深刻 Docker：容器和鏡像

時間  2019-11-05
標籤 深刻 docker 容器 鏡像 欄目 Docker 简体版
原文   原文鏈接

在本專欄往期的 Flux7 系列教程 裏，咱們已經簡單地探討了 Docker 的基本操做。而在那篇教程中，咱們一直是簡單地將容器當成是「正在運行的鏡像」，並無深刻地區分鏡像和容器究竟是什麼、有什麼區別。所以本次翻譯 深刻 Docker：容器和鏡像 這篇文章，經過一些實例向你們介紹 Docker 容器和鏡像的具體區別。html

Docker 是一個很是有趣的項目。它本身宣稱能夠減輕部署服務器的難度，固然我相信裏面有炒做的成分。可是實際使用後，我以爲 Docker 的表現仍是可圈可點的。本篇文章將會從頭開始進行操做鏡像，同時試圖經過實例和文檔來解答實際操做 Docker 中遇到的問題。mysql

本文僅僅是試圖使用深刻講解 Docker 鏡像和容器的基礎知識，而不是像 瞭解 Docker：一種更好的虛擬化方式 同樣試圖總結出 Docker 的全部操做方法。git

若是你打算按照本文操做的話，那麼你首先有檯安裝好 Docker 的 Linux 主機。使用 Docker Machine 安裝 Docker 很簡單，可是同時我也推薦使用 Digital Ocean 中已經安裝好 Docker 的雲主機直接操做。本篇文章所使用的 Docker 版本爲 1.6.0，同時文中全部的命令都須要 root 權限。sql

技巧

一樣，譯者在正文開始提供一個操做 Docker 的小知識。下文中也會屢次使用到這一點。docker

Docker 會爲全部已經運行（包括已經中止）的容器隨機分配一個惟一的名字和一個惟一的 ID，docker 命令能夠識別 ID，也能夠識別這個名字。shell

無標題.png

如圖所示，第一行的容器的 ID 是 43de70a54ec1，名字是 admiring_ardinghelli
想刪除第一行對應的容器，咱們只須要 docker rm 43de70a54ec1,或者簡寫成 docker rm 43de，或者 docker rm admiring_ardinghelli。ubuntu

容器去哪兒了？

剛開始使用 Docker 的用戶會發現，運行完一個容器，再次運行這個容器，原來的容器內的內容已經消失了，例如：segmentfault

如今咱們使用 -i（交互式）和 -t（臨時終端）參數運行一個容器，而後輸入一些交互命令：安全

shell(HOST) # docker run -it ubuntu /bin/bash
(CONTAINER) root@1f608dc4e5b4:/# echo hello docker > /message.txt
(CONTAINER) root@1f608dc4e5b4:/# cat /message.txt
hello docker
(CONTAINER) root@1f608dc4e5b4:/# exit

在上面那個容器內，咱們建立了 /message.txt 文件，如今咱們嘗試從新讀取這個文件：bash

shell(HOST) # docker run -it ubuntu cat /message.txt
cat: /message.txt: No such file or directory

剛剛咱們明明新建了這個文件，如今怎麼沒了？
同時，運行 docker ps 列出容器，剛剛那個 1f608dc4e5b4 容器到哪裏去了？

好吧，那麼咱們用 docker ps -a 命令列出全部容器，而後仔細觀察一下：

(HOST) # docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE                 COMMAND              CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES
b3d8c3ef31a0        ubuntu:latest         "cat /message.txt"   33 minutes ago      Exited (1) 33 minutes ago                       admiring_lalande
1f608dc4e5b4        ubuntu:latest         "/bin/bash"          34 minutes ago      Exited (0) 15 minutes ago                       insane_wright

如今你們應該能夠發現問題了：竟然有兩個不一樣的容器，一個執行了 /bin/bash，一個執行了 cat /message.txt。

在本專欄以往的文章中，屢次提到：Docker 使用一個叫作 UnionFS 的層級文件系統進行鏡像操做。容器對鏡像文件的全部操做均是在虛擬出的「改動層」上進行的。固然對容器而言，UnionFS 和普通的文件系統並沒有差異，也沒法看到任何「改動層」。

每次運行 docker run 命令的時候，Docker 都會指定新建容器，而且爲容器本身的改動層。因此咱們兩次都運行了 ubuntu 鏡像，那麼咱們也將會有兩個新的、不一樣的容器，每一個容器也都會有本身獨立的的「改動層」。所以，在第一個容器內建立的 /message.txt 文件在第二個容器內是沒法訪問的。固然，要是能互相訪問，那咱們就得爲 Docker 的安全性擔憂了。

容器到底去哪兒了？

剛剛的問題是：「容器去哪兒了？」
如今的問題是：「容器到底去哪兒了？我須要裏面的 message.txt 文件，怎麼才能取出來？」

已經中止的容器中的數據並不會消失，而是被存儲在相應的「改動層」中。咱們能夠經過 docker ps -a 進行查找容器。在這個例子中，咱們要找的容器即是執行了 /bin/bash 命令的容器，ID是 1f608dc4e5b4，名稱是 insane_wright。

對比起 ID，容器的名稱更加易讀。所以在本篇文章後面的例子中，我都將用名稱來進行操做和識別容器。固然，你也能夠在 docker run 的時候用 --name 參數指定容器的名稱。

那麼如今咱們如今運行上面例子中已經中止的 insane_wright 容器：

(HOST) # docker start -ai insane_wright
(CONTAINER) root@1f608dc4e5b4:/# cat /message.txt
hello docker
(CONTAINER) root@1f608dc4e5b4:/# exit

使用 -a 參數將容器的輸出導出到終端，同時使用 -i 參數進行交互式的操做。這條命令可讓咱們繼續運行容器 insane_wright，如今你應該能看獲得咱們剛剛建立的 /message.txt 文件了。

容器能不能提取出來？

如今咱們已經運行了本身的容器，容器內也有獨立的數據，咱們也知道如何獲取容器內的數據，那麼問題來了：咱們能不能把這個狀態下的容器給保存起來？

本專欄前面的文章提到過得益於 UnionFS，對於 Docker 來講，其實容器和鏡像的差異並不大。容器能夠認爲是已經運行過的或正在運行的鏡像，只不過是鏡像上面添加了幾個改動層。固然，大部分鏡像也是如此。例如某些 mysql 鏡像，便僅僅是在官方 ubuntu 鏡像的基礎上增長了一個 mysql 改動層。

對於上面例子中的容器，咱們能夠用下面這條命令將其打包成鏡像：

(HOST) $ docker commit -a "Jordan Bach" -m "saved my message" insane_wright jbgo/message:v0.0.1
1c9195e4c24c894a274f857a60b46fb828ee70ff0e78d18017dfb79c5bf68409

本條命令將容器 insange_wright 的改動層的屬性變爲「只讀」，而且指定存儲爲 jbgo/message 鏡像。鏡像基於原 ubuntu 鏡像，增長了一個改動層，標籤爲 v0.0.1。標籤能夠爲任意，固然通常用來記錄版本信息。

固然，若是你打算本身嘗試的話，記得將個人名字 jbgo 替換爲你本身在 Docker Hub 上的用戶名。即使你沒有 Docker Hub 帳戶，也要養成給鏡像作簽名的習慣。

能夠用以下命令檢查當前的鏡像：

(HOST) # docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
jbgo/message        v0.0.1              1c9195e4c24c        18 seconds ago      188.3 MB
ubuntu              latest              b7cf8f0d9e82        4 days ago          188.3 MB

如今咱們有兩個鏡像了：一個是原有的 ubuntu 鏡像，鏡像是咱們在剛開始進行 docker run 的時候自動從 Docker Hub 上面下載下來的；另外一個即是咱們剛剛保存的，有一個 /message.txt 文件的鏡像。

不信？
那我運行給你看。

(HOST) # docker run -it jbgo/message:v0.0.1 cat /message.txt
hello docker

這裏咱們並無運行剛剛的 insane_wright 容器，而是運行了咱們剛剛保存的鏡像。
咱們確實把剛剛的容器保存爲一個新的鏡像了。

還不信？
那我檢查給你看。

(HOST) # docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE                 COMMAND              CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES
01bd4c098203        jbgo/message:v0.0.1   "cat /message.txt"   10 seconds ago      Exited (0) 9 seconds ago                        hopeful_lovelace
b3d8c3ef31a0        ubuntu:latest         "cat /message.txt"   33 minutes ago      Exited (1) 33 minutes ago                       admiring_lalande
1f608dc4e5b4        ubuntu:latest         "/bin/bash"          34 minutes ago      Exited (0) 15 minutes ago                       insane_wright

容器運行記錄裏面多了一個叫作 hopeful_lovelace 的容器，是運行 jdgo/message:v0.0.1 鏡像而建立的這個容器。

如何備份鏡像？

上面咱們建立了帶有一個 /message.txt 文件的鏡像，也用它運行了容器，那麼若是 Docker 宿主機崩潰了或者文件消失了怎麼辦？如何保證咱們建立的鏡像在系統崩潰後仍然不丟失？

咱們須要 Docker Registry，能夠存儲和下載鏡像的地方。Docker Hub 官方提供了 Docker Hub Registry 讓咱們來存儲鏡像，固然咱們也能夠本身搭建 Docker Registry。本篇文章將會使用 Docker Hub Registry，若是你想按照本文中繼續操做的話，記得將個人名字 jbgo 換成你本身在 Docker Hub 上的用戶名。

使用以下操做將鏡像上傳到 Docker Registry 上：

(HOST) # docker push jbgo/message
The push refers to a repository [jbgo/message] (len: 1)
1c9195e4c24c: Image push failed

Please login prior to push:
Username: jbgo
Password:
Email: jordanbach@gmail.com
WARNING: login credentials saved in /root/.dockercfg.
Login Succeeded
The push refers to a repository [jbgo/message] (len: 1)
1c9195e4c24c: Image already exists
b7cf8f0d9e82: Image successfully pushed
2c014f14d3d9: Image successfully pushed
a62a42e77c9c: Image successfully pushed
706766fe1019: Image successfully pushed
Digest: sha256:b2a98b19e06a4df91150f8a2cd47a6e440cbc13b39f1fc235d46f97f631ad117

由於我是第一次在本機執行 docker push 操做，因此 Docker Registry 須要驗證個人身份。

本次上傳的鏡像被保存在這裏。
你可使用 docker pull jbgo/message 來下載個人鏡像。

固然，若是你按照上面的來操做的話，可能會出現一點小問題：

(HOST) # docker pull jbgo/message
Pulling repository jbgo/message
FATA[0007] Tag latest not found in repository jbgo/message

下面我來解釋一下到底出了什麼問題：
當你使用 docker push jbgo/message 命令的時候，默認上傳標籤爲 latest 的鏡像。若是沒有便會報錯。你能夠採用以下命令解決： docker tag jbgo/message:v0.0.1 jbgo/message:latest。
此次再嘗試推送：

(HOST) # docker push jbgo/message:latest
The push refers to a repository [jbgo/message] (len: 1)
1c9195e4c24c: Image already exists
b7cf8f0d9e82: Image already exists
2c014f14d3d9: Image already exists
a62a42e77c9c: Image already exists
706766fe1019: Image already exists
Digest: sha256:cc2fbbb2029c6402cea639b2454da08ef05672da81176ae97f57d4f51be19fc3

此次上傳會快得多，由於服務器上已經有了這個鏡像，咱們上傳的僅僅是相同鏡像的不一樣標籤而已。

你不信？
那我驗證給你看：

(HOST) # docker pull jbgo/message
latest: Pulling from jbgo/message
1c9195e4c24c: Already exists
706766fe1019: Already exists
a62a42e77c9c: Already exists
2c014f14d3d9: Already exists
b7cf8f0d9e82: Already exists
Digest: sha256:cc2fbbb2029c6402cea639b2454da08ef05672da81176ae97f57d4f51be19fc3
Status: Downloaded newer image for jbgo/message:latest

固然，別臺服務器同樣可使用這個命令下載個人鏡像。

固然，也可使用以下命令上傳特定標籤的鏡像：docker push jbgo/message:v0.0.1。
建議使用版本標籤標記鏡像，並推送特定版本標籤的鏡像和 latest 標籤的鏡像。

使用完畢的容器如何處理？

上面只是介紹了容器如何理解容器和鏡像，若是有不少歷史容器被保存在硬盤上，想要釋放掉這些空間，咱們應該怎麼作？

使用以下命令刪除多個容器：

(HOST) # docker rm hopeful_lovelace insane_wright admiring_lalande
hopeful_lovelace
insane_wright
admiring_lalande

如今再檢查一下還有沒有這些容器：

(HOST) # docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND             CREATED             STATUS              PORTS               NAMES

咱們運行的全部容器和全部的歷史容器都會被保存在硬盤上，除非你手動 docker rm 它們。手動刪除的容器不能恢復。

爲何上傳了不止一個鏡像？

有心人注意到，剛剛咱們第一次上傳 jbgo/message 鏡像的時候，Docker 上傳了不止一個鏡像。

(HOST) # docker push jbgo/message:v0.0.1
...
1c9195e4c24c: Image already exists
b7cf8f0d9e82: Image successfully pushed
2c014f14d3d9: Image successfully pushed
a62a42e77c9c: Image successfully pushed
706766fe1019: Image successfully pushed

到底發生了什麼？

首先使用 docker history 檢查一下鏡像改動歷史：

(HOST) # docker history jbgo/message:v0.0.1
IMAGE               CREATED             CREATED BY                                      SIZE
1c9195e4c24c        33 minutes ago      /bin/bash                                       108 B
b7cf8f0d9e82        4 days ago          /bin/sh -c #(nop) CMD ["/bin/bash"]             0 B
2c014f14d3d9        4 days ago          /bin/sh -c sed -i 's/^#\s*\(deb.*universe\)$/   1.895 kB
a62a42e77c9c        4 days ago          /bin/sh -c echo '#!/bin/sh' > /usr/sbin/polic   194.5 kB
706766fe1019        4 days ago          /bin/sh -c #(nop) ADD file:777fad733fc954c0c1   188.1 MB

會發現，其實咱們建立了不止一個鏡像，也就是有不止一個改動層。
使用 docker inspect 命令仔細觀察第一個鏡像（第一層）進行過的改動：

(HOST) # docker inspect 1c9195e4c24c
[{
    "Architecture": "amd64",
    "Author": "Jordan Bach",
    "Comment": "saved my message",
    "Config": {

這個確定就是咱們的 /message.txt 改動層了，那麼其餘的那麼可能是什麼？

jbgo/message 是基於 ubuntu 鏡像的，咱們來檢查一下 ubuntu 鏡像的改動歷史：

(HOST) # docker history ubuntu
IMAGE               CREATED             CREATED BY                                      SIZE
b7cf8f0d9e82        4 days ago          /bin/sh -c #(nop) CMD ["/bin/bash"]             0 B
2c014f14d3d9        4 days ago          /bin/sh -c sed -i 's/^#\s*\(deb.*universe\)$/   1.895 kB
a62a42e77c9c        4 days ago          /bin/sh -c echo '#!/bin/sh' > /usr/sbin/polic   194.5 kB
706766fe1019        4 days ago          /bin/sh -c #(nop) ADD file:777fad733fc954c0c1   188.1 MB

那麼這樣一切就很明確了：那些是 ubuntu 鏡像的改動歷史。爲了確保本地和上傳到 Docker Hub 的鏡像一致，咱們上傳到 Docker Hub 中的鏡像即是包含着五層改動層的新鏡像。

　如何刪除鏡像？

前面提到過，咱們刪除容器，那麼咱們本機上仍然保存着鏡像，如何刪掉它們？

（HOST） # docker rmi jbgo/message
Error response from daemon: Conflict, cannot delete 1c9195e4c24c because the container 2ea39e64a130 is using it, use -f to force
FATA[0000] Error: failed to remove one or more images

提示出錯了，根據錯誤信息能夠看出，還有容器在用這一個鏡像。

可是咱們沒有正在運行着的容器啊，到底哪兒出錯了？

檢查全部容器，發現容器 2ea39e64a130。

(HOST) # docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE                 COMMAND              CREATED             STATUS                     PORTS               NAMES
2ea39e64a130        jbgo/message:latest   "cat /message.txt"   2 minutes ago       Exited (0) 2 minutes ago                       lonely_jones

固然，這是 Docker 的機制：若是你仍然有容器的歷史記錄，那麼爲了確保你能再次啓動這個容器，這些鏡像是不能刪除的。

首先刪除掉這個容器：docker rm lonely_jones。

而後刪除鏡像：

(HOST) # docker rmi jbgo/message
Untagged: jbgo/message:latest
Deleted: 1c9195e4c24c894a274f857a60b46fb828ee70ff0e78d18017dfb79c5bf68409
Deleted: b7cf8f0d9e82c9d96bd7afd22c600bfdb86b8d66c50d29164e5ad2fb02f7187b
Deleted: 2c014f14d3d95811df672ddae2af376f9557f6b8f5623e3e3f8c5ca3f6ff42e6
Deleted: a62a42e77c9c3626118dc411092d23cf658220261acdafe21a7589a8eeba627e
Deleted: 706766fe101906a1a6628173c2677173a5f8c6c469075083f3cf3a8f5e5eb367

此次咱們能夠很輕鬆地刪除掉 jbgo/message 鏡像了。
確認一下：

(HOST) # docker images
REPOSITORY          TAG                 IMAGE ID            CREATED             VIRTUAL SIZE
確實沒了。

後記

本篇文章介紹了容器和鏡像的操做實例，固然 Docker 還有更多新奇的功能和只是等待你們去發現。 本專欄仍在繼續組織翻譯更多的系列文章，但願你們多多關注。

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