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Docker基本概念

Docker 中有非常重要的三个基本概念，理解了这三个概念，就理解了 Docker 的整个生命周期。

• 镜像（Image）：Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。比如官方镜像 ubuntu:16.04 就包含了完整的一套 Ubuntu16.04 最小系统的 root 文件系统。
• 容器（Container）：镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的类和实例一样，镜像是静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等。
• 仓库（Repository）：仓库可看成一个代码控制中心，用来保存镜像。

Docker 使用客户端-服务器 (C/S) 架构模式，使用远程API来管理和创建Docker容器。

Docker 容器通过 Docker 镜像来创建。

容器与镜像的关系类似于面向对象编程中的对象与类。

1、镜像（Image）

一个特殊的文件系统

Docker 镜像是用于创建 Docker 容器的模板，比如 Ubuntu 系统。一个镜像可以创建很多容器。

操作系统分为内核和用户空间。对于 Linux 而言，内核启动后，会挂载 root 文件系统为其提供用户空
间支持。而 Docker 镜像（Image），就相当于是一个 root 文件系统。

Docker 镜像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

Docker 设计时，就充分利用 Union FS的技术，将其设计为 分层存储的架构 。 镜像实际是由多层文件
系统联合组成。

镜像构建时，会一层层构建，前一层是后一层的基础。每一层构建完就不会再发生改变，后一层上的任
何改变只发生在自己这一层。 比如，删除前一层文件的操作，实际不是真的删除前一层的文件，而是
仅在当前层标记为该文件已删除。在最终容器运行的时候，虽然不会看到这个文件，但是实际上该文件
会一直跟随镜像。因此，在构建镜像的时候，需要额外小心，每一层尽量只包含该层需要添加的东西，
任何额外的东西应该在该层构建结束前清理掉 。

2、容器(Container)

容器是独立运行的一个或一组应用，是镜像运行时的实体。

可以把容器看做是一个简易版的 Linux 环境（包括root用户权限、进程空间、用户空间和网络空间等）
和运行在其中的应用程序。

镜像（Image）和容器（Container）的关系，就像是面向对象程序设计中的 类 和 实例 一样，镜像是
静态的定义，容器是镜像运行时的实体。容器可以被创建、启动、停止、删除、暂停等 。

容器的实质是进程，但与直接在宿主执行的进程不同，容器进程运行于属于自己的独立的 命名空间。前
面讲过镜像使用的是分层存储，容器也是如此。

容器存储层的生存周期和容器一样，容器消亡时，容器存储层也随之消亡。因此，任何保存于容器存储
层的信息都会随容器删除而丢失。

按照 Docker 最佳实践的要求，容器不应该向其存储层内写入任何数据 ，容器存储层要保持无状态化。
所有的文件写入操作，都应该使用数据卷（Volume）、或者绑定宿主目录，在这些位置的读写会跳过
容器存储层，直接对宿主(或网络存储)发生读写，其性能和稳定性更高。数据卷的生存周期独立于容
器，容器消亡，数据卷不会消亡。因此， 使用数据卷后，容器可以随意删除、重新 run ，数据却不会
丢失。

3、仓库(Repository)

集中存放镜像文件的地方。

镜像构建完成后，可以很容易的在当前宿主上运行，但是， 如果需要在其它服务器上使用这个镜像，我
们就需要一个集中的存储、分发镜像的服务，Docker Registry 就是这样的服务。

一个 Docker Registry 中可以包含多个仓库（Repository）；每个仓库可以包含多个标签（Tag）；每
个标签对应一个镜像。所以说：镜像仓库是 Docker 用来集中存放镜像文件的地方类似于我们之前常用
的代码仓库。

通常，一个仓库会包含同一个软件不同版本的镜像，而标签就常用于对应该软件的各个版本 。我们可以
通过 <仓库名>:<标签> 的格式来指定具体是这个软件哪个版本的镜像。如果不给出标签，将以 latest 作
为默认标签.。

Docker Registry 公开服务和私有 Docker Registry 的概念

Docker Registry 公开服务 是开放给用户使用、允许用户管理镜像的 Registry 服务。一般这类公开服
务允许用户免费上传、下载公开的镜像，并可能提供收费服务供用户管理私有镜像

最常使用的 Registry 公开服务是官方的 Docker Hub ，这也是默认的 Registry，并拥有大量的高质量
的官方镜像，网址为：https://hub.docker.com/ 。官方是这样介绍 Docker Hub 的：

Docker Hub 是 Docker 官方提供的一项服务，用于与您的团队查找和共享容器镜像。

比如搜索一下mysql的镜像：

在 Docker Hub 的搜索结果中，有几项关键的信息有助于我们选择合适的镜像：

OFFICIAL Image ：代表镜像为 Docker 官方提供和维护，相对来说稳定性和安全性较高。

Stars ：和点赞差不多的意思，类似 GitHub 的 Star。

Dowloads ：代表镜像被拉取的次数，基本上能够表示镜像被使用的频度。

当然，除了直接通过 Docker Hub 网站搜索镜像这种方式外，我们还可以通过 docker search 这个命
令搜索 Docker Hub 中的镜像，搜索的结果是一致的。

除了使用公开服务外，用户还可以在 本地搭建私有 Docker Registry 。Docker 官方提供了 Docker
Registry 镜像，可以直接使用做为私有 Registry 服务。开源的 Docker Registry 镜像只提供了 Docker
Registry API 的服务端实现，足以支持 docker 命令，不影响使用。但不包含图形界面，以及镜像维
护、用户管理、访问控制等高级功能。

4、总结

• Docker 本身是一个容器运行载体或称之为管理引擎。我们把应用程序和配置依赖打包好形成一个
  可交付的运行环境，这个打包好的运行环境就似乎 image镜像文件。只有通过这个镜像文件才能生
  成 Docker 容器。image 文件可以看作是容器的模板。Docker 根据 image 文件生成容器的实例。
  同一个 image 文件，可以生成多个同时运行的容器实例。
• image 文件生成的容器实例，本身也是一个文件，称为镜像文件。
• 一个容器运行一种服务，当我们需要的时候，就可以通过docker客户端创建一个对应的运行实例，
  也就是我们的容器。
• 至于仓库，就是放了一堆镜像的地方，我们可以把镜像发布到仓库中，需要的时候从仓库中拉下来
  就可以了

体系架构

Containerd:是一个简单的守护进程，使用runC管理容器。向Docker Engine提供接口。

Shim:只负责管理一个容器。

runC:是一个轻量级的工具，只用来运行容器。