Docker镜像原理
Docker镜像本质就是一个文件，底层依赖于***联合文件系统（UnionFS）***。
什么是UnionFS？
***UnionFS***是一种分层、轻量级、高性能的文件系统，支持对文件系统的修改作为一次提交来层层叠加。这很类似于我们生活中的千层饼或鸡蛋，由蛋黄、蛋清、蛋壳一层一层的最终构成了一个鸡蛋。
UnionFS的特性
联合文件系统最大特点就是***分层***和***联合加载***。
在加载时可以一次同时加载多层文件系统，通过联合加载把各层文件系统叠加起来，从外部看只能看到一个文件系统，最终的文件系统保护所有底层的文件和目录。
Docker镜像分层结构及加载原理
由于docker镜像底层采用联合文件系统，自然而然docker镜像也是分层的。docker采用的联合文件系统为aufs (advanced multi layered unification filesystem)，是一种可堆叠的联合文件系统。
按照docker官网的说法，docker文件系统分为两层：bootfs和rootfs。
bootfs层
bootfs包含了bootloader和linux内核，用户是不能对这层作任何修改的，在内核启动之后，bootfs实际上会unmount掉。
rootfs则包含了一般系统上的常见目录结构，类似于/dev, /proc, /bin等等以及一些基本的文件和命令。
rootfs层
对于linux上不同版本的问题，docker可以同时运行多个rootfs。
Docker的文件系统是分层的，它的rootfs在mount之后会转为只读模式， Docker在它上面添加一个新的文件系统，来达成它的只读。由于共享一个内核，这也是为什么docker比虚拟机消耗资源更少的根本原因。
images层
从下图中，我们能看到多个只读的文件系统，Docker中把他们称为层。image是只读的，container部分则是可写的。如果用户想要修改底层只读层上的文件，这个文件就会被先拷贝到上层，修改后驻留在上层，并屏蔽原有的下层文件。
container层
最后一部分是容器(container)， 容器是可读写的。
在系统启动时，Docker会首先一层一层的加载image，直到最先面的base image，这些image都是只读的。最后，在最上层添加可读写的一个容器， 这里存放着诸如unique id，网络配置之类的信息。
既然是可读写的，就会有状态。容器共有两种状态：running 和 exited。用户也可以用docker commit 命令将一个容器压制为image，供后续使用。
docker镜像为什么要分层？
docker镜像采用基于联合文件系统的分层结构主要是为了共享公用文件，除了节约存储空间，还能实现对文件的高效管理。
镜像可以通过分层来进行继承，基于父镜像可以制作各种具体的应用镜像。如果你有面向对象编程语言的开发经验，这就很好理解，它类似于继承与多态，子类可以继承父类功能并能派上新功能。
关于镜像的分层，在使用后续的docker pull命令时可以很好的进行验证。比如使用docker pull命令下载一个mysql镜像，将会看到是一层一层的下载。另外如果不同镜像包含相同的公用部分（层），假设之前已经下载过包含了公用层的镜像的话，再下载包含公用层的其他镜像，会提示这些公用层已经存在于本地了，这个镜像的下载过程就不在去下载公用层，整个过程就会明显快很多。
Docker镜像常用命令
查看本地镜像
命令：
docker images [OPTIONS] [REPOSITORY[:TAG]]
参数：
参数名 | 默认 | 描述 |
--all , -a | 显示所有镜像（默认隐藏中间镜像） | |
--digests | 显示摘要 | |
--filter , -f | 根据提供的条件过滤输出 | |
--format | 使用Go模板打印漂亮的镜像 | |
--no-trunc | 不要截断输出 | |
--quiet , -q | 仅显示数字ID |
可以使用docker images --help或man docker images查看具体的用法和各项参数的意义，并且支持tab补全命令。
输出标题中各项的含义：
REPOSITORY：镜像名称，用于标识镜像
TAG：版本号
IMAGE ID ：镜像ID，与镜像名称一样，可以唯一标识一个镜像
CREATED ：镜像创建日期
SIZE：镜像大小
在Docker Hub中搜索镜像
命令：
docker search [OPTIONS] TERM
参数：
参数名 | 默认 | 描述 |
--automated | 不推荐使用 | |
--filter , -f | 根据提供的条件过滤输出 | |
--format | 使用Go模板进行漂亮的打印搜索 | |
--limit | 25 | 最多搜索结果数 |
--no-trunc | 不要截断输出 | |
--stars , -s |
案例：
（1）查询点赞数大于等于1000的mysql镜像
docker search -f stars=1000 mysql
（2）只查看官网的mysql镜像
docker search -f is-official=true mysql
下载镜像
命令
docker pull [OPTIONS] NAME[:TAG|@DIGEST]
参数
参数名 | 默认 | 描述 |
--all-tags , -a | 下载存储库中所有标记的镜像 | |
--disable-content-trust | true | 跳过镜像验证 |
--platform | ||
--quiet , -q | 禁止详细输出 |
案例：拉取查出的mysql官方镜像
这里可以很清楚的看到，是一层一层的进行下载，这就是前面讲到的镜像分层结构。默认会去Docker Hub仓库进行下载，我们也可以直接登录Docker Hub查看mysql镜像
https://hub.docker.com/_/mysql?tab=tags 我们可以看到有很多不同的版本，使用时按需下载即可。
特别注意：如果没指定tab版本号，默认是latest版本，也就是最新版。所以在生产环境中最好是明确指定一个版本。
默认情况下去docker hub下载镜像比较慢，由于是在国外所以不太稳定，自己可以配置为国内的镜像仓库，如阿里云仓库。
下载完成后，就可以在本地通过docker images命令查到该镜像
删除本地镜像
命令：
docker rmi [OPTIONS] IMAGE [IMAGE...]
参数：
参数名 | 默认 | 描述 |
--force , -f | 强制删除镜像 | |
--no-prune | 不要删除未加标签的父级镜像 |
案例：
- 删除mysql镜像
由于当时我们已经用该镜像创建了一个容器，即使此容器没有运行，在删除时也用-f参数强制删除。
另外如果同一个镜像有不同版本，需要添加tag参数来删除指定镜像。如果要删除多个镜像，只需要在命令末尾以空格分隔多个容器即可。
- 删除全部镜像
docker rmi -f $(docker images -qa)
可以结合linux命令获取所有镜像id，然后再全部删除。
将容器打包为镜像
命令：
docker commit [OPTIONS] CONTAINER [REPOSITORY[:TAG]]
参数
名称，速记 | 默认 | 描述 |
--author , -a | 作者 | |
--change , -c | 将Dockerfile指令应用于创建的镜像 | |
--message , -m | 提交讯息 | |
--pause , -p | true | 提交期间暂停容器 |
可以通过该命令将当前运行的容器打包为镜像。后文会讲到构建镜像有两种方式：一种是通过容器commit；另外一种是通过编写DocekerFile编辑镜像。
什么场景需要将容器打包成镜像呢？
比如我们想扩展某个镜像的功能，我们可以把镜像运行为一个容器，然后在里边实现各种定制化需求（比如安装特定的软件），然后在重新commit提交为一个镜像，以后就基于新镜像去创建容器。
将容器上传到远程仓库
命令：docker push
本地通过docker commit打包的镜像，可以通过docker push上传到远程Docker Hub仓库。这个命令与docker pull是相对的，pull则是从远程仓库下载到本地。
要上传到远程仓库，还需要在Docker Hub上注册相应的账号