docker镜像与容器

docker镜像与容器

概述

我们都知道，操作系统分为内核和用户空间。对于 Linux 而言，内核启动后，会挂载 root 文件系统为其提供用户空间支持。而 Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu 16.04 最小系统的 root 文件系统。Docker 镜像是一个特殊的文件系统，除了提供容器运行时所需的程序、库、资源、配置等文件外，还包含了一些为运行时准备的一些配置参数（如匿名卷、环境变量、用户等）。镜像不包含任何动态数据，其内容在构建之后也不会被改变。

分层存储

因为镜像包含操作系统完整的 root 文件系统，其体积往往是庞大的，因此在 Docker 设计时，就充分利用 Union FS 的技术，将其设计为分层存储的架构。所以严格来说，镜像并非是像一个 ISO 那样的打包文件，镜像只是一个虚拟的概念，其实际体现并非由一个文件组成，而是由一组文件系统组成，或者说，由多层文件系统联合组成。镜像构建时，会一层层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任何改变只发生在自己这一层。比如，删除前一层文件的操作，实际不是真的删除前一层的文件，而是仅在当前层标记为该文件已删除。在最终容器运行的时候，虽然不会看到这个文件，但是实际上该文件会一直跟随镜像。因此，在构建镜像的时候，需要额外小心，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉。分层存储的特征还使得镜像的复用、定制变的更为容易。甚至可以用之前构建好的镜像作为基础层，然后进一步添加新的层，以定制自己所需的内容，构建新的镜像。关于镜像构建，将会在后续相关章节中做进一步的讲解。

镜像与容器

镜像与容器的关系就如同类与示例，但实际中镜像和容易又要些不同，容器是会依赖镜像的，也就是容器是以镜像为基础，再加一层容器存储层，组成这样的多层存储结构去运行的。因此该镜像如果被这个容器所依赖的，那么删除必然会导致故障。如果这些容器是不需要的，应该先将它们删除，然后再来删除镜像。

删除镜像与容器

删除镜像

删除镜像必须停止依赖与其的容器才能删除，docker stop $(docker ps -a -q)停止所有容器

然后docker rmi 删除untagged images镜像，docker proune <虚悬镜像id>

docker stop $(docker ps -a -q) $类似与linux中的管道符操作，-q只显示容器id
删除容器

docker rm <容器id>

将容器中的改动提交到镜像

diff查看改动

修改了容器的文件，也就是改动了容器的存储层。通过 docker diff 命令看到具体的改动。

$ docker diff 容器名

C /root

A /root/.bash_history

C /run

C /usr

...

commit 提交改动

当我们运行一个容器的时候（如果不使用卷的话），我们做的任何文件修改都会被记录于容器存储层里。而 Docker 提供了一个 docker commit 命令，可以将容器的存储层保存下来成为镜像。换句话说，就是在原有镜像的基础上，再叠加上容器的存储层，并构成新的镜像。以后我们运行这个新镜像的时候，就会拥有原有容器最后的文件变化。

语法格式为：

docker commit [选项] <容器ID或容器名> [<仓库名>[:<标签>]]

eg：

$ docker commit \

    --author "作者" \

    --message "修改了默认网页" \

    webserver \

    nginx:v2

sha256:07e33465974800ce65751acc279adc6ed2dc5ed4e0838f8b86f0c87aa1795214

其中 --author 是指定修改的作者，而 --message 则是记录本次修改的内容。这点和 git 版本控制相似，不过这里这些信息可以省略留空。

我们可以在 docker image ls 中看到这个新定制的镜像：

$ docker image ls nginx

REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE

nginx v2 07e334659748 9 seconds ago 181.5 MB

nginx 1.11 05a60462f8ba 12 days ago 181.5 MB

nginx latest e43d811ce2f4 4 weeks ago 181.5 MB

history 查看镜像历史纪录

我们还可以用 docker history 具体查看镜像内的历史记录，如果比较 nginx:latest 的历史记录，我们会发现新增了我们刚刚提交的这一层。

$ docker history nginx:v2

IMAGE CREATED CREATED BY SIZE COMMENT

07e334659748 54 seconds ago nginx -g daemon off; 95 B 修改了默认网页

e43d811ce2f4 4 weeks ago /bin/sh -c #(nop) CMD ["nginx" "-g" "daemon 0 B

4 weeks ago /bin/sh -c #(nop) EXPOSE 443/tcp 80/tcp 0 B

4 weeks ago /bin/sh -c ln -sf /dev/stdout /var/log/nginx/ 22 B

4 weeks ago /bin/sh -c apt-key adv --keyserver hkp://pgp. 58.46 MB

4 weeks ago /bin/sh -c #(nop) ENV NGINX_VERSION=1.11.5-1 0 B

4 weeks ago /bin/sh -c #(nop) MAINTAINER NGINX Docker Ma 0 B

4 weeks ago /bin/sh -c #(nop) CMD ["/bin/bash"] 0 B

4 weeks ago /bin/sh -c #(nop) ADD file:23aa4f893e3288698c 123 MB

新的镜像定制好后，我们可以来运行这个镜像。

docker run --name web2 -d -p 81:80 nginx:v2

这里我们命名为新的服务为 web2，并且映射到 81 端口。如果是 Docker for Mac/Windows 或 Linux 桌面的话，我们就可以直接访问 http://localhost:81 看到结果，其内容应该和之前修改后的 webserver 一样。

至此，我们第一次完成了定制镜像，使用的是 docker commit 命令，手动操作给旧的镜像添加了新的一层，形成新的镜像，对镜像多层存储应该有了更直观的感觉。

慎用 docker commit--构建镜像推荐使用dockerfile

使用 docker commit 命令虽然可以比较直观的帮助理解镜像分层存储的概念，但是实际环境中并不会这样使用。

首先，如果仔细观察之前的 docker diff webserver 的结果，你会发现除了真正想要修改的 /usr/share/nginx/html/index.html 文件外，由于命令的执行，还有很多文件被改动或添加了。这还仅仅是最简单的操作，如果是安装软件包、编译构建，那会有大量的无关内容被添加进来，如果不小心清理，将会导致镜像极为臃肿。

此外，使用 docker commit 意味着所有对镜像的操作都是黑箱操作，生成的镜像也被称为黑箱镜像，换句话说，就是除了制作镜像的人知道执行过什么命令、怎么生成的镜像，别人根本无从得知。而且，即使是这个制作镜像的人，过一段时间后也无法记清具体在操作的。虽然 docker diff 或许可以告诉得到一些线索，但是远远不到可以确保生成一致镜像的地步。这种黑箱镜像的维护工作是非常痛苦的。

而且，回顾之前提及的镜像所使用的分层存储的概念，除当前层外，之前的每一层都是不会发生改变的，换句话说，任何修改的结果仅仅是在当前层进行标记、添加、修改，而不会改动上一层。如果使用 docker commit 制作镜像，以及后期修改的话，每一次修改都会让镜像更加臃肿一次，所删除的上一层的东西并不会丢失，会一直如影随形的跟着这个镜像，即使根本无法访问到。这会让镜像更加臃肿。

本博客为Swagger-Ranger的笔记分享，文中源码地址： https://github.com/Swagger-Ranger

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