了解 Docker Images

1.1 Docker Images 基础

Docker Images (Docker 镜像) 是用于 Docker 容器的模板。它们包含运行应用所需的所有内容：代码、库、依赖项、工具和配置文件。理解什么是 Docker Images 以及它们是如何构成的，对高效使用 Docker 是很重要的。

Docker Image 是一个 不可变的 模板，用于创建容器。它包含所有必要的组件，以便在隔离环境中运行应用。当你启动容器时，Docker 会从镜像生成一个实例并运行它。

Docker Images 的关键特性：

1. 不可变性: Docker 镜像是不可变的。容器中的任何更改都不会影响原始镜像。要更改镜像的内容，必须创建新的镜像。
2. 分层结构: Docker Images 是由多层组成的。每一层表示对前一层的更改。这使得可以高效利用存储空间，通过复用现有层。
3. 标识: 每个镜像都有一个唯一的标识符 (SHA256 哈希)，并且可以有一个或多个标签来简化版本管理。

Docker Images 的结构：

Docker Images 具有分层结构，每一层都是一个文件系统。这些层存储在 Docker 的缓存中，可以被其他镜像重复使用。分层结构使得 Docker 镜像轻量且高效。例如，第一层是操作系统，第二层是 Python，第三层是你的应用程序。

Docker Images 结构的主要组件：

1. 基础层 (Base Layer): 镜像的起始层，通常用于创建其他镜像的基础。例如，可以是一个精简的操作系统版本，比如 Ubuntu 或 Alpine Linux。
2. 中间层 (Intermediate Layers): 这些层是根据 Dockerfile 中的命令 (例如安装软件包、复制文件等) 创建的。每一层都对前一层进行了更改。
3. 最终层 (Final Layer): 根据 CMD，ENTRYPOINT 指令或容器内部的更改创建的最后一层被称为 "容器层"。此层是临时的，仅在容器运行时存在。

1.2 Docker Images 的层是怎么工作的

Docker 镜像中的每一层是基于前一层的更改。当 Docker 创建镜像时，它执行 Dockerfile 文件中的每条指令，并为每次更改添加一个新层。

创建层的示例：

1. 基础镜像： 从一个基础镜像开始，比如 ubuntu:20.04。这将是第一层。
2. 安装软件包： 使用命令 RUN apt-get update && apt-get install -y python3 将创建一个新层，其中已安装 Python。
3. 复制文件： 使用命令 COPY . /app 将应用程序文件添加到新层。
4. 设置工作目录： 使用命令 WORKDIR /app 将创建一个新层设置后续命令的工作目录。

使用层的好处：

1. 重用： 层可以被其他镜像重复使用。例如，如果两个镜像使用相同的基础层，Docker 只需加载一次，从而节省空间和时间。
2. 缓存： Docker 会缓存层，从而加快构建镜像的速度。如果层没有更改，Docker 将从缓存中使用，而不是重新构建。
3. 模块化： 分层结构允许以模块化的方式开发镜像。您可以更新或更改单个层，而不影响整个镜像。

Docker Images 的标识和标签：

每个 Docker Image 都有一个使用其内容及所有层生成的唯一哈希值（SHA256）来标识。为了方便管理和版本控制，Docker Images 也可以使用标签。

镜像标识的示例：

以下命令将显示系统上所有镜像的列表，包括它们的仓库、标签、标识符和大小：

docker images

1.3 使用 Docker Images

Docker 提供了很多命令来操作镜像。以下是主要命令：

• 创建镜像： docker build
• 从镜像启动容器： docker run
• 列出镜像： docker images
• 删除镜像： docker rmi
• 在 Docker Hub 上搜索镜像： docker search
• 从 Docker Hub 下载镜像： docker pull
• 上传镜像到 Docker Hub： docker push

创建和使用 Docker 镜像的示例：

1. 创建 Dockerfile：

# 使用基础镜像 Ubuntu
FROM ubuntu:20.04

# 安装 Python
RUN apt-get update && apt-get install -y python3

# 将应用程序文件复制到容器中
COPY . /app

# 设置工作目录
WORKDIR /app

# 指定启动应用程序的命令
CMD ["python3", "app.py"]

2. 构建镜像：

使用以下命令，根据当前目录中的 Dockerfile 创建名为 my_python_app 的镜像：

docker build -t my_python_app .

3. 从镜像启动容器：

使用以下命令，从创建的镜像 my_python_app 启动一个后台运行的容器：

docker run -d my_python_app