二、Docker入门

冷不防 2023-09-28 18:39 80阅读 0赞

## 1 Docker底层原理 ##

### 1.1 Docker是怎么工作的？ ###

Docker是一个Client-Server结构的系统，Docker的守护进程运行在主机上，通过socket从客户端访问。

Docker-Server接收到Docker-Client的指令，就会执行这个命令。

![707f36133f064e05b806faaa484096db.png][]

### 1.2 Docker为什么比VM快？ ###

*  Docker有着比虚拟机更少的抽象层！
 *  Docker利用的是宿主机的内核，VM利用的是Guest OS

![在这里插入图片描述][b49dbe30815c4270a65ceb7012aea8e1.png]

所以说，新建一个容器的时候，docker不需要像虚拟机一样，重新加载一个操作系统内核，避免引导。虚拟机是加载Guest OS，分钟级别的；而docker是利用宿主机的操作系统，省略了这个复杂的过程，是秒级的。

![在这里插入图片描述][565729007ec44055af51252abe0dab54.png]

## 2 Docker常用命令 ##

### 2.1 帮助命令 ###

docker version      显示docker的版本
    docker info			查看docker的系统信息，包括镜像和容器的数量
    docker 命令 --help		帮助命令

[命令的帮助文档![icon-default.png_t_M666][]https://docs.docker.com/reference/][icon-default.png_t_M666_https_docs.docker.com_reference]

### 2.2 镜像命令 ###

docker images 查看本地主机上的所有镜像：

[root@zlk ~]# docker images
    REPOSITORY    TAG                IMAGE ID       CREATED        SIZE
    hello-world   latest             feb5d9fea6a5   8 months ago   13.3kB
    
    # 解释
    REPOSITORY		镜像的仓库源
    TAG				镜像的标签
    IMAGE ID 		镜像的id
    CREATED			镜像的创建时间
    SIZE			镜像的大小
    
    # 可选项
    	-a , --all		列出所有镜像
    	-q, --quiet		只显示镜像的id

docker search 搜索镜像：

[Docker Hub 搜索镜像][Docker Hub]

[root@zlk ~]# docker search mysql
    NAME                           DESCRIPTION                                     STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
    mysql                          MySQL is a widely used, open-source relation…   12635     [OK] 
    
    # 可选项，通过搜索来过滤
    --filter=STARS=5000     搜索出来的镜像，STARS大于5000
    
    [root@zlk ~]# docker search redis --filter=STARS=5000
    NAME      DESCRIPTION                                     STARS     OFFICIAL   AUTOMATED
    redis     Redis is an open source key-value store that…   10937     [OK]

docker pull 下载镜像：

[root@zlk ~]# docker pull --help
    
    Usage:  docker pull [OPTIONS] NAME[:TAG|@DIGEST]
    
    Pull an image or a repository from a registry
    
    Options:
      -a, --all-tags                Download all tagged images in the repository
          --disable-content-trust   Skip image verification (default true)
          --platform string         Set platform if server is multi-platform capable
      -q, --quiet                   Suppress verbose output

# 下载镜像 docker pull 镜像名[:tag]
    [root@zlk ~]# docker pull mysql
    Using default tag: latest		# 如果不写tag，默认是latest
    latest: Pulling from library/mysql
    72a69066d2fe: Pull complete 	#分层下载，docker image的核心 联合文件系统
    93619dbc5b36: Pull complete 
    99da31dd6142: Pull complete 
    626033c43d70: Pull complete 
    37d5d7efb64e: Pull complete 
    ac563158d721: Pull complete 
    d2ba16033dad: Pull complete 
    688ba7d5c01a: Pull complete 
    00e060b6d11d: Pull complete 
    1c04857f594f: Pull complete 
    4d7cfa90e6ea: Pull complete 
    e0431212d27d: Pull complete 
    Digest: sha256:e9027fe4d91c666666666666666f7738b66666666709
    Status: Downloaded newer image for mysql:latest
    docker.io/library/mysql:latest		# 真实地址
    
    docker pull mysql
    # 等价于
    docker pull docker.io/library/mysql:latest
    
    # 指定版本下载
    docker pull mysql:5.7

![98011e3e08c84718b4c50bc527fcfe36.png][]

docker rmi 删除镜像：

docker rmi -f 镜像ID		# 删除指定镜像
    docker rmi -f 镜像ID 镜像ID 镜像ID     删除指定的多个镜像
    docker rmi -f $(docker images -aq)		删除全部镜像

### 2.3 容器命令 ###

注意：有了镜像才可以创建容器。(以mysql镜像为例)

docker run \[可选参数\] image  新建容器并启动：

> \# 常用参数说明：  
> \--name="name" 容器名字 Tomcat01 tomcat02 用来区分容器  
> \-d 后台方式运行  
> \-it 使用交互方式运行，进入容器查看内容  
> \-P 指定容器的端口， -P 8080:8080  
>  \-P 主机端口：容器端口

# 测试，启动并进入容器
    [root@zlk ~]# docker run -it mysql /bin/bash		
    [root@6ae3c9bb6a51 /]# ls					#	查看容器内的mysql，基础版本，很多命令都是不完整的
    bin  boot  dev  docker-entrypoint-initdb.d  entrypoint.sh  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var					
    
    # 从容器中退回主机
    [root@6ae3c9bb6a51 /]# exit
    exit
    [root@zlk /]# ls
    bin   data  etc   lib    media  mydata  proc  run   srv  tmp  var
    boot  dev   home  lib64  mnt    opt     root  sbin  sys  usr

docker ps \[可选参数\] 列出所有运行的容器：

# docker ps 命令
    			# 列出当前正在运行的容器
    	-a  	# 列出当前正在运行的容器 + 带出历史运行过的容器
    	-n=? 	# 显示最近创建的容器
    	-q 		# 只显示容器的编号

![625afd76448142309487f89db7a6032d.png][]

退出正在运行的容器：

exit 			# 直接容器停止并退出
    ctrl+p+q 	# 容器不停止退出，docker ps 可以查看到

docker rm 删除容器：

> docker rm 容器id 删除指定容器，不能删除正在运行的容器，如果强制删除，rm -f  
> docker rm -f $(docker ps -aq) 删除所有容器

[root@zlk /]# docker ps -a  #查看所有容器
    [root@zlk /]# docker rm 2bc63e25611d			# 不能删除正在运行的容器
    Error response from daemon: You cannot remove a running container 2bc63e25611dea862ad877730bc87b2dc9ee7bcb5bfb50dc604dc146700f1b41. Stop the container before attempting removal or force remove
    [root@zlk /]# docker rm 6ae3c9bb6a51  #删除一个停止运行的容器
    6ae3c9bb6a51
    [root@zlk /]# docker ps -aq   #查看所有容器的id
    
    [root@zlk /]# docker rm -f $(docker ps -aq)   #删除所有容器

启动和停止已有容器的操作：

docker start 容器id			# 启动容器
    docker restart 容器id		# 重启容器
    docker stop 容器id			# 停止当前正在运行的容器
    docker kill 容器id			# 强制停止当前的容器

[root@zlk /]# docker run -it centos /bin/bash
    [root@990384ccba9f /]# exit
    exit
    [root@zlk /]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES
    [root@zlk /]# docker ps -a
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED          STATUS                      PORTS     NAMES
    990384ccba9f   centos    "/bin/bash"   25 seconds ago   Exited (0) 18 seconds ago             funny_elgamal
    [root@zlk /]# docker start 990384ccba9f
    990384ccba9f
    [root@zlk /]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED              STATUS         PORTS     NAMES
    990384ccba9f   centos    "/bin/bash"   About a minute ago   Up 7 seconds             funny_elgamal
    [root@zlk /]# docker stop 990384ccba9f
    990384ccba9f
    [root@zlk /]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES

### 2.4 常用其他命令 ###

后台启动容器：

[root@zlk ~]# docker run -d centos
    
    # 问题:docker ps 发现，centos停止了
    
    # 常见的坑，docker 容器使用后台运行，就必须要有一个前台进程，docker发现没有应用，就会自动停止
    # nginx,容器启动后，发现自己没有提供服务，就会立刻停止，就是没有程序了

![6f0105851c7941b8bff42ab7fb2bc631.png][]

docker logs -tf --tail 容器id （查看日志）：

# 自己编写一段shell脚本
    [root@zlk /]# docker run -d centos /bin/bash -c "while true;do echo hello;sleep 2;done"
    
    [root@zlk /]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED              STATUS              PORTS     NAMES
    e705ce9ef994   centos    "/bin/sh -c 'while t…"   About a minute ago   Up About a minute             priceless_lichterman
    
    # 显示日志
    --tf 			显示日志
    --tail number 	要显示日志条数
    [root@zlk /]# docker logs -tf --tail 10 e705ce9ef994

docker top 容器id (查看容器中进程信息):

[root@zlk /]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS     NAMES
    e705ce9ef994   centos    "/bin/sh -c 'while t…"   8 minutes ago   Up 8 minutes             priceless_lichterman
    [root@zlk /]# docker top e705ce9ef994 
    UID                 PID                 PPID                C                   STIME               TTY                 TIME                CMD
    root                5624                27182               0                   17:50               ?                   00:00:00            /usr/bin/coreutils --coreutils-prog-shebang=sleep /usr/bin/sleep 2
    root                27182               27163               0                   17:41               ?                   00:00:00            /bin/sh -c while true;do echo hello;sleep 2;done

docker inspect 容器id(查看镜像的元数据)

# 测试
    [root@zlk /]# docker ps -a
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED          STATUS                      PORTS     NAMES
    1c92de96ff9f   centos    "/bin/bash -c 'while…"   13 minutes ago   Up 13 minutes                         agitated_robinson
    
    [root@zlk /]# docker inspect 1c92de96ff9f

![a14e6f0a5ec7493e81de361baf078c08.png][]

进入当前正在运行的容器:

> 容器都是使用后台方式运行的，需要进入容器，修改一些配置。
> 
> **docker exec -it 容器id /bin/bash**

[root@zlk /]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS     NAMES
    e705ce9ef994   centos    "/bin/sh -c 'while t…"   21 minutes ago   Up 21 minutes             priceless_lichterman
    # 方式一
    [root@zlk /]# docker exec -it e705ce9ef994 /bin/bash
    [root@e705ce9ef994 /]# ls
    bin  dev  etc  home  lib  lib64  lost+found  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var
    
    # 方式二
    docker attach 容器id
    # 测试
    [root@zlk /]# docker attach  e705ce9ef994 
    正在执行当前代码.......
    [root@zlk ~]# docker rm -f $(docker ps -aq)    # 前面循环没停，直接全停了
    
    docker exec   	# 进入容器后开启一个新的终端，可以在里面执行操作
    docker attach	# 进入容器正在执行的终端，不会启动新的进程，且执行过程中不能退出

从容器内拷贝文件到主机上：

docker cp 容器id:容器内路径  主机路径

这里的拷贝采用的是手动操作，在后面我们将进一步学习使用 -v 操作，也就是卷的技术，可以实现自动同步。

[root@zlk ~]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES
    [root@kzlk ~]# docker images
    REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
    centos       latest    5d0da3dc9764   8 months ago   231MB
    
    [root@zlk ~]# docker run -it centos /bin/bash  # ctrl+p+q退出
    [root@93823941b78c /]# [root@zlk ~]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED          STATUS          PORTS     NAMES
    93823941b78c   centos    "/bin/bash"   16 seconds ago   Up 15 seconds             romantic_sinoussi
    [root@zlk ~]# cd /home/
    [root@zlk home]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED              STATUS              PORTS     NAMES
    93823941b78c   centos    "/bin/bash"   About a minute ago   Up About a minute             romantic_sinoussi
    # 进入容器内部
    [root@zlk home]# docker attach 93823941b78c
    [root@93823941b78c /]# cd /home/
    [root@93823941b78c home]# ls
    # 在容器内新建一个文件
    [root@93823941b78c home]# touch  test.java
    [root@93823941b78c home]# ls
    test.java  
    [root@93823941b78c home]# exit
    exit
    [root@zlk home]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND   CREATED   STATUS    PORTS     NAMES
    [root@zlk home]# docker ps -a
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND       CREATED         STATUS                     PORTS     NAMES
    93823941b78c   centos    "/bin/bash"   3 minutes ago   Exited (0) 7 seconds ago             romantic_sinoussi
    # 查看当前主机目录
    [root@zlk home]# ls
    admin  ceshi  kuangshen.java
    # 将文件拷贝到主机上
    [root@zlk home]# docker cp 93823941b78c:/home/test.java /home/
    [root@zlk home]# ls
    admin  ceshi  kuangshen.java  test.java

### 2.5 小结 ###

![在这里插入图片描述][69e506d54c7c42679f1c4fa629ce5ecc.png]

docker 的命令非常多，下述是最常用的容器和镜像的命令，之后学习的命令会更多！

attach	 	Attach to a running Container 		# 当前 shell下 attach 连接指定运行镜像
    build	 	Build an image from a Dockerfile 	# 通过 Dockerfile 定制镜像
    commit	 	Create a new image from a container changes 	# 提交当前容器为新的镜像
    cp 		 	Copy files/folders from the containers filesystem to the host path 	# 从容器中拷贝指定文件或目录到宿主机中
    create	 	Create a new container				# 创建一个新的容器，同run，但不启动容器
    diff	 	Inspect changes on a container's filesystem 	# 查看 docker 容器变化
    events	 	Get real time events form the server 	# 从 docker 服务获取容器实时事件
    exec 	 	Run a command in an existing container	# 在已存在的容器上运行命令
    export	 	Stream the containers of a container as a tar archive 	# 导出容器的内容流作为一个tar 归档文件【对应 import】
    history  	show the history of an image		# 展示一个镜像形成历史
    images 	 	list images							# 列出系统当前镜像
    import	 	create a new filesystem image from the contents of a tarball 	# 从 tar 包中的内容创建一个新的文件系统映像【对应 export】
    info	 	display system-wide infomation		# 显示系统相关信息
    inspect	 	return low-level infomation on a container		# 查看容器详细信息
    kill	 	kill a running container			# kill 指定 docker 容器
    load	 	load an image from a tar archive	# 从一个 tar 包中加载一个镜像【对应 save】
    login	 	register or login to the docker registry server		# 注册或者登陆一个 docker 源服务器
    logout	 	log out from a docker registry server	# 从当前 docker registry退出
    logs 	 	fetch the logs of a container		# 输出当前容器日志信息
    port 	 	lookup the public-facing port which is NAT-ed to PRIVATE_PORT 	# 查看映射端口对应的容器内部源端口
    pause	 	pause all processes within a container		# 暂停容器
    ps		 	list containers						# 列出容器列表
    pull 	 	pull an image or a repository from the docker registry server	# 从docker镜像源服务器拉取指定镜像或者库镜像
    push	 	push an image or a repository to the docker registry server		# 推送指定镜像或者库镜像至docker源服务器
    restart	 	restart a running container			# 重启运行的服务器
    rm 		 	remove one or more containers		# 移除一个或者多个容器
    rmi 	 	remove one or more images			# 移除一个或者多个镜像（无容器使用该镜像才可以删除，否则需删除相关容器才可继续或 -f 强制删除）
    run 	 	run a command in a new container	# 创建一个新的容器并运行一个命令
    save	 	save an image to a tar archive 		# 保存一个镜像为一个tar包【对应 load】
    search 	 	search for an image on the docker hub 		# 在 docker hub 中搜索镜像
    start	 	start a stopped container			# 启动容器
    stop	 	stop a running container			# 启动容器
    tag 	 	tag an image into a repository		# 给源镜像搭标签
    top		 	lookup the running processes of a container		# 查看容器中运行的进程信息
    unpause	 	unpause a paused container			# 取消暂停容器
    version	 	show the docker version infomation		# 查看 docker 版本号
    wait 	 	block until a container stops,then print its exit code 		# 截取容器停止时间的退出状态值

### 2.6 作业练习----Docker 安装 Nginx ###

# 1、搜索镜像 search 建议去docker上搜索，可以看到详细信息和帮助文档
    [root@zlk ~]# docker search nginx
    # 2、下载镜像
    [root@zlk ~]# docker pull nginx
    # 3、运行测试
    [root@zlk ~]# docker images     # 查看镜像
    REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
    nginx         latest    de1111b9436b   36 hours ago   142MB
    
    # -d 后台运行
    # --name 给容器命名
    # -p 宿主机端口:容器内部端口
    [root@zlk ~]# docker run -d --name nginx01 -p 3344:80 nginx
    50666666ad4e9e6b9666666666c8ec08666666633
    [root@zlk ~]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                                   NAMES
    50c35333a98   nginx     "/docker-entrypoint.…"   57 seconds ago   Up 57 seconds   0.0.0.0:3344->80/tcp, :::3344->80/tcp   nginx01
    [root@zlk ~]# curl localhost:3344
    
    # 浏览器查看 http://IP:3344/
    
    # 进入容器
    [root@zlk ~]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                                   NAMES
    506666e98   nginx     "/docker-entrypoint.…"   38 minutes ago   Up 38 minutes   0.0.0.0:3344->80/tcp, :::3344->80/tcp   nginx01
    [root@zlk ~]# docker exec -it nginx01 /bin/bash
    root@506666e98:/# whereis nginx
    nginx: /usr/sbin/nginx /usr/lib/nginx /etc/nginx /usr/share/nginx
    root@5066666e98:/# cd /etc/nginx/
    root@5066666e98:/etc/nginx# ls
    conf.d  fastcgi_params  mime.types  modules  nginx.conf  scgi_params  uwsgi_params
    root@5066666e98:/etc/nginx# 
    
    # 停止容器
    root@503666w98:/etc/nginx# exit
    exit
    [root@zlk ~]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND                  CREATED          STATUS          PORTS                                   NAMES
    506666e98   nginx     "/docker-entrypoint.…"   43 minutes ago   Up 43 minutes   0.0.0.0:3344->80/tcp, :::3344->80/tcp   nginx01
    [root@zlk ~]# docker stop 5066666e98
    506666e98
    # 浏览器查看 http://IP:3344/

### 2.7 作业练习----docker安装Tomcat ###

# 官方的使用
    docker run -it --rm tomcat:9.0
    # 我们之前的启动都是后台 -d，停止了容器之后，容器还是可以通过docker ps查到 ，官方推荐的docker run -it --rm tomcat:9.0，一般用来测试，用完就删除
    
    
    # 下载再启动
    docker pull tomcat
    
    # 启动运行
    docker run -d -p 3355:8080 --name tomcat01 tomcat 
    
    # 测试访问没有问题,会出现404
    # IP:3355  访问失败
    
    # 进入容器
     docker exec -it tomcat01 /bin/bash
     ls
    # 发现问题：1、Linux命令缺失  2、没有WebApps，阿里云镜像的原因，默认是最小的镜像，所有不必要的都剔除，保证最小可运行的环境
     
    [root@zlk ~]#  docker exec -it tomcat01 /bin/bash 
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat# ls
    BUILDING.txt     LICENSE  README.md      RUNNING.txt  conf  logs            temp     webapps.dist
    CONTRIBUTING.md  NOTICE   RELEASE-NOTES  bin          lib   native-jni-lib  webapps  work
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat# cd webapps
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat/webapps# ls
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat/webapps# cd ..
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat# cd webapps.dist/
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat/webapps.dist# ls
    ROOT  docs  examples  host-manager  manager
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat/webapps.dist# cd ..
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat# cp -r  webapps.dist/* webapps
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat# cd webapps
    root@c95eb14e8fd4:/usr/local/tomcat/webapps# ls
    ROOT  docs  examples  host-manager  manager

思考：每次部署项目，都要进入容器内，特别麻烦，所以在容器外部提供一个映射路径，webapps

### 2.8 作业练习----docker部署es+kibana ###

# es 暴露的端口很多
    # es 十分的耗内存
    # es 的数据一般需要放置到安全目录！ 挂载
    # --net somenetwork 网络配置
     
    # 启动elasticsearch
    [root@zlk home]# docker run -d --name elasticsearch -p 9200:9200 -p 9300:9300 -e "discovery.type=single-node" elasticsearch:7.6.2
    a920894a940b354d3c867079efada13d96cf9138712c76c8dea58fabd9c7e96f
     
    # 启动了linux就卡主了，docker stats 查看cpu状态
     
    # 测试一下es成功了
    [root@zlk home]# curl localhost:9200
    {
      "name" : "a920894a940b",
      "cluster_name" : "docker-cluster",
      "cluster_uuid" : "bxE1TJMEThKgwmk7Aa3fHQ",
      "version" : {
        "number" : "7.6.2",
        "build_flavor" : "default",
        "build_type" : "docker",
        "build_hash" : "ef48eb35cf30adf4db14086e8aabd07ef6fb113f",
        "build_date" : "2020-03-26T06:34:37.794943Z",
        "build_snapshot" : false,
        "lucene_version" : "8.4.0",
        "minimum_wire_compatibility_version" : "6.8.0",
        "minimum_index_compatibility_version" : "6.0.0-beta1"
      },
      "tagline" : "You Know, for Search"
    }
     
     
    # 增加内存限制，修改配置文件 -e 环境配置修改
    docker run -d --name elasticsearch -p 9200:9200 -p 9300:9300 -e "discovery.type=single-node" -e ES_JAVA_OPTS="-Xms64m -Xmx512m" elasticsearch:7.6.2

### 2.9 端口暴露概念 ###

![5888ab4fbb47458ea6ba249c08a52742.png][]

### 2.10 可视化 ###

*  portainer（先用这个）:图形化界面管理工具，提供一个后台面板供我们操作。

docker run -d -p 8088:9000 --restart=always -v /var/run/docker.sock:/var/run/docker.sock --privileged=true portainer/portainer
     
    # 测试
    [root@zlk home]# curl localhost:8088
    <!DOCTYPE html
    ><html lang="en" ng-app="portainer">
     
    # 外网访问 http://ip:8088

## 3 Docker镜像 ##

### 3.1 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所需的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。

也就是说，我们所有的应用都能够直接打包成Docker镜像，然后就可以运行！

### **3.2 UnionFS（联合文件系统）【Docker核心组件】** ###

联合文件系统（UnionFS）是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统。对于Docker来说，它是Docker镜像和容器的基础，因为它可以将Docker镜像做成分层次的结构，从而使得镜像的每一层可以被共享，通过分层达到继承的目的，后面我们会学习到基于基础镜像制作出各种具体的应用镜像（DockerFile）

通俗的来讲，就是我们在docker pull下载镜像的时候会分层下载，已经存在的部分进行共享，只下载当前没有的那一部分，这样会极大地节省内存空间。

### 3.3 Docker镜像加载原理 ###

Docker的镜像实际根据联合文件系统由一层一层的文件系统组成。

**Linux 文件系统结构：**

Linux 文件系统由 bootfs 和 rootfs 两部分组成。

![a1d2531596df4f8b8e2aa206677dcf49.png][]

（1）bootfs（boot file system）：主要包含bootloader和kernel（Linux内核），bootloader主要是引导加载kernel，Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，而在Docker镜像的最底层也是bootfs这一层，这与我们典型的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，此时后 bootfs 就被 umount (卸载)了。

（2）rootfs（root file system）：rootfs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。

**docker镜像加载原理：**

Docker的镜像层都是只读的，只有容器层是可写的，容器层就是最上面的一层。

平时我们安装进虚拟机的CentOS系统都是好几个G，为什么Docker这里安装的才200M？

![9d50d60cd0eb4af5b1065d01fec78687.png][]

对于一个精简的OS系统，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（宿主机）的kernel（也就是宿主机或者服务器的boosfs+内核），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部分。

这样的话也就可以解释之前我们所说的，虚拟机启动是分钟级别的，而容器是秒级的!

### 3.4 分层镜像 ###

![5c98f8c35d534b1d8cf499418752d102.png][]

镜像都是从相同的base镜像构建的，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，这样我们就能够在所有的镜像容器中进行公用。  
docker image inspect 镜像名： 可以查看镜像元数据。

![a97645b29a9b47bca2b1c38ba0c2612d.png][]

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Ubuntu16.04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Ubuntu16.04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.....依次累加。如下图所示（当前有3个镜像层）。

![0048bbafd3a44c35b64659ba28b60994.png][]

在添加额外镜像层的同时，镜像始终保持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2层镜像例子，每个镜像层包含3个文件，而整体的镜像包含了来自两个镜像层的6个文件。

![94c1e4841ac14a7f89b99290af33a370.png][]

下图中演示了一个稍微复杂的3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。（文件7会覆盖文件5）

在这种情况下，上层镜像层中的文件7覆盖了底层镜像层中的文件5。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，镜像层数+1，整体文件数不变。

![241fdaad9f9f4d96afe17726c5ad485b.png][]

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。

上述三层镜像，Docker最终会将其堆叠并合并，对外提供统一的视图，如下图所示：

![ce2b6d3a534145f097e981739f769feb.png][]

## 4 Docker原理 ##

Docker镜像都是只读的，在我们启动容器的时候，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（run），容器层之下的都是镜像层（远程 pull）！所有的操作都是基于容器层。

![46d4ab1c47d84b4abb732fc35f237275.png][]

## 5 Commit镜像 ##

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]

**用途：**如果想要保存当前容器的状态，就可以通过commit来提交，获得一个镜像，就好比我们以前学习VM时候，快照。这样的话可以节省掉很多的步骤，直接拿过来用即可！

**实战提交一个镜像：**

1.  启动一个默认的tomcat
2.  发现这个默认的tomcat 是没有webapps应用，镜像的原因，官方的镜像默认webapps 下面是没有文件的
3.  自己拷贝进去了基本的文件
4.  将修改后的容器通过commit提交为一个镜像，我们以后使用修改后的镜像即可，这就是修改后的镜像

#运行一个默认的tomcat镜像
    [root@zlk ~]# docker run -it -p 8080:8080  tomcat
    
    [root@zlk ~]# docker ps
    CONTAINER ID   IMAGE     COMMAND             CREATED          STATUS          PORTS                                       NAMES
    792ca37197e8   tomcat    "catalina.sh run"   34 seconds ago   Up 32 seconds   0.0.0.0:8080->8080/tcp, :::8080->8080/tcp   upbeat_mcnulty
    
    [root@zlk ~]# docker exec -it 792ca37197e8 /bin/bash
    #发现这个默认的tomcat 是没有webapps应用,是因为镜像的原因,官方的镜像默认webapps下没有文件,自己拷贝进去基本的文件
    root@792ca37197e8:/usr/local/tomcat# cp -r webapps.dist/* webapps
    
    #浏览器访问,测试成功
    http://47.105.220.36:8080/
    
    #提交修改后的容器成为一个新的镜像
    [root@zlk ~]# docker commit -a="星悦糖" -m="add webapps app" 792ca37197e8 tomcat02:1.0
    sha256:d6d429f9d2ba25af8f66bd3e7a7de489cf2219828ea755ce1d0a1a7816c27731
    
    [root@zlk ~]# docker images
    REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED          SIZE
    tomcat02              1.0       d6d429f9d2ba   28 seconds ago   672MB

**到现在为止我们的Docker才算入门！接下来我们进一步学习Docker进阶！**

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[Docker Hub]: https://hub.docker.com/
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