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一个虚拟文件系统下(unite several directories into a single virtual filesystem)。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,只能看到一个文件系统,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,这种层级的文件系统UnionFS。
bootfs(boot file system)主要包含bootloader和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,只需要包括最基本的命令、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 就行了。由此可见对于不同的linux发行版, bootfs基本是一致的, rootfs会有差别, 因此不同的发行版可以公用bootfs。

Docker分层的镜像

以我们的pull为例,在下载的过程中我们可以看到docker的镜像好像是在一层一层的在下载

分层结构最大的一个好处就是 - 共享资源
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存一份base镜像,
同时内存中也只需加载一份 base 镜像,就可以为所有容器服务了。而且镜像的每一层都可以被共享。
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。
这一层通常被称作“容器层”,“容器层”之下的都叫“镜像层”。

Docker镜像commit操作和案例

docker commit提交容器副本使之成为一个新的镜像
docker commit -m=“提交的描述信息” -a=“作者” 容器ID 要创建的目标镜像名:[标签名]

案例
1.从Hub上下载tomcat镜像到本地并成功运行

docker run -it -p 8080:8080 tomcat

-p 主机端口:docker容器端口
-P 随机分配端口
i:交互
t:终端


2.故意删除上一步镜像生产tomcat容器的文档

3.也即当前的tomcat运行实例是一个没有文档内容的容器,
以它为模板commit一个没有doc的tomcat新镜像atguigu/tomcat02


4.启动我们的新镜像并和原来的对比
启动atguigu/tomcat02,它没有docs

新启动原来的tomcat,它有docs

Docker容器数据卷

一句话:有点类似我们Redis里面的rdb和aof文件
Docker的理念:

  • 将运用与运行的环境打包形成容器运行 ,运行可以伴随着容器,但是我们对数据的要求希望是持久化的
  • 容器之间希望有可能共享数据

Docker容器产生的数据,如果不通过docker commit生成新的镜像,使得数据做为镜像的一部分保存下来,
那么当容器删除后,数据自然也就没有了。

为了能保存数据在docker中我们使用卷。

容器的持久化
容器间继承+共享数据

卷就是目录或文件,存在于一个或多个容器中,由docker挂载到容器,但不属于联合文件系统,因此能够绕过Union File System提供一些用于持续存储或共享数据的特性:

卷的设计目的就是数据的持久化,完全独立于容器的生存周期,因此Docker不会在容器删除时删除其挂载的数据卷

特点:
1:数据卷可在容器之间共享或重用数据
2:卷中的更改可以直接生效
3:数据卷中的更改不会包含在镜像的更新中
4:数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止

数据卷容器内添加

1.直接命令添加

 docker run -it -v /宿主机目录:/容器内目录 centos /bin/bash
 docker run -it -v /宿主机绝对路径目录:/容器内目录      镜像名


2.查看数据卷是否挂载成功

docker inspect 容器ID


3.容器和宿主机之间数据共享

4.容器停止退出后,主机修改后数据是否同步


5**.命令(带权限)**

 docker run -it -v /宿主机绝对路径目录:/容器内目录:ro 镜像名

**

DockerFile添加
1.根目录下新建mydocker文件夹并进入
*
2.可在Dockerfile中使用VOLUME指令来给镜像添加一个或多个数据卷

VOLUME["/dataVolumeContainer","/dataVolumeContainer2","/dataVolumeContainer3"]

说明:

出于可移植和分享的考虑,用-v 主机目录:容器目录这种方法不能够直接在Dockerfile中实现。
由于宿主机目录是依赖于特定宿主机的,并不能够保证在所有的宿主机上都存在这样的特定目录。
3.File构建

#volume test
FROM centos
VOLUME ["/dataVolumeContainer1","/dataVolumeContainer2"]
CMD echo "finished,--------success1"
CMD /bin/bash

4.build后生成镜像
获得一个新镜像zzyy/centos

5.run容器



主机对应默认地址

Docker挂载主机目录Docker访问出现cannot open directory .: Permission denied
解决办法:在挂载目录后多加一个–privileged=true参数即可

**

数据卷容器

**
命名的容器挂载数据卷,其它容器通过挂载这个(父容器)实现数据共享,挂载数据卷的容器,称之为数据卷容器

以上一步新建的镜像zzyy/centos为模板并运行容器dc01/dc02/dc03
它们已经具有容器卷:/dataVolumeContainer1 和 /dataVolumeContainer2

1.容器间传递共享(–volumes-from)
先启动一个父容器dc01
在dataVolumeContainer2新增内容


2.dc02/dc03继承自dc01

--volumes-from
docker run -it --name dc02 --volumes-from dc01 zzyy/centos


dc02/dc03分别在dataVolumeContainer2各自新增内容
3.回到dc01可以看到02/03各自添加的都能共享了

4.删除dc01,dc02修改后dc03可否访问

5.删除dc02后dc03可否访问


6.新建dc04继承dc03后再删除dc03

结论:容器之间配置信息的传递,数据卷的生命周期一直持续到没有容器使用它为止