docker2-镜像原理及创建新的镜像

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

在docker中所有应用直接打包为镜像，下载下来就可以直接运行。

2，如何获取镜像

• 从远程仓库下载
• 拷贝
• 自己制作镜像DockerFile

3，Docker镜像基本概念

3.1，UnionFS（联合文件系统）（Docker镜像分层）

一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，支持对文件系统的修改作为提交并一层层叠加，同时可以将不同目录挂载到同一虚拟文件系统下（unite several directories into a single virtual filesystem）。Union文件系统是Docker镜像的基础，镜像可以通过分层进行继承，基于基础镜像（无父镜像），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。

3.2，Docker镜像底层

在Docker镜像的最底层是bootfs（boot file system，主要包含bootloader和kernel，bootloader主要引导加载kernel，linux刚启动时就会加载bootfs文件系统），在bootfs加载完成之后整个内核就在内存中了，内存的使用权已由bootfs转交给内核，此时系统会卸载bootfs。

roofts（root file system/Base Image），在bootfs之上，包含的就是典型linux系统中的/dev, /proc, /bin, /etc等标准文件和目录。rootfs就是各种不同的操作系统的发性版，比如ubuntu、centos等。

3.3，为什么Docker镜像可以很小？

对于一个精简的docker，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令、工具和程序库即可。底层会直接使用宿主机（host）的kernel，镜像只需要提供rootfs，因此可以很小。由此也可看出，不同的linux发行版，bootfs基本是一致的，只是rootfs会有差别，不同的发行版可以公用bootfs。

4，Docker镜像启动过程

Docker镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可读写层被加载到镜像的顶层。新增层就是所谓的容器层，容器层之下的都是镜像层。所有的更改都在容器层中，镜像层不发生改变。

1、检测本地是否存在指定的镜像，不存在就从公有仓库下载

2、利用镜像创建并启动一个容器

3、分配一个文件系统，并在只读的镜像层外面挂载一层可读写层

4、从宿主主机配置的网桥接口中桥接一个虚拟接口到容器中去

5、从地址池配置一个IP地址给容器

6、执行用户指定的应用程序

7、执行完毕后终止容器

5，提交容器创建新的镜像

容器内做了修改后想要保存为新的镜像：

docker commit -m='提交的容器信息' -a='作者' 容器id 目标镜像名：tag		#git本地类似

6，Dockerfile创建新的镜像

Dockerfile就是用来构建docker镜像的构建文件，是一种命令脚本，通过此脚本可以生成镜像。

镜像是分层的，Dockerfile中的每一个命令就是一层。

docker build -f ~(dockerfile) -t ~(image名称):tag .

'''一个例子'''

'''=======================创建dockerfile文件（名字也可随意取）并输入以下内容======================='''
from centos

CMD echo '-----end-----'
CMD /bin/bash

'''=======================docker build构建镜像======================='''
docker build -f dockerfile -t zhang/centos:01 .

一个问题

'''=======================创建dockerfile文件（名字也可随意取）并输入以下内容======================='''
from centos

VOLUME ['volume10', 'volume11']

CMD echo '-----end-----'
CMD /bin/bash

生成后run的时候会报错
[root@VM-0-11-centos docker-test-volum]# docker: Error response from daemon: OCI runtime create failed: invalid mount {Destination:[volume10, Type:bind Source:/var/lib/docker/volumes/7e8b5576dee6ad0d84ab31848f12b859b6ed4e05408492477308479dcbea20c4/_data Options:[rbind]}: mount destination [volume10, not absolute: unknown.

=============================================解答===========================================
=====第一次尝试=====
通过dockerfile的 VOLUME 指令可以在镜像中创建挂载点，这样只要通过该镜像创建的容器都有了挂载点。
还有一个区别是，通过 VOLUME 指令创建的挂载点，无法指定主机上对应的目录，是自动生成的。

VOLUME ['volume10', 'volume11']	这一句的目的是在生成镜像的同时，在镜像中创建'volume01', 'volume02'并自动匿名挂载，这里说不是绝对路径不对，但是改为VOLUME ['/volume10', '/volume11']还是报错
[root@VM-0-11-centos docker-test-volum]# docker run -it zhang/centos
docker: Error response from daemon: OCI runtime create failed: invalid mount {Destination:[/volume10, Type:bind Source:/var/lib/docker/volumes/fa8716e8e78b1a9af0cfd75ac9476b6fcbecf7178b34d29d390c6ab29f19cfaf/_data Options:[rbind]}: mount destination [/volume10, not absolute: unknown.

7，dockerfile详解

7.1，使用dockerfile创建镜像的步骤：

1. 编写一个dockerfile文件（构建文件，定义了一切的步骤，源代码）
2. docker build构建成为一个镜像（通过dockerfile构建生成的镜像，最终发布和运行的产品）
3. docker run运行镜像（容器，镜像运行起来提供服务）
4. docker push发布镜像（发布到DockerHub或者其他第三方镜像仓库）

7.2，一个dockerhub官方的例子，点到版本号上会发现跳转到github

很多官方镜像都是基础包，很多功能都没有，通常需要搭建自己的镜像。

7.3，dockerfile的一些基本概念

• Dockerfile由多条指令组成，每条指令在编译镜像时完成某些功能

• 每条指令由指令+参数组成，以逗号分隔

• 指令使用大写字母，参数使用小写字母，#表示注释

• 指令从上到下执行，每一条指令都会创建提交一个新的镜像层(bootfs, rootfs(基础镜像centos/tomcat), image(jdk/tomcat...), image)，在run的时候在镜像的顶层增加可写容器层(container)形成容器进行运行

  

7.4，dockerfile常用指令

FROM										#基础镜像指令，一切由此开始构建（BASE IMAGE，如：centos）
MAINTAINER									#镜像是谁写的，姓名+邮箱
RUN											#镜像构建时需要运行的命令
ADD											#添加内容（IMAGE，如：emacs，apache，tomcat等）
COPY										#类似ADD，将文件拷贝到镜像中
WORKDIR										#镜像的工作目录（进入镜像所在的目录，默认是根目录/）
VOLUME										#挂载的目录
EXPOSE										#指定暴露端口
CMD											#指定容器启动时要运行的命令（如：CMD echo），只有最后一个生效
ENTRYPOINT									#指定容器启动时要运行的命令，可追加命令（追加命令是直接追加到其后的）
ONBUILD										#当构建一个被继承 dockerfile，会运行ONBUILD，触发指令
ENV											#构建时设置环境变量（构建一个键值对，常量）

7.5，一些例子（可以如7.2所述，看看别人是怎么写的）

DockerHub中99%的镜像都是从FROM scratch开始的，scratch是一个空镜像，只能用于构建其他镜像。

'''例子一，为官方的centos镜像加入vim以及ifconfig命令'''
===========dockerfile文件
FROM centos
MAINTAINER zhang<15009202810@163.com>

ENV MYPATH /usr/local
WORKDIR $MYPATH

RUN yum -y install vim
RUN yum -y install net-tools

EXPOSE 80

CMD echo $MYPATH
CMD echo '----end----'
CMD /bin/bash

===========生成镜像
docker build -f mydockerfile-centos -t zhang:centos:02 .

===========生成的镜像
zhang/centos          02        f86b612c2f9e   4 hours ago      295MB

===========运行
root@VM-0-11-centos dockerfile]# docker run -it f86b612c2f9e
[root@03a66e354d06 local]# pwd
/usr/local
[root@03a66e354d06 local]# ifconfig
eth0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 172.17.0.6  netmask 255.255.0.0  broadcast 172.17.255.255
        ether 02:42:ac:11:00:06  txqueuelen 0  (Ethernet)
        RX packets 7  bytes 586 (586.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        loop  txqueuelen 1000  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

[root@03a66e354d06 local]# vim

c;?;?
~                                                                                                         ~

'''例子二，CMD和ENTRYPOINT的区别'''
'''CMD V1'''
===========dockerfile文件
FROM centos
CMD ["ls","-a"]

===========生成镜像
docker build -f dockerfile-cmd-test -t cmd-test:01 .

===========生成的镜像
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED         SIZE
cmd-test              01        09620dfdb9ab   3 seconds ago   209MB

===========运行
docker run 09620dfdb9ab						#可以运行
docker run 09620dfdb9ab -l					#报错（不追加，相当于运行-l）
docker run 09620dfdb9ab ls -l				#可以运行（CMD最后一个生效，相当于运行ls -l）

'''ENTRYPOINT V1'''
===========dockerfile文件
FROM centos
ENTRYPOINT ["ls","-a"]

===========生成镜像
docker build -f dockerfile-entropy-test -t entrypoint-test .

===========生成的镜像
REPOSITORY            TAG       IMAGE ID       CREATED              SIZE
entrypoint-test       latest    51d3b39d0e6a   About a minute ago   209MB

===========运行
docker run 09620dfdb9ab						#可以运行
docker run 09620dfdb9ab -l					#可以运行（追加，相当于运行ls -a -l）
docker run 09620dfdb9ab ls -l				#报错（相当于运行ls -a ls -l）

'''例子三，制作tomcat镜像'''
需要准备：tomcat压缩包，jdk压缩包

7.6，dockerfile命令汇总，详解，分类及建议

参看：

Docker实战-编写Dockerfile

docker之Dockerfile实践

必看的dockerfile禁忌与建议！

命令详解
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指令：FROM
功能描述：设置基础镜像，一切由此开始构建
语法：FROM < image>[:< tag> | @< digest>]
提示：镜像都是从一个基础镜像（操作系统或其他镜像）生成，可以在一个Dockerfile中添加多条FROM指令
注意：如果忽略tag选项，会使用latest镜像
===========================================================================================================
指令：MAINTAINER
功能描述：设置镜像作者
语法：MAINTAINER < name>
============================================================================================================
指令：RUN
功能描述：
语法：RUN < command>
          RUN [“executable”,”param1”,”param2”]
提示：RUN指令会生成容器，在容器中执行脚本，容器使用当前镜像，脚本指令完成后，Docker Daemon会将该容器提交为一个中间镜像，供后面的指令使用
补充：RUN指令第一种方式为shell方式，使用/bin/sh -c < command>运行脚本，可以在其中使用\将脚本分为多行
          RUN指令第二种方式为exec方式，镜像中没有/bin/sh或者要使用其他shell时使用该方式，其不会调用shell命令
例子：RUN source $HOME/.bashrc;\
          echo $HOME

          RUN [“/bin/bash”,”-c”,”echo hello”]

          RUN [“sh”,”-c”,”echo”,”$HOME”] 使用第二种方式调用shell读取环境变量
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指令：CMD
功能描述：设置容器的启动命令
语法：CMD [“executable”,”param1”,”param2”]
          CMD [“param1”,”param2”]
          CMD < command>
提示：CMD第一种、第三种方式和RUN类似，第二种方式为ENTRYPOINT参数方式，为entrypoint提供参数列表
注意：Dockerfile中只能有一条CMD命令，如果写了多条则最后一条生效
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指令：LABEL
功能描述：设置镜像的标签
延伸：镜像标签可以通过docker inspect查看
格式：LABEL < key>=< value> < key>=< value> …
提示：不同标签之间通过空格隔开
注意：每条指令都会生成一个镜像层，Docker中镜像最多只能有127层，如果超出Docker Daemon就会报错，如LABEL ..=.. <假装这里有个换行> LABEL ..=..合在一起用空格分隔就可以减少镜像层数量，同样，可以使用连接符\将脚本分为多行
          镜像会继承基础镜像中的标签，如果存在同名标签则会覆盖
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指令：EXPOSE
功能描述：设置镜像暴露端口，记录容器启动时监听哪些端口
语法：EXPOSE < port> < port> …
延伸：镜像暴露端口可以通过docker inspect查看
提示：容器启动时，Docker Daemon会扫描镜像中暴露的端口，如果加入-P参数，Docker Daemon会把镜像中所有暴露端口导出，并为每个暴露端口分配一个随机的主机端口（暴露端口是容器监听端口，主机端口为外部访问容器的端口）
注意：EXPOSE只设置暴露端口并不导出端口，只有启动容器时使用-P/-p才导出端口，这个时候才能通过外部访问容器提供的服务
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指令：ENV
功能描述：设置镜像中的环境变量
语法：ENV < key>=< value>…|< key> < value>
注意：环境变量在整个编译周期都有效，第一种方式可设置多个环境变量，第二种方式只设置一个环境变量
提示：通过${变量名}或者 $变量名使用变量，使用方式${变量名}时可以用${变量名:-default} ${变量名:+cover}设定默认值或者覆盖值
          ENV设置的变量值在整个编译过程中总是保持不变的
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指令：ADD
功能描述：复制文件到镜像中
语法：ADD < src>… < dest>|[“< src>”,… “< dest>”]
注意：当路径中有空格时，需要使用第二种方式
          当src为文件或目录时，Docker Daemon会从编译目录寻找这些文件或目录，而dest为镜像中的绝对路径或者相对于WORKDIR的路径
提示：src为目录时，复制目录中所有内容，包括文件系统的元数据，但不包括目录本身
          src为压缩文件，并且压缩方式为gzip,bzip2或xz时，指令会将其解压为目录
          如果src为文件，则复制文件和元数据
          如果dest不存在，指令会自动创建dest和缺失的上级目录
============================================================================================================
指令：COPY
功能描述：复制文件到镜像中
语法：COPY < src>… < dest>|[“< src>”,… “< dest>”]
提示：指令逻辑和ADD十分相似，同样Docker Daemon会从编译目录寻找文件或目录，dest为镜像中的绝对路径或者相对于WORKDIR的路径
============================================================================================================
指令：ENTRYPOINT
功能描述：设置容器的入口程序
语法：ENTRYPOINT [“executable”,”param1”,”param2”]
          ENTRYPOINT command param1 param2（shell方式）
提示：入口程序是容器启动时执行的程序，docker run中最后的命令将作为参数传递给入口程序
          入口程序有两种格式：exec、shell，其中shell使用/bin/sh -c运行入口程序，此时入口程序不能接收信号量
          当Dockerfile有多条ENTRYPOINT时只有最后的ENTRYPOINT指令生效
          如果使用脚本作为入口程序，需要保证脚本的最后一个程序能够接收信号量，可以在脚本最后使用exec或gosu启动传入脚本的命令
注意：通过shell方式启动入口程序时，会忽略CMD指令和docker run中的参数
          为了保证容器能够接受docker stop发送的信号量，需要通过exec启动程序；如果没有加入exec命令，则在启动容器时容器会出现两个进程，并且使用docker stop命令容器无法正常退出（无法接受SIGTERM信号），超时后docker stop发送SIGKILL，强制停止容器
例子：FROM ubuntu <换行> ENTRYPOINT exec top -b
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指令：VOLUME
功能描述：设置容器的挂载点
语法：VOLUME [“/data”]
          VOLUME /data1 /data2
提示：启动容器时，Docker Daemon会新建挂载点，并用镜像中的数据初始化挂载点，可以将主机目录或数据卷容器挂载到这些挂载点
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指令：USER
功能描述：设置RUN CMD ENTRYPOINT的用户名或UID
语法：USER < name>
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指令：WORKDIR
功能描述：设置RUN CMD ENTRYPOINT ADD COPY指令的工作目录
语法：WORKDIR < Path>
提示：如果工作目录不存在，则Docker Daemon会自动创建
          Dockerfile中多个地方都可以调用WORKDIR，如果后面跟的是相对位置，则会跟在上条WORKDIR指定路径后（如WORKDIR /A   WORKDIR B   WORKDIR C，最终路径为/A/B/C）
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指令：ARG
功能描述：设置编译变量
语法：ARG < name>[=< defaultValue>]
注意：ARG从定义它的地方开始生效而不是调用的地方，在ARG之前调用编译变量总为空，在编译镜像时，可以通过docker build –build-arg < var>=< value>设置变量，如果var没有通过ARG定义则Daemon会报错
          可以使用ENV或ARG设置RUN使用的变量，如果同名则ENV定义的值会覆盖ARG定义的值，与ENV不同，ARG的变量值在编译过程中是可变的，会对比使用编译缓存造成影响（ARG值不同则编译过程也不同）
例子：ARG CONT_IMAG_VER <换行> RUN echo $CONT_IMG_VER
          ARG CONT_IMAG_VER <换行> RUN echo hello
          当编译时给ARG变量赋值hello，则两个Dockerfile可以使用相同的中间镜像，如果不为hello，则不能使用同一个中间镜像
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指令：ONBUILD
功能描述：设置自径想的编译钩子指令
语法：ONBUILD [INSTRUCTION]
提示：从该镜像生成子镜像，在子镜像的编译过程中，首先会执行父镜像中的ONBUILD指令，所有编译指令都可以成为钩子指令

ONBUILD流程
1，编译时，读取所有ONBUILD镜像并记录下来，在当前编译过程中不执行指令
2，生成镜像时将所有ONBUILD指令记录在镜像的配置文件OnBuild关键字中
3，子镜像在执行FROM指令时会读取基础镜像中的ONBUILD指令并顺序执行，如果执行过程中失败则编译中断；当所有ONBUILD执行成功后开始执行子镜像中的指令
4，子镜像不会继承基础镜像中的ONBUILD指令
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指令：STOPSIGNAL
功能描述：设置容器退出时，Docker Daemon向容器发送的信号量
语法：STOPSIGNAL signal
提示：信号量可以是数字或者信号量的名字，如9或者SIGKILL，信号量的数字说明在Linux系统管理（https://blog.csdn.net/qq_29999343/article/details/78166574）中有简单介绍