专栏往期文章

1. 《Docker是什么？Docker从介绍到Linux安装图文详细教程》
2. 《30条Docker常用命令图文举例总结》

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1. Docker镜像介绍

• Docker 镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，它包含运行某个软件所需的所有内容，我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个可交付的运行环境 (包括代码、运行时需要的库、环境变量和配置文件等) ，这个打包好的运行环境就是 image 镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生成 Docker 容器实例 (类似 Java 中 New 一个对象出来) 。

2. UnionFS介绍

• UnionFS 联合文件系统是一种分层、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地叠加，同时可以将不同目录挂载到同一个虚拟文件系统下。UnionFS 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。

3. Docker镜像加载原理

• Docker 的镜像实际上由一层层的文件系统组成，这种层级的文件系统称为联合文件系统 (Union File System, UnionFS) 。

• bootfs (boot file system) 主要包含 bootloader 和 kernel ，Linux 刚启动时会加载 bootfs 文件系统，在 Docker 镜像的最底层是引导文件系统 bootfs 。这一层与典型的 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。包含典型 Linux 系统中的 /dev 、/etc 、/var 、/bin 、/proc 、/usr 、/tmp 等标准目录和文件。rootfs 就是各种不同的 Linux 发行版，比如 Ubuntu 和 CentOS 等。

【面试题】平时安装进虚拟机的 CentOS 镜像都是 4.4 GB ，为什么 Docker 的镜像才只有 200 MB ？

• 答：Docker 镜像仅包含运行所需的最小 runtime 环境，即仅需要 rootfs 即可。对于一个精简的 OS ，rootfs 可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库即可，因为底层直接共用 Host 主机的 kernel ，自己只需要提供 rootfs 即可。由此可见对于不同的 Linux 发行版，bootfs 基本是一致的，只有 rootfs 会有差别，因此不同的发行版可以共用 bootfs 。

4. 为什么Docker镜像要采用分层结构

• 镜像分层最大的一个好处是共享资源，方便复制迁移，就是为了复用。
• 比如多个镜像都从相同的 base 镜像构建而来，那么 Docker Host 只需在硬盘上保存一份 base 镜像；同时内存中也只需加载一份 base 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。
  • 我的理解是，下载了 base Ubuntu 镜像，里面是没有 Vim 工具的，那么我可以在 base Ubuntu 镜像的基础上，增加 Vim 工具，再构建出一个带 Vim 的 Ubuntu 镜像，这个带 Vim 的 Ubuntu 镜像就和 base 镜像共享。

5. 镜像只读, 容器可写

• 【重点理解】Docker 镜像都是只读的，Docker 容器是可写的。当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部，这一层被称作 “容器层” ，容器层之下的都叫镜像层。

• 所有对容器的改动，无论是增删改都只会发生在容器层中。只有容器是可写的，容器下面的所有镜像层都是只读的。