Pull complete
93619dbc5b36: Pull complete
99da31dd6142: Pull complete
626033c43d70: Pull complete
...         

下载是一步一步的，就像上面的shell一样，有很多Pull complete

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。
举例：
假如基于Ubuntu Linux16.04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，就会创建第三个镜像层。

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↑ Sccurity Patch
↑ Python
↑ Ubuntu 16.04

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。
下表中举了一个简单的例子，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。

上表中的镜像层跟之前的略有区别，主要目的是便于展示文件。
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的一个更新版本。

还是文章刚开始的概念，就是把文件分层，分成一块一块，就像乐高玩具一样，各种积木的排列组合。

这种情况下，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。
Docker通过存储引擎（新版本采用快照机制）的方式来实现镜像层堆栈，并保证多镜像层对外展示为统一的文件系统。
Linux上可用的存储引擎有AUFS、Overlay2、DeviceMapper、Btrfs以及ZFS。顾名思义，每种存储引擎都基于Linux中对应的文件系统或者块设备技术，并且每种存储引擎都有其独有的性能特点。
Docker在Windows上仅支持 windowsdfilter 一种存储引擎，该引擎基于 NTFS 文件系统之上实现了分层和CoW。
下表展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像层堆叠并合并，对外提供统一的视图。

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
这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层

就相当于，原来的乐高积木已经搭建好了，无法改变，你新建的容器只是在原来的积木上增加了一层

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容器层1|容器层2|...
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镜      像      层 
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如何提交自己的镜像

commit 镜像

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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="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]

# 实例
root@iZf8z4m0zzs3eoirsd64fvZ:~# docker commit -m="Tomcat提交测试" -a="西行寺岩羊" tomcat-demo tomcat:fix404
root@iZf8z4m0zzs3eoirsd64fvZ:~# docker images                                   
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
tomcat                fix404    56493a6f51e7   4 seconds ago   684MB

如果你想保存当前容器状态，就可以通过commit来提交，获得一个镜像，就和快照一样。