什么是docker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、库、环境变量和配置文件。
   Docker镜像是由文件系统叠加而成(是一种文件的存储形式)。最底端是一个文件引导系统,即bootfs,这很像典型的Linux/Unix的引导文件系统。Docker用户几乎永远不会和引导系统有什么交互。实际上,当一个容器启动后,它将会被移动到内存中,而引导文件系统则会被卸载,以留出更多的内存供磁盘镜像使用。Docker容器启动是需要的一些文件,而这些文件就可以称为Docker镜像。

UnionFS(联合文件系统,docker镜像构成原理)

一个docker镜像,由多层打包构成,从docker pull就可以看到:

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[root@localhost /]# docker pull tomcat
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/tomcat
dc65f448a2e2: Pull complete
346ffb2b67d7: Pull complete
dea4ecac934f: Pull complete
8ac92ddf84b3: Pull complete
d8ef64070a18: Pull complete
6577248b0d6e: Pull complete
576c0a3a6af9: Pull complete
6e0159bd18db: Pull complete
8c831308dd9e: Extracting [=================================================> ] 11.14MB/11.34MB
c603174def53: Download complete

[root@localhost /]# docker rmi tomcat
Untagged: tomcat:latest
Untagged: tomcat@sha256:e895bcbfa20cf4f3f19ca11451dabc166fc8e827dfad9dd714ecaa8c065a3b18
Deleted: sha256:aeea3708743f98e54f26c49f3cefdabcb955f68c3cb097f2231e42918e678509
Deleted: sha256:be33a8bd23b7b4bbdb53f76b466d4d66c96eb74aef2177e9d7d6c5a3b7b70fc4
Deleted: sha256:c681be6da5ec4373f47c90e61f4ea395c63ac2339940a4832af6665fa8d39e95
Deleted: sha256:b5c6976d6644c3b38413f73ca6ccd72bb697b1916e5131bf533bfbb7ec35761f
Deleted: sha256:ac0fb599926db89be8716869d82aac3c6e62ea348773a69ad27c4224e8b86035
Deleted: sha256:b024e7dc232e8df80216d932be7a0e70861c98f5a18d28171b5d305b2e15fb72
Deleted: sha256:a426f9ec9cea304af7e78a6da88aeaecb8df1035bbc519018169da71a58a76a8
Deleted: sha256:79b74215e63df1e2e1b336d179f4cb31221aaf13eb7574bb31bc57265a407da1
Deleted: sha256:9af5ac7f79553c214feae23db6b73b26b676b4f5c49f6d9e5a3993eac01c2395
Deleted: sha256:9fe7a9e4f54169fec192350f6873eac00ec472d6341a2ea918bf5f877ed6941a
Deleted: sha256:ce8168f123378f7e04b085c9672717013d1d28b2aa726361bb132c1c64fe76ac

   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(unite several directories into a single virtual filesystem)。UnionFS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,但是从外面看起来,只能看到一个系统文件,UnionFS会把隔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的镜像实际上是由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内核),linux刚启动时,会加载bootfs文件系统,在docker镜像的最底层就是bootfs(Linux内核),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。当docker容器启动完毕后,会自动卸载bootfs,只保留上层应用。

   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。

   对于一个精简的OS,rootfs可以很小,只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了,因为底层直接使用宿主机的kernel(内核),容器只需要提供rootfs就行了,由此可见,对于不同的linux发行版,bootfs基本是一致的,rootfs会有差距,因此不同的发行版可以共用bootfs。
docker为什么快?就是因为docker共用宿主机的内核,只需根据不同的容器,启动各自的应用。

docker镜像为什么要采用分层结构?

最大的一个好处就是:共享资源。
比如:
   有多个镜像都从相同的base镜像构建而来,那么宿主机只需要在磁盘上保存一份base镜像,同时,内存中也只需要加载一份base镜像,就可以为所有容器服务了,而且镜像的每一层都可以被共享。

docker镜像的特点

   镜像是只读的,当容器启动时,一个新的可写层被加载到镜像的顶部,这一层通常被称作容器层(可读可写),容器层之下都叫做镜像层。

搜索镜像

如果需要从网络中查找需要的镜像,可以通过以下命令搜索:

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[root@localhost /]# docker search tomcat
NAME DESCRIPTION STARS OFFICIAL AUTOMATED
tomcat Apache Tomcat is an open source implementati… 2648 [OK]
tomee Apache TomEE is an all-Apache Java EE certif… 74 [OK]
dordoka/tomcat Ubuntu 14.04, Oracle JDK 8 and Tomcat 8 base… 53 [OK]
bitnami/tomcat Bitnami Tomcat Docker Image 31 [OK]

字段内容:

  • name
    • 镜像仓库名称
  • description
    • 镜像仓库描述
  • stars
    • 镜像收藏数
  • official
    • 是否官方提供的镜像,该列标记为[OK]的镜像均由各软件的官方项目组创建和维护
  • automated
    • 自动构建,标识该镜像由Docker Hub自动构建流程创建的

search参数说明:

  • -s
    • 列出收藏数不小于指定值的镜像
  • –no-trunc
    • 显示完整的镜像描述
  • –automated
    • 只列出automated build类型的镜像

下载镜像

下载镜像:

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[root@localhost ~]# docker pull redis

可以在镜像名称后面加 :版本号拉取指定版本镜像,例如下载centos:7,如果不加版本,默认拉latest版本

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[root@localhost ~]# docker pull centos:7

列出镜像

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[root@localhost ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
hello-world latest fce289e99eb9 2 weeks ago 1.84kB
ubuntu 15.10 9b9cb95443b5 2 years ago 137MB
  • repository
    • 镜像所在的仓库名称,可以理解为镜像名称
  • tag
    • 镜像标签,可以理解为版本,默认是latest,表示最新版本
  • image id
    • 镜像id,唯一标识镜像的序列号
  • created
    • 镜像的创建日期,不是获取该镜像的日期
  • size
    • 镜像大小

这些镜像都存储在Docker宿主机的/var/lib/docker目录下。

镜像参数:

  • -a:列出本地所有的镜像(含中间映像层)
  • -q:只显示镜像id
  • –digests:显示镜像的摘要信息
  • –np-trunc:显示完整的镜像信息

删除镜像

9.1 删除指定镜像

docker rmi $IMAGE_ID

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[root@localhost ~]# docker rmi 9b9cb95443b5

9b9cb95443b5是Ubuntu的IMAGE_ID。

9.2 删除所有镜像

docker rmi docker images -q,将 中返回的结果交给docker rmi命令,-q参数表示查询IMAGE_ID

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[root@localhost ~]# docker rmi `docker images -q`
或者
[root@localhost ~]# docker rmi $(docker images -q)

查询镜像的id:

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[root@localhost ~]# docker images -q
fce289e99eb9
5d2989ac9711

9.3 删除镜像时报错

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[root@localhost ~]# docker rmi 9b9cb95443b5
Error response from daemon: conflict: unable to delete 9b9cb95443b5 (must be forced) - image is being used by stopped container 9377ba1f79f8

解决办法:

  • 先查询容器
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    docker ps -a
    [root@localhost ~]# docker ps -a
    CONTAINER ID IMAGE COMMAND CREATED STATUS PORTS NAMES
    329013443c1f hello-world "/hello" 6 hours ago Exited (0) 6 hours ago hopeful_bell
    9377ba1f79f8 ubuntu:15.10 "/bin/echo 'Hello wo…" 2 days ago Exited (0) 2 days ago friendly_leakey

将要删除镜像的容器删除

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[root@localhost ~]# docker rm 9377ba1f79f8
9377ba1f79f8

再根据IMAGE_ID删除镜像即可

或者强制删除镜像(推荐)

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[root@localhost ~]# docker rmi -f hello-world

提交镜像

commit是合并了save、load、export、import这几个特性的一个综合性的命令,它主要做了:

  • 将container当前的读写层保存下来,保存成一个新层
  • 和镜像的历史层一起合并成一个新的镜像

如果原本的镜像有3层,commit之后就会有4层,最新的一层为从镜像创建容器并运行,到commit之间对文件系统的修改

docker commit -m=”提交的描述信息” -a=”作者” 容器ID 要创建的目标镜像名[:标签名]

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[root@localhost ~]# docker commit -m="rediscommit" -a="wyc" c30d310ce625 redis-commit:v1.0
sha256:9b99689606a0b5f86497e4e8853dd1b732459b69231ab94cc0921345e10af973
[root@localhost ~]# docker images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
redis-commit v1.0 9b99689606a0 3 seconds ago 98.2MB

提交后的镜像可以用来创建新的容器