Docker鏡像原理
Docker鏡像講解
鏡像概念
鏡像是一種輕量級、可執行的獨立軟體包，用來打包軟體運作環境和基于運作環境開發的軟體，它包含運作某個軟體所需的所有内容，包括代碼、運作時、庫、環境變量和配置檔案
Docker鏡像加載原理
UnionFS（聯合檔案系統）
UnionS（聯合檔案系統）：Union檔案系統（ UnionFS）是一種分層、輕量級并且高性能的檔案系統，它支援對檔案系統的修改作為一次送出來一層層的加，同時可以将不同目錄挂載到同一個虛拟檔案系統下（unite several directories into a single virtual filesystem）。 Union檔案系統是 Docker鏡像的基礎。鏡像可以通過分層來進行繼承，基于基礎鏡像（沒有父鏡像），可以制作各種具體的應用鏡像。
特性：一次同時加載多個檔案系統，但從外面看起來，隻能看到一個檔案系統，聯合加載會把各層檔案系統疊加起來，這樣最終的檔案系統會包含所有底層的檔案和目錄
Docker鏡像加載原理
docker 的鏡像實際上由一層一層的檔案系統組成，這種層級的檔案系統UnionFS。
bootfs(boot file system) 主要包含bootloader和kernel，bootloader 主要是引導加載kernel，Linux剛啟動時會加載bootfs檔案系統，在 Docker鏡像的最底層是bootfs。這一層與我們典型的Linux/Unix系統是一樣的，包含boot加載器和核心。當boot加載完成之後整個核心就存在記憶體中了，此時記憶體的使用權已由bootfs轉交給核心，此時系統也會解除安裝bootfs。
roorfs （root file system），在bootfs之上。包含的就是典型Linux系統中的 /dev ，/proc，/bin ，/etx 等标準的目錄和檔案。rootfs就是各種不同的作業系統發行版。比如Ubuntu，Centos等等。
對于一個精簡的OS，rootfs可以很小，隻需要包括最基本的指令、工具和程式庫就可以了，因為底層直接用Host（主控端）的kernel，自己隻需要提供rootfs就行了，由此可見對于不同的Linux發行版，bootfs基本是一緻的，rootfs會有差别，是以不同的發行版可以公用bootfs。
對于安裝虛拟機的壓縮包都是很大的，而Docker的鏡像卻很小
分層了解
這樣最大的好處就是資源共享，例如很多個鏡像都從相同的 Base 鏡像建構而來，而主控端隻需要在磁盤上保留一份 base 鏡像，同時記憶體中也隻需要加載一份 base 鏡像，這樣就可以為所有的人容器服務了，而且鏡像的每一層都可以被共享
了解
所有的 Docker鏡像都起始于一個基礎鏡像層，進行修改或增加新的内容時，就會在目前的鏡像層之上，建立新的鏡像層。
舉一個簡單的例子，假如基于 Ubuntu linux16.04建立一個新的鏡像，這就是新鏡像的第一層；如果在該鏡像中添加Python包就會在基礎鏡像層之上建立第二個鏡像層；如果繼續添加一個安全更新檔，就會建立第三個鏡像層該鏡像目前已經包含3個鏡像層，如下圖所示（這隻是一個用于示範的很簡單的例子）
在添加額外的鏡像層的同時，鏡像始終保持是目前所有鏡像的組合，了解這一點非常重要。下圖中舉了一個簡單的例子，每個鏡像層包含3個檔案，而鏡像包含了來自兩個鏡像層的6個檔案
上圖中的鏡像層跟之前圖中的略有差別，主要目的是便于展示檔案。
下圖中展示了一個稍微複雜的三層鏡像，在外部看來整個鏡像隻有6個檔案，這是因為最上層中的檔案7是檔案5的一個更新版
這種情況下，上層鏡像層中的檔案覆寫了底層鏡像層中的檔案。這樣就使得檔案的更新版本作為一個新鏡像層添加到鏡像當中。
Docker通過存儲引擎（新版本采用快照機制）的方式來實作鏡像層堆棧，并保證多鏡像層對外屐示為統一的檔案系統
Linux上可用的存儲引擎有AUFS、 Overlay2、 Device Mapper、Btfs以及ZFS 。顧名思義，每種存儲引擎都基于 Linux中對應的檔案系統或者塊裝置技術，并且每種存儲引擎都有其獨有的性能特點。
Docker在 Windows上僅支援 windowsfilter 一種存儲引擎，該引擎基于NTFS檔案系統之上實作了分層和CoW。
下圖展示了與系統顯示相同的三層鏡像。所有鏡像層堆并合并，對外提供統一的視圖
特點
Docker鏡像都是隻讀的，當容器啟動時新的可寫層被加載到鏡像的頂部，這一層就是我們通常說的容器層，容器之下的都叫鏡像層
commit 鏡像
送出鏡像
docker commit 送出鏡像
# docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]
Usage: docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]
Create a new image from a container's changes
Options:
-a, --author string Author (e.g., "John Hannibal Smith <[email protected]>") 作者資訊
-c, --change list Apply Dockerfile instruction to the created image 将Dockerfile指令應用于建立的映像
-m, --message string Commit message 送出的資訊
-p, --pause Pause container during commit (default true) 送出期間暫停容器（預設為true）
# 測試
# 進入 tomcat
[root@hwh1 ~]# docker exec -it 6e9740900ae3 /bin/bash
root@6e9740900ae3:/usr/local/tomcat# cp -r webapps.dist/* webapps # 将 webapps.dist/* 下的全部内容拷貝
root@6e9740900ae3:/usr/local/tomcat# cd webapps
root@6e9740900ae3:/usr/local/tomcat/webapps# ls
ROOT docs examples host-manager manager
# 進行送出
[root@hwh1 ~]# docker commit -a="hewen" -m="tomcat1.0" 6e9740900ae3 tomcat10.0.0:1.0
sha256:5ad9040a94da3c32d7f8c66e3494a6cbce2cce68b501a944c003a174bc513d89
[root@hwh1 ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
tomcat10.0.0 1.0 5ad9040a94da 6 seconds ago 651MB
elasticsearch 7.8.0 121454ddad72 8 days ago 810MB
redis 6.0.5 235592615444 12 days ago 104MB
tomcat 10.0.0 0d691b180bd5 13 days ago 647MB
nginx 1.19.0 2622e6cca7eb 13 days ago 132MB
# 修改後的鏡像儲存了自己配置的資訊，以後想使用的話可以直接啟動即可