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，他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)。虚拟文件系统的目录结构就像普通 linux 的目录结构一样，镜像通过这些文件再加上宿主机的内核共同提供了一个 linux 的虚拟环境，每一层文件系统叫做一层 layer，联合文件系统可以对每一层文件系统设置三种权限，只读（readonly）、读写（readwrite）和写出（whiteout-able）。构建镜像的时候，从一个最基本的操作系统开始，每个构建提交的操作都相当于做一层的修改，增加了一层文件系统，一层层往上叠加，上层的修改会覆盖底层该位置的可见性，这也很容易理解，就像上层把底层遮住了一样，当使用镜像的时候，我们只会看到一个完全的整体，不知道里面有几层，也不需要知道里面有几层。

镜像，即创建容器的模版，含有启动容器所需要的文件系统及所需要的内容，因此镜像主要用于方便和快速的创建并启动容器，镜像的每一层文件系统都是只读的。镜像可以是自己创建，或者在别人的镜像基础上创建。我们常说的”ubuntu”镜像其实不是一个镜像名称，而是代表了一个名为ubuntu的Repository，同时在这个Repository下面有一系列打了tag的Image。
Docker镜像生成Docker容器时会在镜像的只读文件系统中创建一个可写层，容器中的进程就运行在这个可写层，这个可写层有两个状态，即运行态和退出态。当我们 docker run 运行容器后，docker 容器就进入了运行态，当我们停止正在运行中的容器时，docker 容器就进入了退出态。

我们可以通过docker commit将容器可写层的Container提交为Image。
我们可以通过docker image inspect查看docker的镜像层。

[root@VM-8-9-centos ~]# docker images -a
REPOSITORY   TAG                   IMAGE ID       CREATED          SIZE
<none>       <none>                98c016594fb3   44 minutes ago   231MB
mycentos     v1.0                  047f4d09c048   44 minutes ago   231MB
tomcat       9.0.54-jre8-openjdk   07ec6fa0983a   3 days ago       294MB
centos       latest                5d0da3dc9764   4 weeks ago      231MB
[root@VM-8-9-centos ~]# docker image inspect 047
...
 "RootFS": {
            "Type": "layers",
            "Layers": [
                "sha256:62a747bf1719d2d37fff5670ed40de6900a95743172de1b4434cb019b56f30b4",
                "sha256:0b3c02b5d746e8cc8d537922b7c2abc17b22da7de268d068f2a4ebd55ac4f6d7",
                "sha256:9f9f651e9303146e4dd98aca7da21fd8e21dd1a47d71da3d6d187da7691a6dc9",
                "sha256:6ccd0e6bdf7a87d4ab19aa6a58ddb3c1b02b7f1b1bdc1f38d8ca5554c68de574",
                "sha256:68c1e7509c6550f317b6957faa75b116e8041fa33d3c709a6e88d6cdb9cc4677",
                "sha256:09d9063df784f1403edf136090b79ad3e4ad082ce1ef6a9481f9a710a31a65f6",
                "sha256:c957181efe4d8e3b730bd9515d7d5207199fabd27ee050dff92385e8da104bea",
                "sha256:d3906c7e324d82201592bc7d4233be79aaa6cc37e639eb81fa718d0cd09ad15f",
                "sha256:daccf8928b9994bb841bb01d1551b696b895900f664a19e1084605479a47d431",
                "sha256:85f2cb3577a067cc394acbfbc2e842b6f2617d717ae34dd983506d42bd790ba0"
            ]
        },
...

之前说到，docker images只查看最终镜像，docker images -a会查看中间镜像。

[root@VM-8-9-centos ~]# docker images
REPOSITORY   TAG                   IMAGE ID       CREATED          SIZE
mycentos     v1.0                  047f4d09c048   57 minutes ago   231MB
tomcat       9.0.54-jre8-openjdk   07ec6fa0983a   3 days ago       294MB
centos       latest                5d0da3dc9764   4 weeks ago      231MB
[root@VM-8-9-centos ~]# docker images -a
REPOSITORY   TAG                   IMAGE ID       CREATED          SIZE
mycentos     v1.0                  047f4d09c048   57 minutes ago   231MB
<none>       <none>                98c016594fb3   57 minutes ago   231MB
tomcat       9.0.54-jre8-openjdk   07ec6fa0983a   3 days ago       294MB
centos       latest                5d0da3dc9764   4 weeks ago      231MB

98c016594fb3就是在构建mycentos:v1.0时创建的中间镜像。

面试题

问题：

Docker 镜像本质是什么？
Docker 中一个 centos 镜像为什么只有 200MB，而一个 centos 操作系统的 iso 文件要几个 G？
Docker 中一个 tomcat 镜像为什么有 500MB，而一个 tomcat 安装包只有 70 多 MB？

答案：

Docker 的本质是一个联合文件系统。
Centos 的 iso 镜像文件包含 bootfs 和 rootfs，而 docker 的 centos 镜像服用操作系统的 bootfs，只有 rootfs 和其他镜像层。

由于 docker 中镜像是分层的，tomcat 虽然只有 70 多 MB，但他需要依赖与父镜像和基础镜像，所有整个对外暴露的 tomcat 镜像大小 500 多 MB。

dockerfile格式

dockerfile常用命令

FROM                # 基础镜像，一切从这里开始构建
MAINTAINER        # 镜像是谁写的， 姓名+邮箱
RUN                     # 镜像构建的时候需要运行的命令
WORKDIR             # 镜像的工作目录
VOLUME            # 挂载的目录
EXPOSE            # 保留端口配置
CMD                 # 指定这个容器启动的时候要运行的命令，只有最后一个会生效，可被替代。
ENTRYPOINT        # 指定这个容器启动的时候要运行的命令，可以追加命令
ONBUILD             # 当构建一个继承了当前DockerFile的镜像的时候就会运行ONBUILD的指令。
COPY                 # 类似ADD，将我们文件拷贝到镜像中
ENV                 # 构建的时候设置环境变量！

创建SpringBoot项目的镜像

```bash D:\docker-build\target>java -jar docker-build-1.0-SNAPSHOT.jar —server.port=8081

. _ /\ / ‘ () \ \ \ \ ( ( )__ | ‘ | ‘| | ‘ \/ ` | \ \ \ \ \/ )| |)| | | | | || (| | ) ) ) ) ‘ |_| .|| ||| |\, | / / / / =========||==============|__/=///_/ :: Spring Boot :: (v2.5.1)

2021-10-17 16:38:24.918 INFO 908 —- [ main] cn.addenda.Application : Starting Application v1.0-SNAPSHOT using Java 1.8.0_221 on LAPTOP-UCPC2H96 with PID 908 (D:\docker-build\target\docker-build-1.0-SNAPSHOT.jar started by ISJINHAO in D:\docker-build\target) 2021-10-17 16:38:24.921 INFO 908 —- [ main] cn.addenda.Application : No active profile set, falling back to default profiles: default 2021-10-17 16:38:25.687 INFO 908 —- [ main] .s.d.r.c.RepositoryConfigurationDelegate : Multiple Spring Data modules found, entering strict repository configuration mode! 2021-10-17 16:38:25.692 INFO 908 —- [ main] .s.d.r.c.RepositoryConfigurationDelegate : Bootstrapping Spring Data Redis repositories in DEFAULT mode. 2021-10-17 16:38:25.719 INFO 908 —- [ main] .s.d.r.c.RepositoryConfigurationDelegate : Finished Spring Data repository scanning in 6 ms. Found 0 Redis repository interfaces. 2021-10-17 16:38:26.628 INFO 908 —- [ main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer : Tomcat initialized with port(s): 8081 (http) 2021-10-17 16:38:26.640 INFO 908 —- [ main] o.apache.catalina.core.StandardService : Starting service [Tomcat] 2021-10-17 16:38:26.640 INFO 908 —- [ main] org.apache.catalina.core.StandardEngine : Starting Servlet engine: [Apache Tomcat/9.0.46] 2021-10-17 16:38:26.706 INFO 908 —- [ main] o.a.c.c.C.[Tomcat].[localhost].[/] : Initializing Spring embedded WebApplicationContext 2021-10-17 16:38:26.706 INFO 908 —- [ main] w.s.c.ServletWebServerApplicationContext : Root WebApplicationContext: initialization completed in 1732 ms 2021-10-17 16:38:27.640 INFO 908 —- [ main] o.s.b.w.embedded.tomcat.TomcatWebServer : Tomcat started on port(s): 8081 (http) with context path ‘’ 2021-10-17 16:38:27.650 INFO 908 —- [ main] cn.addenda.Application : Started Application in 3.227 seconds (JVM running for 3.656)

有一个Springboot项目的可执行jar包，下面将其构建为docker镜像。
<a name="wYfLa"></a>
### ENTRYPOINT
```bash
[root@VM-8-9-centos docker_build]# ll
total 28364
-rw-r--r-- 1 root root 29038134 Oct 17 16:56 docker-build-1.0-SNAPSHOT.jar
-rw-r--r-- 1 root root      237 Oct 17 17:19 dockerfile
[root@VM-8-9-centos docker_build]# cat dockerfile
# 指定父镜像
FROM java:8
# 作者
MAINTAINER Addenda
# 指定工作目录
WORKDIR /apps/deploy
# 运行一条指令
RUN echo 'application begin to start!'
# 从docker build上下文目录拷贝文件进来
COPY ./*.jar /apps/deploy/app.jar
# 设置参数，可通过命令行配置
ENV app_port=8080
# 申明端口
EXPOSE $app_port
# 指定启动命令
ENTRYPOINT ["/bin/bash", "-c", "java -jar app.jar --server.port=$app_port"]

启动镜像

[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker run -d -it docker-sb
9e8b2fdb9c684d66bdbafe2df1b76f461d80ff81a8c7f5447c5a8eac602dc1ab
[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker exec -it 9e /bin/bash
root@9e8b2fdb9c68:/apps/deploy# curl localhost:8080/hello
hello worldroot@9e8b2fdb9c68:/apps/deploy#
hello worldroot@9e8b2fdb9c68:/apps/deploy# exit;
exit
[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE       COMMAND                  CREATED              STATUS              PORTS      NAMES
9e8b2fdb9c68   docker-sb   "/bin/bash -c 'java …"   About a minute ago   Up About a minute   8080/tcp   naughty_goldwasser

docker ps输出的PORTS是我们在EXPOSE中指定的端口。

[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker run -d -it -e app_port=8081 docker-sb
834ff74b755ba95a98ad9c0b5ec802adcf5445fce7387c636a764e3e910996ca
[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker ps -a
CONTAINER ID   IMAGE       COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS      NAMES
834ff74b755b   docker-sb   "/bin/bash -c 'java …"   3 seconds ago   Up 3 seconds   8080/tcp   goofy_jemison
9e8b2fdb9c68   docker-sb   "/bin/bash -c 'java …"   3 minutes ago   Up 3 minutes   8080/tcp   naughty_goldwasser
[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker exec -it 83 /bin/bash
root@834ff74b755b:/apps/deploy# curl localhost:8080/hello
curl: (7) Failed to connect to localhost port 8080: Connection refused
root@834ff74b755b:/apps/deploy# curl localhost:8081/hello
hello worldroot@834ff74b755b:/apps/deploy# exit
exit

当我们在命令中-e指定了端口之后，这时候docker ps -a显示的端口依然是8080，但是实际上暴露是我们指定的8081端口，所以可以看出，EXPOSE暴露的端口仅仅是一个申明，且在docker镜像制作的时候就确定了。

[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker run -d -it -e app_port=8082 -p 80:8082 docker-sb
8399d34ed066a51e01af5fc104fff734ceea99424d0ad909a426e2981e68fc9f
[root@VM-8-9-centos docker_build]# curl localhost/hello
hello world[root@VM-8-9-centos docker_build]#

-p端口映射，需要映射到容器内真实打开的端口。

ENTRYPOINT 追加

[root@VM-8-9-centos docker_build]# cat dockerfile
FROM java:8
MAINTAINER Addenda
WORKDIR /apps/deploy
RUN echo 'application begin to start!'
COPY ./*.jar /apps/deploy/app.jar
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker run -d -it -p 8083:8083 docker-sb-e --server.port=8083
[root@VM-8-9-centos docker_build]# curl localhost:8083/hello
hello world[root@VM-8-9-centos docker_build]#

CMD 替换

FROM java:8
MAINTAINER Addenda
WORKDIR /apps/deploy
RUN echo 'application begin to start!'
COPY ./*.jar /apps/deploy/app.jar
CMD ["java", "-jar", "app.jar"]

[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker run -d -p 8084:8084 docker-sb-c java -jar app.jar --server.port=8084
14473830e9979b26cf3e78ada5ea1fa5715f496a3f31f319b4d54599ee6e6ada
[root@VM-8-9-centos docker_build]# curl localhost:8084/hello
hello world[root@VM-8-9-centos docker_build]#

如果dockerfile中用CMD启动服务，后面追加的命令会替换CMD里面的命令

CMD & ENTRYPOINT

当dockerfile里面既有CMD又有ENTRYPOINT时，最终执行的指令时。

FROM java:8
MAINTAINER Addenda
WORKDIR /apps/deploy
RUN echo 'application begin to start!'
COPY ./*.jar /apps/deploy/app.jar
CMD ["--server.port=8082"]
ENTRYPOINT ["java", "-jar", "app.jar"]

[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker run -d -p 8082:8082 docker-sb-ec
f79e8a9eb69e28f463036581b69b4cdfa88c9d3545f5aa72928054e3f7d75e0a
[root@VM-8-9-centos docker_build]# curl localhost:8082/hello
hello world[root@VM-8-9-centos docker_build]#

我们还可以通过docker ps来查看COMMAND命令，但是需要加上—no-trunc，否则会把命令截断。

[root@VM-8-9-centos docker_build]# docker ps -a --no-trunc
CONTAINER ID                                                       IMAGE          COMMAND                                  CREATED         STATUS         PORTS                                       NAMES
f79e8a9eb69e28f463036581b69b4cdfa88c9d3545f5aa72928054e3f7d75e0a   docker-sb-ec   "java -jar app.jar --server.port=8082"   2 minutes ago   Up 2 minutes   0.0.0.0:8082->8082/tcp, :::8082->8082/tcp   youthful_cori

可以看出dockerfile里面的CMD命令被当做了ENTRYPOINT命令的参数。

Dockerfile