Docker镜像原理
作者：互联网
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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，它包含运行某个软件的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
所有应用，直接打包成docker镜像，就可以直接跑起来
如何得到镜像
- 从远程仓库下载
- 朋友拷贝给你
- 自己制作一个镜像DockerFile
Docker镜像加载原理
UnionFs(联合文件系统)
我们在拉取镜像时，看到的一层一层的下载就是这个东西
UnionFS(联合文件系统)：Union文件系统（UnionFS）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时也可以将不通目录挂载到同一个虚拟文件系统下（unite serveral directories into a single virtual filesystem）。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的镜像实际上有一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统就是UnionFS。
bootfs(boot file system)主要包含BootLoader和kernel，BootLoader主要是引导加载kernel，Linux刚启动时加载bootfs文件系统，在Docker镜像的最底层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，包含的就是典型的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。
平时我们安装进虚拟机的Centos都是好几个G，为什么这里才200多M
对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含基本的命令，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基本是一致地，rootfs会有差别，因此不同的发行版可以共用bootfs。
分层的理解
分层的镜像
我们可以去下载一个镜像，注意观察下载的日志输出，可以看到的是一层一层的在下载！
思考：为什么Docker镜像要采用这种分层结构呢？
最大的好处，我觉得莫过于资源共享！比如有很多镜像都是从相同的Base镜像构建而来，那么宿主机只需要在磁盘上保留一份base镜像，同时内存中也只需要加载一份base镜像，这样就可以为所有的容器服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。
查看镜像分层的方式可以通过docker images inspect命令！
[root@ajie ~]# docker inspect redis:latest
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。
举一个简单的例子，假如基于Ubuntu Linux 16.04创建一个新的镜像，这就是新的镜像的第一层；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。
该镜像当前已经包含3个镜像层，如下图所示（这只是哪个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，镜像始终保持的是当前所有镜像的组合，理解这一点非常重要。下图中举了一个简单的例子 ，每一个镜像层包含3个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件
上图中的镜像层跟之前图中的略有区别，主要是便于展示文件。
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。
这种情况下，上层镜像中的文件覆盖了底层镜像中的文件。这样就使得文件的更新版本作为一个新的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位统一的文件系统。
Linux上可用的存储引擎有AUFS、Overlay2、Device Mapper、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，并且每一种存储引擎都具有其独特的性能特点。
Docker在Windows上仅支持windowsfilter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[1]。
下图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！
这一层就是我们常说的容器层，容器之下的都叫镜像层！
如何提交一个自己的镜像！
commit镜像
docker commit 提交容器成为一个新的副本
# 命令和git比较类似
docker commit -m="提交的描述信息" -a="作者" 容器id 目标镜像名:[TAG]
实战测试
# 1.启动一个默认的Tomcat
# 2.发现这个默认的Tomcat是没有webapps应用的，镜像的原因，官方镜像默认webapps下面是没有文件的！
# 3.自己拷贝进去基本文件
# 4.将我们操作过得容器通过commit提交作为一个镜像！我们以后就是用我们自己修改过的镜像即可
标签：文件,文件系统,bootfs,原理,镜像,Docker,加载 来源： https://blog.csdn.net/qq_45079985/article/details/117193955