Image Defintion

镜像（Image）就是一推只读层Image（read-only layer）的统一视觉，也许这些定义有些难理解，下面这张图能够帮助读者理解镜像的定义

从左边往右我们看到了多个只读层，他们重叠在一起，除了最下面一层，其他层都会有一个指针指向下一层，这些层是docker内部的实现细节，并且能够在主机（运行docker的机器）的文件中访问到，统一文件系统技术（union file system）能够将不同层合成一个文件系统，为这些层提供一个统一的视觉，这样就隐藏了多层的存在，在用户的角度来看，只存在一个文件系统。我们可以在图片右边看到这个视角的形式。

你可以在你的主机文件系统上找到有关这些层的文件，在一个运行中的容器内部，这些层是不可见的。在我的主机上，我发现他们存在于/var/lib/docker/image目录下

root@paas:/var/lib/docker/image# sudo tree -L 1 /var/lib/docker/
/var/lib/docker/
├── builder
├── buildkit
├── containerd
├── containers
├── image
├── network
├── overlay2
├── plugins
├── runtimes
├── swarm
├── tmp
├── trust
└── volumes

Container Definition

容器（container）的定义和镜像（image）几乎一模一样，也是一堆层的统一视觉，唯一区别在于容器的最上面那一层是可读可写的

要点： 容器 = 镜像 + 读写层
Running Container Definition
一个运行态容器（runing container）被定义为一个可读写的统一文件系统加上隔离的进程空间和包含其中的进程。下面这张图展示一个运行中的容器

我们可以通过以下命令验证我们所说

docker run centos touch happiness.txt

find / -name happiness.txt

root@paas:~# find / -name happiness.txt
/var/lib/docker/overlay2/1cda2bd8a4c04ea20847fcd0b1f6353bd0e6c2e7964e419ab36daadb657f7781/diff/happiness.txt

Image Layer Defintion

为了将零星的数据整合起来，我们提出了镜像层（image layer）这个概念，下面这张图描述了一个镜像层，通过图片，我们能够发现一个层并不仅仅包含文件的改变，他还包含其他重要的信息

元数据（metadata）就是关于这个层的额外信息，它不仅仅能够让Docker获取运行和构建时的信息，还包括父层的层次信息，需要注意的是，只读层和读写层都包含元数据。

Metadata Location:

/var/lib/docker/image/overlay2：存储镜像管理数据的目录
一个容器的元数据好像被分成了很多文件，但或多或少能够在/var/lib/docker/containers/<id> 目录下找到，<id> 就是一个可读层的id，这个目录下的文件大多是运行时数据，比如说网络，日志等等。

全局理解（Tying It All Together）

现在，让我们结合上面提到的实现细节来理解Docker命令

docker create <image-id>

docker create 命令就是为指定的镜像（image）添加一个可读写层，构成一个新的容器，注意这个容器并没有运行起来

docker start <container id>

docker start 命令为容器文件系统创建一个进程隔离空间。注意，每一个容器只能够有一个进程隔离空间

docker run <image-id>

看到这个命令，通常有读者会由一个疑问：docker start 和docker run 命令有什么区别。

docker run 命令是利用镜像创建一个容器，然后运行这个容器，这个命令非常方便，并且隐藏了两个命令的细节。

docker ps

docker ps 命令会列出所有运行中的容器。这隐藏了非运行态容器的存在，如果想要找出这些容器，我们需要使用下面这个命令。

docker ps -a

docker ps –a命令会列出所有的容器，不管是运行的，还是停止的。

docker images

image.png

docker images命令会列出了所有顶层（top-level）镜像。实际上，在这里我们没有办法区分一个镜像和一个只读层，所以我们提出了top-level镜像。只有创建容器时使用的镜像或者是直接pull下来的镜像能被称为顶层（top-level）镜像，并且每一个顶层镜像下面都隐藏了多个镜像层。

docker images –a

docker images –a命令列出了所有的镜像，也可以说是列出了所有的可读层。如果你想要查看某一个image-id下的所有层，可以使用docker history来查看。

docker stop <container-id>

docker stop命令会向运行中的容器发送一个SIGTERM的信号，然后停止所有的进程。

docker kill <container-id>

image.png

docker kill 命令向所有运行在容器中的进程发送了一个不友好的SIGKILL信号。

docker pause <container-id>

docker stop和docker kill命令会发送UNIX的信号给运行中的进程，docker pause命令则不一样，它利用了cgroups的特性将运行中的进程空间暂停但是这种方式的不足之处在于发送一个SIGTSTP信号对于进程来说不够简单易懂，以至于不能够让所有进程暂停。

docker rm <container-id>

image.png

docker rm命令会移除构成容器的可读写层。注意，这个命令只能对非运行态容器执行。

docker rmi <image-id>

docker rmi 命令会移除构成镜像的一个只读层。你只能够使用docker rmi来移除最顶层（top level layer）（也可以说是镜像），你也可以使用-f参数来强制删除中间的只读层。

docker commit <container-id>

docker commit命令将容器的可读写层转换为一个只读层，这样就把一个容器转换成了不可变的镜像。

docker build

docker build命令非常有趣，它会反复的执行多个命令。

我们从上图可以看到，build命令根据Dockerfile文件中的FROM指令获取到镜像，然后重复地1）run（create和start）、2）修改、3）commit。在循环中的每一步都会生成一个新的层，因此许多新的层会被创建。

docker exec <running-container-id>

docker exec 命令会在运行中的容器执行一个新进程。

docker inspect <container-id> or <image-id>

docker inspect命令会提取出容器或者镜像最顶层的元数据。

docker save <image-id>

image.png

docker save命令会创建一个镜像的压缩文件，这个文件能够在另外一个主机的Docker上使用。和export命令不同，这个命令为每一个层都保存了它们的元数据。这个命令只能对镜像生效。

docker export <container-id>

image.png

docker export命令创建一个tar文件，并且移除了元数据和不必要的层，将多个层整合成了一个层，只保存了当前统一视角看到的内容（译者注：expoxt后的容器再import到Docker中，通过docker images –tree命令只能看到一个镜像；而save后的镜像则不同，它能够看到这个镜像的历史镜像）。

docker history <image-id>

image.png

docker history命令递归地输出指定镜像的历史镜像。