Docker 容器文件系统详细介绍（图文）

Docker 容器文件系统

Dockerfile是软件的原材料，Docker镜像是软件的交付品，而Docker容器则可以认为是软件的运行态。从应用软件的角度来看，Dockerfile、Docker镜像与Docker容器分别代表软件的三个不同阶段，Dockerfile面向开发，Docker镜像成为交付标准，Docker容器则涉及部署与运维，三者缺一不可，合力充当Docker体系的基石。

Docker镜像

Docker镜像是Dockerfile的产物，是Docker容器的前提，大有承前启后之意。Docker技术发展两年有余，相信大家很早就听说过Docker大多采用联合文件系统（Union Filesystem），为Docker容器提供文件系统服务。

关于Docker镜像，有以下特性：

  1. 由Dockerfile生成
  2. 呈现层级结构
  3. 每层镜像包含：镜像文件以及镜像json元数据信息

Docker容器

Docker容器是Docker镜像的运行态体现。概括而言，就是在Docker镜像之上，运行进程。进程启动的方式有两种，用户即可以选择运行自己另行指定的命令，也可以选择运行Docker镜像内部指定的命令。

Docker容器的文件系统，可以说大部分由Docker镜像来提供。为什么说是大部分呢？其实是有原因的，镜像内容虽多，但依然不是全部。下面，我会带大家看看，Docker镜像中有什么，而Docker容器的哪些内容不在Docker镜像中。

Docker容器文件系统

那就让我们一图看尽Docker容器的文件系统：

上图从一个较为全面的角度阐述了Dockerfile、Docker镜像与Docker容器三者的关系。

Dockerfile体现

Docker容器已经在运行，但是追本溯源，我们依然可以找到Dockerfile的影子。上图中，我们可以发现，Docker容器依附Docker镜像，而Docker镜像的Dockerfile是这样的：

FROM ubuntu:14.04
ADD run.sh /
VOLUME /data
CMD ["./run.sh"]

我们可以看到，以上Dockerfile中的每一条命令，都在Docker镜像中以一个独立镜像层的形式存在。

Docker镜像体现

毫无疑问，Docker镜像是由Dockerfile构建而成，我们也可以看到图中下4层被标记为Docker镜像。作为Docker技术的核心，我们必须了解Docker如何构建镜像，以及Docker镜像构建之后的产物是什么。

初次接触Docker，了解层级管理的Docker镜像之后，很容易就认为：每一层Docker镜像中都含有相应的文件系统文件。其实不然，以上Dockerfile中的4条命令，则是一个很好的佐证。

FROM ubuntu:14.04 :设置基础镜像，此时会使用基础镜像ubuntu:14.04的所有镜像层，为简单起见，图中将其作为一个整体展示。

ADD run.sh /:将Dockerfile所在目录的文件run.sh加至镜像的根目录，此时新一层的镜像只有一项内容，即根目录下的run.sh.

VOLUME /data:设定镜像的VOLUME，此VOLUME在容器内部的路径为/data。需要注意的是，此时并未在新一层的镜像中添加任何文件，但更新了镜像的json文件，以便通过此镜像启动容器时获取这方面的信息。

CMD ["./run.sh"]:设置镜像的默认执行入口，此命令同样不会在新建镜像中添加任何文件，仅仅在上一层镜像json文件的基础上更新新建镜像的json文件。Docker容器体现

涉及到Docker容器，便是动态的内容，一切似乎都有了生命。上文曾提及，Docker容器的文件系统中不仅包含Docker镜像。此言不虚，图中的顶上两层，就是Docker为Docker容器新建的内容，而这两层恰恰不属于镜像范畴。

这两层分别为Docker容器的初始层(Init Layer)与可读写层(Read－Write Layer)，初始层中大多是初始化容器环境时，与容器相关的环境信息，如容器主机名，主机host信息以及域名服务文件等。

再来看可读写层，这一层的作用非常大，Docker的镜像层以及顶上的两层加起来，Docker容器内的进程只对可读写层拥有写权限，其他层对进程而言都是只读的(Read-Only)。如AUFS等文件系统下，写下层镜像内容即会涉及COW(Copy-on-Write)技术。另外，关于VOLUME以及容器的hosts、hostname、resolv.conf文件等都会挂载到这里。需要额外注意的是：虽然Docker容器有能力在可读写层看到VOLUME以及hosts文件等内容，但那都仅仅是挂载点，真实内容位于宿主机上。

总结

Docker镜像属静态，Docker容器属动态，两者之间有着千丝万缕的关系。从Docker容器文件系统的角度来认识两者，我相信会对大家有很大的帮助。

Docker镜像以及Docker容器文件系统，绝对是非常细致的内容，基于这些概念，实在有太多有意思的话题可以展开，本系列后续会有以下多篇文章来分析：

1.深刻理解Docker镜像大小

2.其实docker commit很简单

3.不得不说的docker save与docker export区别

4.为什么有些容器文件动不得

5.打破MNT Namespace的容器VOLUME

感谢阅读，希望能帮助到大家，谢谢大家对本站的支持！

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