Docker 镜像讲解
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
Docker镜像加载原理
UnionFS(联合文件系统)
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意虚拟文件系统下。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，只能看到一个稳健性系统，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镜像加载原理
docker的镜像实际上由一层一层的文件系统组成买这种层级的文件系统UnionFS。
bootfs（boot file system）主要包含bootloader的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。
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
平时我们安装进虚拟机的CentOS都是好几个G，为什么Docker这里才200M
对于一个精简的OS，rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令，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就可以了。由此可见对于不同的Linux发行版，bootfs会有差别，因此不同发行版可以用bootfs
分层理解
分层的镜像
我们可以去下载一个镜像，注意观察下载的日志输出，可以看到是一层一层的在下载
ubuntu@VM-0-13-ubuntu:/home$ sudo docker pull redis
Using default tag: latest
latest: Pulling from library/redis
6ec7b7d162b2: Already exists # 已经存在的就不在下载了
1f81a70aa4c8: Pull complete
968aa38ff012: Pull complete
884c313d5b0b: Pull complete
6e858785fea5: Pull complete
78bcc34f027b: Pull complete
Digest: sha256:0f724af268d0d3f5fb1d6b33fc22127ba5cbca2d58523b286ed3122db0dc5381
Status: Downloaded newer image for redis:latest
docker.io/library/redis:latest
思考：为什么Docker镜像要采用这种分层的结构？
最大的好处,我觉得莫过于是资源共享了!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留一份base镜像,同时内存中也只需要加载一份base镜像,这样就可以为所有的容器服务了,而且镜像的每一层都可以被共享。查看镜像分层的方式可以通过 docker image inspect 命令
ubuntu@VM-0-13-ubuntu:/home$ sudo docker image inspect redis:latest
[
{
#.....
"RootFS": {
"Type": "layers",
"Layers": [
"sha256:87c8a1d8f54f3aa4e05569e8919397b65056aa71cdf48b7f061432c98475eee9",
"sha256:25075874ce886bd3adb3b75298622e6297c3f893e169f18703019e4abc8f13f0",
"sha256:caafc8119413c94f1e4b888128e2f337505fb57e217931a9b3a2cd7968340a9e",
"sha256:e5d940a579ec4a80b6ec8571cb0fecf640dba14ccfd6de352977fd379a254053",
"sha256:2a1c28c532d20c3b8af8634d72a4d276a67ce5acb6d186ac937c13bd6493c972",
"sha256:1540b8226044ed5ce19cc0fec7fbfb36a00bb15f4e882d6affbd147a48249574"
]
},
"Metadata": {
"LastTagTime": "0001-01-01T00:00:00Z"
}
}
]
理解：
所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的镜像层。
举一个简单的例子，假如基于Ubuntu Linux 16.04 创建一个新的镜像，这就是新镜像的第一层；如果在该镜像中添加Python包，就会在基础镜像层之上创建第二个镜像层；如果继续添加一个安全补丁，就会创建第三个镜像层。
该镜像当前已经包含了3个镜像，如下图所示（这知识一个用于演示的很简单的例子）
在添加 额外的镜像层的同时，镜像始终保持是当前所有镜像的组合，理解这一点非常重要。下图中举一个简单的例子，每个镜像层包含3个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件
上图中的镜像层个之前图中的略有区别，主要目的是便于展示文件。
下图中展示了一个稍微复杂的三层镜像，在外部看来整个镜像只有6个文件，这是因为最上层中的文件7是文件5的一个版本更新版本
这种情况下，上层镜像中的文件覆盖了底层镜像层中的文件。这样就使得文件的更新版本作为一个新镜像层到镜像当中。Docker通过存储引擎（新版本采用快照机制）的方式来实现镜像层堆栈，并保证多镜像层对外展示为同意的文件系统。
Linux上可用的存储引擎有AUFS、Overlay2、Device Mapper、Btrfs以及ZFS。顾名思义，每种存储引擎都基于Linux中对应的文件系统或者块设备技术，并且每种存储引擎都有其独有的性能特点。
Docker在Windows上仅支持Windowsfilter一种存储引擎，该引擎基于NTFS文件系统之上实现了分层和CoW。
下图展示了与系统显示相同三层镜像。所有镜像层堆叠并合并，对外提供统一的视图
特点
Docker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！这一层就是我们通常说的容器层，容器之下都叫镜像层