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Docker镜像细节

xiaokai / 1356人阅读

摘要：简单来说是镜像的源码。例如，的镜像镜像，在中是一个基础镜像的镜像也是镜像那么镜像和共享同一个基础镜像层，提高了存储效率。

前言 
只有光头才能变强。
文本已收录至我的GitHub仓库，欢迎Star：https://github.com/ZhongFuCheng3y/3y

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：http://open.daocloud.io/allen-tan-docker-xi-lie-zhi-shen-ke-li-jie-docker-jing-xiang-da-xiao/
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

https://docs.docker-cn.com/engine/userguide/storagedriver/selectadriver/

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

http://open.daocloud.io/tag/allen-tan-docker/

官方文档介绍AUFS

https://docs.docker-cn.com/engine/userguide/storagedriver/aufs-driver/#example-image-and-container-on-disk-constructs

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)

https://www.cnblogs.com/wade-luffy/p/6589254.html#_label3

Docker联合文件系统Union File System

http://www.dockerinfo.net/1753.html

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