Docker学习笔记（四）——Docker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。

• 镜像的基础：联合文件系统(UnionFS )
  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（例如，外面只能看到hello-world镜像，但是其还有没有暴露的中间件），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 pull ubuntu

可以看到，在pull ubuntu时，中间又下载了很多中间件。

为什么docker要采用分层镜像呢？

最大的一个好处就是 - 共享资源。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。例如上图在pull ubuntu时，出现了很多Already exists。这是因为之前下载过centos的镜像，这些中间镜像是共享的，不需要再下载啦。

• 镜像的加载原理
  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。（相当于OS启动时的引导程序）

  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。

  对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包括最基本的命令、工具和程序库就可以了，因为底层直接用Host的kernel，自己只需要提供 rootfs 就行了。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。

  
  bootfs和rootfs关系

2. 镜像的特点

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。这一层通常被称作“容器层”，“容器层”下面的的都叫“镜像层”。