Docker鏡像原理
Linux系統組成
要了解Docker鏡像原理，需要先了解linux作業系統。
作業系統的組成部分分為：程序排程子系統、程序通信子系統、記憶體管理子系統、裝置管理子系統、檔案管理子系統、網絡通信子系統、作業控制子系統等。從整體層面來說，linux系統都是由不同的檔案構成并運作的。
Docker鏡像的本質是一個分層檔案系統。而linux檔案系統由bootfs和rootfs兩部分組成（fs：file system的縮寫）：
- bootfs：包含bootloader（引導加載程式）和kernel（核心）。bootloader主要是引導加載kernel
- rootfs：root檔案系統，包含的就是Linux系統中的/dev、/proc、/bin、/etc等标準目錄和檔案
我們經常接觸到的linux系統如ubuntu、RedHat、centos等系統，bootfs基本一樣，rootfs不同。
Docker鏡像原理
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Docker鏡像是由特殊的檔案系統疊加而成的，其最低端使用了主機（主控端）的bootfs，其他應用是在其基礎上一層層往上疊加，提供給使用者的就是最頂層檔案提供的對接接口。
以下以tomcat應用進行講解：
我們想要運作tomcat服務，需要java可運作的環境（即jdk)，jdk和tomcat又需要在linux系統上運作，是以鏡像如下圖：
docker鏡像建構Docker鏡像原理鏡像制作
底層使用主控端的bootfs，第二層是rootfs（root檔案系統，被稱base image，即基礎鏡像），由于tomcat服務是基于jdk開發的，是以需要在實際的tomcat服務之前，疊加jdk鏡像，jdk鏡像之後，再疊加真正要使用的tomcat鏡像（使用者使用tomcat提供的服務），是以如果我們本地安裝tomcat服務時，下載下傳的安裝包隻有幾十MB，但是tomcat鏡像卻有400多MB，就是因為實際的tomcat鏡像包含了其他鏡像，隻是對使用者來說，需要的是最頂層的tomcat服務而已，tomcat官網的安裝包安裝前需要我們自己去安裝jdk等内容，而docker鏡像是一步到位。
我們在拉取tomcat鏡像時，可以看到有多個Pull，就是因為要下載下傳多個鏡像（但給使用者看到的是最頂層的tomcat鏡像）
我們在tomcat鏡像生成的容器中，檢視jdk版本和linux版本，是可以查到對應的資訊的
我們也可以通過
docker inspect tomcat:latest
指令檢視該鏡像的具體分層資訊：
總結
- Docker鏡像時由特殊的檔案系統分層疊加而成
- Docker容器是基于主控端的bootfs運作，第2層是rootfs(基礎鏡像），然後根據需求往上疊加其他鏡像檔案。
- Docker鏡像使用了聯合檔案系統（Union File System）技術，該技術能夠基于基礎鏡像，将鏡像通過分層并繼承的方式制作成一個完整的、統一的鏡像，即一次同時加載多個檔案系統，但使用者隻能看到一個檔案系統（可以了解為：對使用者隐藏了頂層以下的鏡像檔案）。
鏡像制作
官方提供的鏡像有時候不能滿足日常使用，這個時候就需要制作符合自己個性化的鏡像，鏡像制作有2種方式：
- 容器轉為鏡像：拉取鏡像，根據鏡像生成了docker容器，然後在容器的基礎上進行修改，修改完成後，将容器轉成鏡像，然後分享給其他人。
- dockerfile建構：在建構檔案裡指定建構鏡像所需的指令和說明，然後通過docker bulid指令生成新的鏡像。
容器轉為鏡像
對于使用者來說，是沒有權限去修改鏡像檔案的（隻有隻讀權限），但是我們可以操作容器啊，鏡像啟動容器時，Docker會在最頂層加載一個讀寫檔案系統作為容器。
我們可以在容器内操作，然後根據容器生成鏡像：
docker commit 容器id或容器名稱 鏡像名稱:版本号
如果想要分享給其他人，可以将鏡像壓縮儲存(docker save)儲存到本地，然後将壓縮包分享給他人，他人可以通過裝載(docker load)壓縮包的方式安裝鏡像。
鏡像壓縮到本地：
docker save 鏡像名稱:版本号>路徑/xxx.tar
壓縮包安裝鏡像：
docker load<路徑/xxx.tar
以下以tomcat鏡像為例，想要修改tomcat預設打開的頁面：
Dockerfile建構鏡像
Dockerfile是一個文本檔案，包含了一條條的指令，在基于指定的鏡像上，一條指令建構一層，最終建構出一個新的鏡像。Dockerfile的關鍵字說明如下：
| 關鍵字 | 作用 | 備注 | 格式 |
|---|---|---|---|
| FROM | 指定父鏡像 | 指定基于哪個image開始建構 | |
| MAINTAINER | 作者或維護者資訊 | 标明這個dockerfile是誰寫的或維護的 | |
| LABEL | 标簽 | 給鏡像添加中繼資料，以鍵值對的形式，可以了解類似注釋 | |
| RUN | 制作鏡像時執行的指令 | 建構鏡像時運作的指令，預設是/bin/sh | |
| CMD | 容器啟動時執行的指令 | 運作容器時執行的shell環境。每個 Dockerfile 隻能有一條 CMD 指令。如果指定了多條指令，隻有最後一條會被執行。 | 有3種格式： 1.exec執行： |
| ENTRYPOINT | 入口 | 一般在制作一些執行就關閉的容器中會使用 | |
| COPY | 複制檔案到鏡像中 | 建構的時候複制檔案到鏡像中 | |
| ADD | 添加檔案 | 建構時添加檔案到鏡像中（即将主控端的檔案添加到容器内），與COPY的差別是ADD會自動解壓 | |
| ENV | 環境變量 | 在建構鏡像時，設定環境變量，可以在啟動容器的時候，通過-e覆寫（即容器内也可以使用） | |
| ARG | 建構參數 | 用于指定傳遞給建構運作時的變量(給dockerfile傳參)，相當于建構鏡像時可以在外部為裡面傳參 | |
| VOLUME | 定義外部可以挂載的匿名資料卷 | 在啟動容器時若忘記挂載資料卷，會自動挂載到匿名卷 | |
| EXPOSE | 聲明容器的服務端口 | 僅僅聲明容器的服務端口（及提供服務的端口），幫助使用裡了解并使用該端口 | |
| WORKDIR | 工作目錄 | 指定容器的開始工作目錄（若沒有時會自動建立）。設定之後，Dockerfile中其後的指令RUN、CMD、ENTRYPOINT、ADD、COPY等指令都會在該目錄下執行 | |
| USER | 指定容器執行使用者 | 指定運作容器時的使用者名或ID執行使用者 | |
dockerfile的注釋符号是
#
通過dockerfile建構鏡像指令格式為：
docker build -f dockerfile檔案路徑 -t 鏡像名稱:版本
示例1
以tomcat鏡像為例，想要修改tomcat預設打開的頁面：
步驟1：編輯dockerfile檔案（如tomcat_dockerfile檔案）：
父鏡像tomcat:jre17-temurin的資訊我們可以在docker hub官網
選擇某個版本，點選之後，跳轉到的頁面會展示類似dockerfile檔案内容的資訊，我們可以看到，tomcat設定的工作目錄WORKDIR是/usr/local/tomcat，申明的服務端口是8080
步驟2：生成鏡像（docker build）
注：關于docker build指令末尾的
.
，本人還是沒搞懂，可以參考其他大神的文章：Docker學習：Docker核心指令 | 常用指令 | Docker build . 點的含義 | docker build和docker commit關系 | docker rm 與sleep用法
步驟3：驗證鏡像
通路伺服器的8080端口，顯示了自己編輯的内容
如果其他人也想使用該tomcat，你可以将鏡像打包（docker save）或直接将dockerfile檔案發送過去，dockerfile檔案建構鏡像的時候，還有一個友善的地方就是docker build的dockerfile可以是網際網路可通路的檔案，可以及時更新，友善通路。
使用網際網路url的dockerfile建構鏡像的指令是：
docker build url
注意：url不需要定位到具體的檔案，要定位到檔案所在路徑，然後該路徑下需要有檔案名稱是 Dockerfile
示例：
docker build github.com/creack/docker-firefox
示例2
題目：自定義centos:7鏡像，要求：預設登入路徑為/usr；可以使用vim
官網提供的centos:7預設登入路徑是根目錄，無法使用vim
預設登入路徑可以根據WORKDIR來設定，vim無法使用，是因為沒有安裝該應用（預設安裝了vi），如果需要使用，我們就需要安裝vim，是以dockerfile的RUN需要做2件事情：設定WORKDIR、安裝vim，dockerfile檔案内容如下：
# 基于centos:7的鏡像
FROM centos:7
# 維護者資訊
MAINTAINER wenxiaoba [email protected]
# 設定初始工作目錄
WORKDIR /usr
# 執行centos安裝vim指令
RUN yum -y install vim
# 定義容器啟動執行的指令
CMD /bin/bash
通過docker build生成鏡像
我們根據生成的鏡像vim_centos:7v去建立并啟動容器，驗證是否符合預期