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、运行库、环境变量和配置文件。
所有的应用，直接打包docker镜像，就可以直接运行！
如何获取镜像：
- 下载拷贝别人的镜像：从远程仓库下载
- 自己制作一个镜像DockerFile
2. Docker镜像加载原理
2.1 UnionFS（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，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层一层的叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下 。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。
镜像特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面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，这样最终的文件系统会包含所有底层的文件和目录。
2.2 镜像加载原理
Docker镜像实际上由一层一层文件系统组成，这种层级的文件系统就叫UnionFS。
bootfs(boot file system)主要包含bootloader和kernel，bootloader主要是引导加载kernel，Linux刚启动时会加载bootfs文件系统，Docker镜像的最底层是bootfs。这一层与典型的Linux和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都在内存中，此时内存的使用权由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等等。
思考：平时我们安装进虚拟机的Centos都是好几个G，为什么在docker里面安装Centos只有200M？
对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令、工具和程序库。因为底层直接用主机的内核，自己仅需提供rootfs。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。
3. Docker镜像分层理解
3.1 分层的镜像
下载镜像的时候，我们观察下载日志输出会发现是一层一层的下载。那么，为什么Docker镜像要采用这种分层结构呢？
采用分层结构最大的好处就是资源共享和资源重用。比如由多个镜像都是从相同的基础镜像上构建而来，那么宿主机只需要在磁盘上保留一份基础镜像，同时内存中也只需要加载一份基础镜像，这样基础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。
可以通过这个命令来查看镜像分层方式：
docker images inspect redis:latest3.2 理解分层镜像
所有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，就会在当前镜像层上创建新的镜像层。
举个栗子：基于Ubuntu Linux 16.04创建一个新的镜像，这就是新镜像的第一层；继续在该镜像中添加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。
在添加额外镜像层的同时，镜像始终保持当前所有镜像的组合。下图中每个镜像层包含了3个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件。
下图中展示的三层镜像，外部看只有6个文件，这是因为顶层的文件7是中间层文件5的更新版本。此时，文件的更新版本作为一个新镜像层添加到镜像中。
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为统一的文件系统。
Linux可用的存储引擎由AUFS, Overlay2, Device Mapper, Btrfs以及ZFS。而Docker在Windows上仅支持windowfilter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。
下图展示了与系统显示相同的3层镜像。所有镜像层堆叠并合并，对外提供统一的视图。
3.3 镜像特点
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，这一层就是容器层，容器之下的都叫镜像层。
举个栗子：
dockerhub中，tomcat镜像有6层，我们下载(pull)tomcat镜像的时候把6个层都下载了下来，运行tomcat时如果我们在tomcat中做额外的操作，那么新的操作就会在镜像层上新建一层容器层，我们所有的操作都是基于容器层的。
