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。

镜像加载原理

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）。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 的镜像实际上由一层一层的文件系统组成，这种层级的文件系统 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，在 Docker 镜像的最底层是 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 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。

docker 加载镜像 load docker镜像加载原理_docker 加载镜像 load

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

[root@iZwz98zi7ua638a1dxozhyZ home]# docker images centos
REPOSITORY   TAG       IMAGE ID       CREATED       SIZE
centos       latest    5d0da3dc9764   6 weeks ago   231MB

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 基本是一致的，rootfs 会有差别，因此不同的发行版可以公用 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，可以看到是一层一层的在下载！

[root@iZwz98zi7ua638a1dxozhyZ home]# docker pull redis
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/redis
7d63c13d9b9b: Pull complete 
a2c3b174c5ad: Pull complete 
283a10257b0f: Pull complete 
7a08c63a873a: Pull complete 
0531663a7f55: Pull complete 
9bf50efb265c: Pull complete 
Digest: sha256:a89cb097693dd354de598d279c304a1c73ee550fbfff6d9ee515568e0c749cfe
Status: Downloaded newer image for redis:latest
docker.io/library/redis:latest

思考：为什么 Docker 镜像要采用这种分层的结构呢？

最大的好处，我觉得莫过于是资源共享了！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 image inspect 命令！

[root@iZwz98zi7ua638a1dxozhyZ home]# docker image inspect redis:latest
[
    {
        "Id": "sha256:7faaec68323851b2265bddb239bd9476c7d4e4335e9fd88cbfcc1df374dded2f",
        // ...
        "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:e8b689711f21f9301c40bf2131ce1a1905c3aa09def1de5ec43cf0adf652576e",
                "sha256:b43651130521eb89ffc3234909373dc42557557b3a6609b9fed183abaa0c4085",
                "sha256:8b9770153666c1eef1bc685abfc407242d31e34f180ad0e36aff1a7feaeb3d9c",
                "sha256:6b01cc47a390133785a4dd0d161de0cb333fe72e541d1618829353410c4facef",
                "sha256:0bd13b42de4de0a0d0cc3f1f162cd0d4b8cb4ee20cbea7302164fdc6894955fd",
                "sha256:146262eb38412d6eb44be1710bfe0f05d3493831f82b1c2be8dc8d9558c9f033"
            ]
        },
        "Metadata": {
            "LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"
        }
    }
]

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（这只是一个用于演示的很简单的例子）。

docker 加载镜像 load docker镜像加载原理_docker 加载镜像 load_02

在添加额外的镜像层的同时，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例子，每个镜像层包含 3 个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的 6 个文件。

docker 加载镜像 load docker镜像加载原理_docker 加载镜像 load_03

上图中的镜像层跟之前图中的略有区别，主要目的是便于展示文件。

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。

docker 加载镜像 load docker镜像加载原理_linux_04

这种情况下，上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件。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。

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 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，并且每种存储引擎都有其独有的性能特点。

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。

docker 加载镜像 load docker镜像加载原理_docker 加载镜像 load_05

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！

这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层！

镜像 Commit

docker commit 从容器创建一个新的镜像。

docker commit 提交容器副本使之成为一个新的镜像！

# 语法
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]