前言

对于 docker 我们不要把他简单的看做是容器，就像是 Maven 一样，我们也不能简单的只认为是一个管理 jar 包的工具。

确切的说，二者都是平台，在不断进化着属于自己的完整生态。

有着对管理信息的完整生命周期控制，对于管理信息的版本控制，简单易用的 api 标准。

什么是 Docker 镜像

上一张 Docker 命令导图：

从中可以看出，Docker 包含三个基本概念，分别是镜像（Image）、容器（Container）和仓库（Repository）。

概念

镜像是 Docker 运行容器的前提，仓库是存放镜像的场所，可见镜像更是Docker的核心。

回到正题，Docker 镜像可以看作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。

要想更深入的了解 Docker 镜像，镜像的原理也必不可少，而这其中最重要的概念就是镜像层(Layers)（如下图）。

镜像层依赖于一系列的底层技术，比如文件系统(filesystems)、写时复制(copy-on-write)、联合挂载(union mounts)等，幸运的是你可以在很多地方学习到这些技术，这里就不再赘述技术细节。

总的来说，你最需要记住这点：

在 Dockerfile 中，每一条指令都会创建一个镜像层，继而会增加整体镜像的大小。

镜像作为 Docker 最突出的创新之一，它变革了软件交付标准。

理解镜像，对理解整个 Docker 的生命周期非常重要。

分层结构

镜像的分层结构：DockerHub中绝大多数的镜像都是通过在base镜像中安装和配置需要的软件构建出来的。

base镜像是from scratch开始，新镜像是直接在base镜像上构建from centos

新镜像是从base镜像一层一层叠加生成的，每安装一个软件就等于在现有的镜像上增加一层。

Docker镜像采用分层结构的好处就是共享资源。

可写的容器层：当容器启动时，一个新的可写层被加载到镜像的顶部，这一层就叫容器层，容器层之下都叫镜像层。

只有容器层是可写的，容器层下面的所有镜像层都是只读的。对容器的任何改动都只会发生在容器层中。

这里，所有的镜像层联合一起组成一个统一的文件系统，用户在容器层看到的就是一个叠加之后的文件系统。镜

像层内部是有上下之分的：

添加文件：在容器中创建文件时，新文件被添加到容器层中。
读取文件：当在容器中读取某个文件时，Docker会从上往下依次在各镜像层中查找此文件，一旦找到打开并读入内存。
修改文件：在容器中修改已存在的文件时，Docker会从上往下依次在各个镜像层中查找此文件，一旦找到立即将其复制到容器层中，然后才修改。（copy-on-write特性）
删除文件：在容器中删除文件时，Docker会从上往下依次在镜像层中找，找到后，会在容器层记录下此删除操作。

copy-on-write 特性说明容器层保存的是镜像变化的部分，不会对镜像本身进行任何修改。所以镜像可以被多个容器共享。

镜像与容器的关系

docker 镜像是一个只读的 docker 容器模板，含有启动 docker 容器所需的文件系统结构及其内容，因此是启动一个 docker 容器的基础。

docker 镜像的文件内容以及一些运行 docker 容器的配置文件组成了 docker 容器的静态文件系统运行环境：rootfs。

可以这么理解，docker 镜像是 docker 容器的静态视角，docker 容器是 docker 镜像的运行状态。

我们可以通过下图来理解 docker daemon、docker 镜像以及 docker 容器三者的关系(此图来自互联网)

从上图中我们可以看到，当由 ubuntu:14.04 镜像启动容器时，ubuntu:14.04 镜像的镜像层内容将作为容器的 rootfs；

而 ubuntu:14.04 镜像的 json 文件，会由 docker daemon 解析，并提取出其中的容器执行入口 CMD 信息，以及容器进程的环境变量 ENV 信息，最终初始化容器进程。

当然，容器进程的执行入口来源于镜像提供的 rootfs。

rootfs

rootfs 是 docker 容器在启动时内部进程可见的文件系统，即 docker 容器的根目录。

rootfs 通常包含一个操作系统运行所需的文件系统，例如可能包含典型的类 Unix 操作系统中的目录系统，如 /dev、/proc、/bin、/etc、/lib、/usr、/tmp 及运行 docker 容器所需的配置文件、工具等。

在传统的 Linux 操作系统内核启动时，首先挂载一个只读的 rootfs，当系统检测其完整性之后，再将其切换为读写模式。

而在 docker 架构中，当 docker daemon 为 docker 容器挂载 rootfs 时，沿用了 Linux 内核启动时的做法，即将 rootfs 设为只读模式。

在挂载完毕之后，利用联合挂载(union mount)技术在已有的只读 rootfs 上再挂载一个读写层。

这样，可读写的层处于 docker 容器文件系统的最顶层，其下可能联合挂载了多个只读的层，只有在 docker 容器运行过程中文件系统发生变化时，才会把变化的文件内容写到可读写层，并隐藏只读层中的旧版本文件。

列出所有的镜像

docker images

$ docker images

REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE

可以看到，我们已经获取了一个镜像列表。那么，这些镜像是从哪来的呢？

我们执行 docker run 命令时，同时进行了镜像下载

镜像从仓库下载下来。

镜像保存在仓库中，而仓库存在于 Registry 中。

默认的 Registry 是由 Docker 公司运行的公共 Registry 服务，即 Docker Hub。

需要进行ID的注册

ps: 非常类似于 maven 的中央仓库。

tag 标签

为了区分同一个仓库中的不同镜像，Docker 为我们提供了 tag 这个标签，每个镜像在列出来的时候都带有一个标签，如12.10、 12.04等，这种标签机制使得一个仓库中允许存储多个镜像。

我们可以在仓库后面加一个 冒号:标签名 的方式来指定该仓库中的某一个镜像，

例如 docker run -t -i --name new_container ubuntu:12.04 /bin/bash

Docker 会自动帮我们切换到 Ubuntu 的环境下，当然，这种方式创建了一个交互式任务。

在构建容器时指定仓库的标签也是一个好习惯，这样便可以准确的指定容器来源于哪里。

ps: 不指定默认会拉取最新的版本。

Docker Hub

Docker Hub 有两种仓库，一种是用户仓库，一种是顶层仓库。用户仓库是由开发人员自己创建的，顶层仓库是由Docker Hub 内部人员管理。

用户仓库的命名由两部分构成，如 admin/ubuntu

用户名例如 : admin

仓库名例如 : ubuntu

相对的，顶层仓库的命名就比较严谨，如 ubuntu 仓库。

顶层仓库由 Docker 公司和选定的优质基础镜像厂商来管理，用户可以基于这些镜像构建自己的镜像。

用户镜像都是由爱好者社区自己提供的，没有经过 Docker 公司的认证，所以需要自己承担相应的风险。

拉取镜像

还记得docker run 的启动过程吗？

再来一下这张图回顾一下

其实也可以通过 docker pull 命令先预先拉取镜像到本地，使用 docker pull 命令可以节省从一个新镜像启动一个容器所需要的时间。

拉取案例

我们直接以 ubuntu 作为例子：

$ docker pull ubuntu

Using default tag: latest
latest: Pulling from library/ubuntu
2746a4a261c9: Pull complete
4c1d20cdee96: Pull complete
0d3160e1d0de: Pull complete
c8e37668deea: Pull complete
Digest: sha256:250cc6f3f3ffc5cdaa9d8f4946ac79821aafb4d3afc93928f0de9336eba21aa4
Status: Downloaded newer image for ubuntu:latest

默认会拉取官方镜像 library

查看拉取的镜像

$ docker images

REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
ubuntu              latest              549b9b86cb8d        4 days ago          64.2MB

查找镜像

命令

我们可以通过 docker search 命令来查找所有 Docker Hub 上公共可用的镜像，如下

$ docker search ubuntu
NAME                                                      DESCRIPTION                                     STARS               OFFICIAL            AUTOMATED
ubuntu                                                    Ubuntu is a Debian-based Linux operating sys…   10294               [OK]                
dorowu/ubuntu-desktop-lxde-vnc                            Docker image to provide HTML5 VNC interface …   375                                     [OK]
rastasheep/ubuntu-sshd                                    Dockerized SSH service, built on top of offi…   237                                     [OK]
consol/ubuntu-xfce-vnc                                    Ubuntu container with "headless" VNC session…   199                                     [OK]
ubuntu-upstart                                            Upstart is an event-based replacement for th…   102                 [OK]                
ansible/ubuntu14.04-ansible                               Ubuntu 14.04 LTS with ansible                   98                                      [OK]
neurodebian                                               NeuroDebian provides neuroscience research s…   63                  [OK]                
1and1internet/ubuntu-16-nginx-php-phpmyadmin-mysql-5      ubuntu-16-nginx-php-phpmyadmin-mysql-5          50                                      [OK]
ubuntu-debootstrap                                        debootstrap --variant=minbase --components=m…   41                  [OK]                
nuagebec/ubuntu                                           Simple always updated Ubuntu docker images w…   24                                      [OK]
i386/ubuntu                                               Ubuntu is a Debian-based Linux operating sys…   18                                      
1and1internet/ubuntu-16-apache-php-5.6                    ubuntu-16-apache-php-5.6                        14                                      [OK]
1and1internet/ubuntu-16-apache-php-7.0                    ubuntu-16-apache-php-7.0                        13                                      [OK]
eclipse/ubuntu_jdk8                                       Ubuntu, JDK8, Maven 3, git, curl, nmap, mc, …   12                                      [OK]
1and1internet/ubuntu-16-nginx-php-phpmyadmin-mariadb-10   ubuntu-16-nginx-php-phpmyadmin-mariadb-10       11                                      [OK]
1and1internet/ubuntu-16-nginx-php-5.6                     ubuntu-16-nginx-php-5.6                         8                                       [OK]
1and1internet/ubuntu-16-nginx-php-5.6-wordpress-4         ubuntu-16-nginx-php-5.6-wordpress-4             7                                       [OK]
1and1internet/ubuntu-16-apache-php-7.1                    ubuntu-16-apache-php-7.1                        6                                       [OK]
darksheer/ubuntu                                          Base Ubuntu Image -- Updated hourly             5                                       [OK]
1and1internet/ubuntu-16-nginx-php-7.0                     ubuntu-16-nginx-php-7.0                         4                                       [OK]
pivotaldata/ubuntu                                        A quick freshening-up of the base Ubuntu doc…   2                                       
smartentry/ubuntu                                         ubuntu with smartentry                          1                                       [OK]
1and1internet/ubuntu-16-sshd                              ubuntu-16-sshd                                  1                                       [OK]
pivotaldata/ubuntu-gpdb-dev                               Ubuntu images for GPDB development              1                                       
1and1internet/ubuntu-16-php-7.1                           ubuntu-16-php-7.1                               1                                       [OK]

返回字段说明

我们主要看一下每条镜像都返回了哪些内容

字段	说明
NAME	仓库名称
DESCRIPTION	镜像描述
STARS	反应一个镜像的受欢迎程度
OFFICIAL	是否由 Docker 公司及其指定厂商开发的镜像
AUTOMATED	表示这个镜像是由 Docker Hub 自动构建的