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Docker 镜像原理

思考：

• Docker 镜像本质是什么？

• Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？

• Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？

操作系统组成部分：

• 进程调度子系统

• 进程通信子系统

• 内存管理子系统

• 设备管理子系统

• 文件管理子系统

• 网络通信子系统

• 作业控制子系统

Linux文件系统由bootfs和rootfs两部分组成

• bootfs：包含bootloader（引导加载程序）和 kernel（内核）

• rootfs： root文件系统，包含的就是典型 Linux 系统中的/dev，/proc，/bin，/etc等标准目录和文件

• 不同的linux发行版，bootfs基本一样，而rootfs不同，如ubuntu，centos等

Docker 镜像原理

• Docker镜像是由特殊的文件系统叠加而成。 好处是复用

• 最底端是 bootfs，并使用宿主机的bootfs

• 第二层是 root文件系统rootfs,称为base image

• 然后再往上可以叠加其他的镜像文件

• 统一文件系统（Union File System）技术能够将不同的层整合成一个文件系统，为这些层提供了一个统一的视角，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度看来，只存在一个文件系统。

• 一个镜像可以放在另一个镜像的上面。位于下面的镜像称为父镜像，最底部的镜像成为基础镜像。

• 当从一个镜像启动容器时，Docker会在最顶层加载一个读写文件系统作为容器新的镜像

回答上面的思考题：

1、Docker 镜像本质是什么？

​ 是一个分层文件系统

2、Docker 中一个centos镜像为什么只有200MB，而一个centos操作系统的iso文件要几个个G？

​ Centos的iso镜像文件包含bootfs和rootfs，而docker的centos镜像复用操作系统的bootfs，只有rootfs和其他镜像层

3、Docker 中一个tomcat镜像为什么有500MB，而一个tomcat安装包只有70多MB？

​ 由于docker中镜像是分层的，tomcat虽然只有70多MB，但他需要依赖于父镜像和基础镜像，所有整个对外暴露的tomcat镜像大小500多MB

验证需求：用命令查看nginx镜像分成：

docker inspect 镜像名称
#示例 docker inspect nginx:latest

镜像制作

Docker 镜像如何制作？

1、容器转为镜像（了解）

场景：当容器改变了，希望别人也能用（如测试）：此时可以把容器转为镜像》镜像通过一种方式（压缩文件）给到测试人员》测试人员把镜像转为容器即可使用。操作如下：

#容器转镜像。
docker commit 容器id 镜像名称:版本号
#镜像转为压缩文件
docker save -o 压缩文件名称 镜像名称:版本号
#把镜像还原成容器
docker load -i 压缩文件名称

注意：这种方式通过目录挂载的方式挂载文件的是不会生效的，要重新挂载

2、dockerfile

Dockerfile

Dockerfile 概念

• Dockerfile 是一个文本文件

• 包含了一条条的指令

• 每一条指令构建一层，基于基础镜像，最终构建出一个新的镜像

• 对于开发人员：可以为开发团队提供一个完全一致的开发环境

• 对于测试人员：可以直接拿开发时所构建的镜像或者通过Dockerfile文件构建一个新的镜像开始工作了

• 对于运维人员：在部署时，可以实现应用的无缝移植

Dochub网址：https://hub.docker.com

如centos7.0的dockerfile:

FROM scratch
ADD centos-7-x86_64-docker.tar.xz /LABEL \org.label-schema.schema-version="1.0" \org.label-schema.name="CentOS Base Image" \org.label-schema.vendor="CentOS" \org.label-schema.license="GPLv2" \org.label-schema.build-date="20201113" \org.opencontainers.image.title="CentOS Base Image" \org.opencontainers.image.vendor="CentOS" \org.opencontainers.image.licenses="GPL-2.0-only" \org.opencontainers.image.created="2020-11-13 00:00:00+00:00"CMD ["/bin/bash"]

关键字	作用	备注
FROM	指定父镜像	指定dockerfile基于那个image构建
MAINTAINER	作者信息	用来标明这个dockerfile谁写的
LABEL	标签	用来标明dockerfile的标签 可以使用Label代替Maintainer 最终都是在docker image基本信息中可以查看
RUN	执行命令	执行一段命令 默认是/bin/sh 格式: RUN command 或者 RUN [“command” , “param1”,“param2”]
CMD	容器启动命令	提供启动容器时候的默认命令 和ENTRYPOINT配合使用.格式 CMD command param1 param2 或者 CMD [“command” , “param1”,“param2”]
ENTRYPOINT	入口	一般在制作一些执行就关闭的容器中会使用
COPY	复制文件	build的时候复制文件到image中
ADD	添加文件	build的时候添加文件到image中 不仅仅局限于当前build上下文 可以来源于远程服务
ENV	环境变量	指定build时候的环境变量 可以在启动的容器的时候 通过-e覆盖 格式ENV name=value
ARG	构建参数	构建参数 只在构建的时候使用的参数 如果有ENV 那么ENV的相同名字的值始终覆盖arg的参数
VOLUME	定义外部可以挂载的数据卷	指定build的image那些目录可以启动的时候挂载到文件系统中 启动容器的时候使用 -v 绑定 格式 VOLUME [“目录”]
EXPOSE	暴露端口	定义容器运行的时候监听的端口 启动容器的使用-p来绑定暴露端口 格式: EXPOSE 8080 或者 EXPOSE 8080/udp
WORKDIR	工作目录	指定容器内部的工作目录 如果没有创建则自动创建 如果指定/ 使用的是绝对地址 如果不是/开头那么是在上一条workdir的路径的相对路径
USER	指定执行用户	指定build或者启动的时候 用户 在RUN CMD ENTRYPONT执行的时候的用户
HEALTHCHECK	健康检查	指定监测当前容器的健康监测的命令 基本上没用 因为很多时候 应用本身有健康监测机制
ONBUILD	触发器	当存在ONBUILD关键字的镜像作为基础镜像的时候 当执行FROM完成之后 会执行 ONBUILD的命令 但是不影响当前镜像 用处也不怎么大
STOPSIGNAL	发送信号量到宿主机	该STOPSIGNAL指令设置将发送到容器的系统调用信号以退出。
SHELL	指定执行脚本的shell	指定RUN CMD ENTRYPOINT 执行命令的时候 使用的shell

案例一：用dockerfile制作springboot项目镜像

需求一：定义dockerfile，发布springboot项目

实现步骤

0、前提你要有个发布的项目，这里简单编写个springboot项目

pom.xml文件

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd"><modelVersion>4.0.0</modelVersion><groupId>org.example</groupId><artifactId>springboot-hello</artifactId><version>1.0-SNAPSHOT</version><parent><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId><version>2.2.7.RELEASE</version></parent><dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId></dependency></dependencies><!--spring boot打包的话需要指定一个唯一的入门--><build><plugins><plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId><configuration><!-- 指定该Main Class为全局的唯一入口 --><mainClass>club.coderhome.WebApplication</mainClass></configuration><executions><execution><goals><goal>repackage</goal><!--可以把依赖的包都打包到生成的Jar包中--></goals></execution></executions></plugin></plugins></build></project>

启动类

@SpringBootApplication
public class WebApplication {public static void main(String[] args) {SpringApplication.run(WebApplication.class, args);}
}

Controller

@RestController
public class TestController {@RequestMapping("/test")private String test(){return "hello world！！";}
}

本地启动，测试

工程结构和打包

1、编写dockerfile文件

FROM java:8 #定义父镜像
MAINTAINER coderhome <coderhome@coderhome.club> #定义作者信息
ADD springboot-hello-1.0-SNAPSHOT.jar app.jar #将jar包添加到容器，改名为app.jar
CMD java -jar app.jar #定义容器启动执行的命令

2、把应用jar和dockerfile文件放在一起，执行如下命令

​ 通过dockerfile构建镜像：docker bulid -f dockerfile文件路径 -t 镜像名称:版本

docker build -f ./spring-dockerfile -t my_app:1.0 . #注意后面有个点

执行命令后，查看镜像：

启动容器测试：

docker run -id --name=my_app_c -p 3307:8080 my_app:1.0

用浏览器访问：

案例二：用dockerfile自定义centos

略