使用Docker 映象和倉庫
- 什麼是 Docker 映象
- 列出 Docker 映象
  - tag 標籤
  - Docker Hub
- 拉取映象
- 查詢映象
- 構建映象
  - 建立Docker Hub 賬號
  - 使用 Docker 的commit 命令建立映象
  - 使用 Dockerfile 構建映象
  - 基於 Dockerfile 構建新映象
  - 指令失敗時呢？
  - Dockerfile 和構建快取
  - 基於構建快取的 Dockerfile 模版
  - 檢視新映象
  - 從新映象啟動容器
  - Dockerfile 指令
- 將映象推送至 Docker Hub
- 刪除映象
- 總結

使用Docker 映象和倉庫

上一篇文章中，我們學習了包括 docker run 在內的許多對容器進行操作的基本指令，那麼在本節中，我們主要探討 Docker 映象的一些概念，比如什麼是映象，如何對映象進行管理，如何修改映象，如何建立、儲存、共享自己建立的映象等，那麼就開始我們的學習

什麼是 Docker 映象

Docker 映象是由檔案系統疊加而成，最底端是一個引導檔案系統，也就是bootfs，這很像典型的 Linux/Unix 的引導檔案系統。Docker 使用者永遠不會和引導檔案系統有什麼互動。實際上，一個容器啟動後，它就會被移入內容，而引導檔案系統則會被解除安裝，從而留出更多的空間。(感覺有點像古代的餐館招待？負責引導顧客進入餐館，自己的工作就算是完成了)

傳統的Linux 引導過程中，root檔案系統最先以只讀的方式載入，當引導結束後，會切換為讀寫模式。但是在Docker 中，root檔案系統永遠只是只讀狀態，並且使用聯合載入的技術一次同時載入多個檔案系統。聯合載入會將各層系統檔案疊加在一起，最終的檔案系統包含底層的檔案和目錄。

聯合載入：聯合載入指的是一次同時載入多個檔案系統，但是外面看起來只有一個檔案系統。

Docker 將這樣的檔案系統成為映象。一個映象可以放到另一個映象的頂部。位於下面的映象稱為父映象，一次類推，知道映象棧的最底部，最底部的映象稱為基礎映象。最後，當一個映象啟動容器時，Docker會在映象的最頂層載入一個檔案系統。我們想在 Docker 中執行的程式就是在這個讀寫層中執行的。

用一幅圖來表示一下：

列出 Docker 映象

我們先從如何列出系統中的 Docker 映象來開始，可以使用 docker images 命令來實現，如下

可以看到，我們已經獲取了一個映象列表。那麼，這些映象是從哪來的呢？我們執行 docker run 命令時，同時進行了映象下載

映象從倉庫下載下來。映象儲存在倉庫中，而倉庫存在於 Registry 中。預設的 Registry 是由 Docker 公司執行的公共 Registry 服務，即 Docker Hub。需要進行ID的註冊

Docker Registry 的程式碼是開源的，你也可以擁有自己的Registry。

在 Docker Hub (或者是你自己運營的 Docker Registry)中，映象是儲存在倉庫中的，可以將映象倉庫想象成類似於Git 倉庫的東西。它包括映象、層、以及包括映象的元資料。

倉庫可以包含很多映象，你可以使用docker pull來拉取倉庫中的映象，如下

Git 拉取程式碼的指令是 git pull ，這樣就很相似了。

再來使用 docker images 看一下現在有哪些映象

因為我的 Docker Hub 倉庫中只有一個 ubuntu 的映象，所以圖中標紅的這個映象是我們剛從 Docker Hub 上下載下來的。

tag 標籤

為了區分同一個倉庫中的不同映象，Docker 為我們提供了 tag 這個標籤，每個映象在列出來的時候都帶有一個標籤，如12.10、 12.04等，這種標籤機制使得一個倉庫中允許儲存多個映象。

我們可以在倉庫後面加一個冒號:標籤名 的方式來指定該倉庫中的某一個映象，例如 docker run -t -i --name new_container ubuntu:12.04 /bin/bash

Docker 會自動幫我們切換到 Ubuntu 的環境下，當然，這種方式建立了一個互動式任務。

在構建容器時指定倉庫的標籤也是一個好習慣，這樣便可以準確的指定容器來源於哪裡。

Docker Hub

Docker Hub 有兩種倉庫，一種是使用者倉庫，一種是頂層倉庫。使用者倉庫是由開發人員自己建立的，頂層倉庫是由Docker Hub 內部人員管理。

使用者倉庫的命名由兩部分構成，如 cxuan/ubuntu

使用者名稱例如 : cxuan
倉庫名例如 : ubuntu

相對的，頂層倉庫的命名就比較嚴謹，如 ubuntu 倉庫。頂層倉庫由 Docker 公司和選定的優質基礎映象廠商來管理，使用者可以基於這些映象構建自己的映象。

使用者映象都是由愛好者社群自己提供的，沒有經過 Docker 公司的認證，所以需要自己承擔相應的風險。

拉取映象

還記得docker run 的啟動過程嗎？再來一下這張圖回顧一下

其實也可以通過 docker pull 命令先預先拉取映象到本地，使用 docker pull 命令可以節省從一個新映象啟動一個容器所需要的時間。下面就來領取一下fedora基礎映象( fedora 是 Fedora 優質廠商提供的基礎映象 )

可以使用 docker images 檢視新映象是否拉取到本地，不過我們這次只希望看到 fedora 的映象，那麼你可以使用這個命令: docker images fedora

可以看到我們已經把 fedora 映象拉取到了本地

查詢映象

我們可以通過 docker search 命令來查詢所有 Docker Hub 上公共可用的映象，如下

下面還有很多映象，我們主要看一下每條映象都返回了哪些內容

倉庫名稱
映象描述
使用者評價 --- 反應一個映象的受歡迎程度
是否官方 --- 是否由Docker 公司及其指定廠商開發的映象
是否自動構建 --- 表示這個映象是由 Docker Hub 自動構建的

從上面查詢的結果中選擇一個映象進行拉取，docker pull jamtur01/puppetmaster這條命令將會下載 jamtur01/puppetmaster映象到本地。

接下來就可以使用這個映象來構建一個容器，下面就用 docker run 命令構建一個容器。

...

檢視版本號

構建映象

上面我們看到如何拉取並且構建好帶有定製內容的 Docker 映象，那麼我們如何修改自己的映象，並且管理和更新這些映象呢？

使用 docker commit 命令
使用 docker build 命令和 Dockerfile 檔案

現在我們不推薦使用 docker commit 命令，相反應該使用更靈活更強大的 Dockerfile 來構建映象。不過，為了對 Docker 又一個更深的瞭解，我們還是會先介紹一下 docker commit 構建映象。之後，我們重點介紹Docker 所推薦的構建方法：編寫 Dockerfile 之後使用 docker build 命令。

建立Docker Hub 賬號

構建映象中很重要的一環就是如何共享和釋出映象。可以將映象推送到 Docker Hub中或者自己的私有 Registry 中。為了完成這項工作，需要在 Docker Hub上建立一個賬號

如果你還沒有Docker 通行證，在 hub.docker.com 註冊一個，記下你的使用者名稱，登入本地計算機上的Docker公共登錄檔。使用docker login，輸入使用者名稱和密碼進行登入

你的個人資訊會儲存在 $HOME/.dockercfg 檔案中

使用 Docker 的commit 命令建立映象

建立 Docker映象的第一種方式是使用 docker commit 命令。可以將此想象為我們是在版本控制系統裡面提交變更，畢竟這和 git commit 命令真是太像了。

我們先從建立一個容器開始，這個容器基於我們前面見過的 ubuntu 映象。如下

接下來，我們在 ubuntu 中安裝 apache 伺服器，使用apt-get -yqq update 和 apt-get -y install apache2 命令。

我們啟動了一個容器，並安裝了 Apache 伺服器，我們會將這個伺服器作為 Web 伺服器執行，所以我們想把它當前狀態儲存起來。這樣下次啟動就不用重新安裝了。為了完成這項工作，需要先使用 exit 從 ubuntu 中退出，之後再執行 docker commit 命令。如下

我們看到，在上圖所示的 docker commit 命令中，指定了要提交修改過的容器ID(可以通過 docker ps -l -q 命令得到剛剛建立的容器 ID)，以及一個映象倉庫和映象名，這裡是 jamtur01/puppetmaster

可以使用 docker images jamtur01/puppetmaster 命令檢視剛剛建立的映象。

可以在提交時指定更多的資料，就和 git 的命令是一樣的，使用 docker commit -m命令

這條命令中我們使用 -m(message) 指定提交資訊，同時指定了 --authro 選項，列出映象作者資訊。接著列出了想要提交的容器ID，最後指定了 jamtur01/puppetmaster ，併為其打上了 webserver 的tag 標籤。

可以使用 docker inspect 命令來檢視新建立的映象的詳細資訊。

使用 Dockerfile 構建映象

我們並不推薦使用 docker commit 方法來構建映象。相反，我們推薦使用 Dockerfile和 docker build的命令來構建映象。Dockerfile 使用基於 DSL 語法的指令來構建一個 Docker 映象，之後使用 docker build 命令基於 Dockerfile 中的指令構建一個新的映象。

我們的第一個 Dockerfile

下面我們建立一個目錄並初始化 Dockerfile，我們建立一個包含簡單web伺服器的Docker映象

如上圖所示，我們在 /usr/local/docker 目錄下建立了一個 static_web 的目錄，再建立了一個 Dockerfile 檔案。那麼這個 static_web 目錄就是我們的構建環境。Docker 稱此環境為上下文(context)或者 構建上下文(build context)，Docker 會在構建映象時將構建上下文和該上下文中的檔案和目錄上傳到 Docker 守護程序。這樣 Docker 守護程序就可以直接訪問你映象中的程式碼、檔案和資料。

下面是一個通過 Dockerfile 來構建 web 伺服器的 Docker 映象

# Version: 0.0.1
FROM ubuntu:14.04
MAINTAINER James Turnbull "[email protected]"
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y nginx
RUN echo 'Hi, I am in your container' \
        >/usr/share/nginx/html/index.html
EXPOSE 80

該 Dockerfile 由一系列指令和引數組成。每條指令，如FROM，都必須為大寫字母，而且後面要跟隨一個引數: FROM ubuntu:14.04。Dockerfile 中的指令會按照順序由上向下執行，所以編寫 Dockerfile 時，請注意它的順序。

如果不能使用 :wq 來進行儲存的話，請首先使用 sudo su切換到管理員模式，然後就可以儲存啦。

每條指令都會建立一個新的映象層並對映象進行提交。Docker 大體按照如下流程執行 Dockerfile 指令

Docker 從基礎映象執行一個容器
執行一條指令，對容器作出修改
執行類似docker commit 操作，提交一個新的映象層
Docker 再基於剛提交的映象執行一個新容器
執行 Dockerfile 中的下一條指令，直到所有指令都執行完畢

從上面可以看出，如果你的Dockerfile 由於某些原因(例如指令失敗了)沒有正常結束，那麼你將得到了一個可以使用的映象。這對除錯很有幫助：可以基於映象執行一個具備互動功能的容器，使用最後建立的映象對你最後失敗的指令做出除錯

Dockerfile 也支援中文註釋，以 # 開頭的行都會被認為是註釋。Dockerfile 中的第一行就是註釋的例子

每個 Dockerfile 的第一行指令都應該是 FROM。FROM指令指定一個已經存在的映象，後續指令都將基於該映象進行，這個映象被稱為基礎映象(base image)。

在上面的示例中，我們使用了 ubuntu:14.04 作為新映象基礎映象。基於這個 Dockerfile 構建的新映象以 Ubuntu 14.04 作業系統為基礎。再執行一個容器時，必須要指明基於哪個基礎映象進行構建。
接著指定了 MAINTAINER 指令，這條指令會告訴 Docker 該映象的作者是誰，以及作者的電子郵件地址，這有助於標示映象的所有者以及聯絡方式。
在這些指令之後，我們指定了三條 RUN 指令。RUN指令會在當前的映象中執行指定的命令。在這個例子中，我們通過 RUN 指令更新了已經安裝的 APT 倉庫，安裝了 nginx 包，之後建立了 /usr/share/nginx/html/index.html 檔案，該檔案由一些簡單的示例文字。像前面說的那樣，每條RUN指令都會建立一個新的映象層，如果該命令執行成功，就會將此映象提交，繼續執行下一條指令。

預設情況下，RUN指令會在shell裡使用命令包裝器 /bin/sh -c 來執行。如果是在一個不支援 shell 的平臺上執行或者不希望在 shell 中執行，也可以使用 exec 格式的 RUN 指令

如下 : RUN["apt-get", "install", "-y", "nginx"]

在這種方式中，我們使用陣列的方式來指定要執行的命令和要傳遞的引數。
接著設定了 EXPOSE 命令，這條執行告訴 Docker 容器內的應用程式將會使用容器的指定介面。這並不意味著可以自動訪問任意容器執行中的服務埠，可以指定多個 EXPOSE 指令向外公開多個埠。

基於 Dockerfile 構建新映象

執行 docker build 命令時，Dockerfile 中的所有指令都會被執行並且提交，並且在命令成功結束後返回一個新映象，下面就來看看如何構建一個新映象。

一定不要忘記最後面有個空格和. ，也可以在構建映象的過程中為映象設定一個標籤：使用方法為“映象名 : 標籤”，如下所示

指令失敗時呢？

之前大致介紹了一下指令失敗時的執行過程，下面來看一個例子：假設我們在上面的 Dockerfile 中把 nginx 拼成了 ngnx ，再來構建一遍

我們可以看到，程式出錯了，這個時候我們希望去除錯一下這次失敗。我們使用 docker run 命令來基於這次構建到目前為止已經成功的最後一步建立一個容器，這裡它的ID 是 dee85a65a396，我們可以使用如下命令

docker run -t -i dee85a65a396 /bin/bash，來恢復到出錯之前的映象，然後重新執行出錯的指令apt-get install -y ngnx ，可以看到哪裡出錯了

但是感覺這個步驟是多餘了一些，如果 Dockerfile 中出現了錯誤，那麼 Docker 就會給你提示，用不著重新執行命令來找出問題原因。

Dockerfile 和構建快取

由於每一步的結果都會作為下一步的基礎映象，所以Docker 構建映象的過程非常聰明，它會將之前的映象層作為快取。

正如上面 Dockerfile 來舉例，比如，在我們除錯過程中，不需要在第一步和第三步之間做任何修改，因此 Docker 會將之前構建時建立的映象當作快取並作為新的開始點。再次構建時，Docker 會直接從第四步開始。當之前的構建步驟沒有變化時，這會節省大量的時間。如果第一步到第三步之間有什麼變化，則回到第一步開始。

然而，有的時候不希望有快取的功能，這個時候你需要使用 apt-get update，那麼 Docker 將不會重新整理 APT 包的快取，要想略過快取，可以使用 docker build 的 --no-cache 標誌。

基於構建快取的 Dockerfile 模版

構建快取的一個好處就是，我們可以實現簡單的 Dockerfile 模版，一般會在 Dockerfile 檔案頂部使用相同的指令集模版，比如對 ubuntu ，使用下面的模版

FROM ubuntu:14.04
MAINTAINER James Turnbull "[email protected]"
ENV REFRESHED_AT 2019-08-15
RUN apt-get -qq update

我們來分析一下這個新的 Dockerfile :

首先，通過 FROM 指令為新映象設定了一個基礎映象 ubuntu:14.04。
接著，使用 MAINTAINER 指令添加了自己的詳細資訊
然後，通過 ENV 指令設定了一個名為 REFRESHED_AT 的環境變數，用來表示最後一次的更新時間
最後，使用 RUN 指令執行 apt-get -qq update 命令，該指令會重新整理 APT 包的快取，用來確保每個安裝的軟體包都在最新版本。

檢視新映象

現在來看一下新構建的映象，使用 docker images 命令來完成

如果想要了解映象是如何構建出來的，可以使用 docker history 命令，如下

從結果可以看出映象構建的每一層都是哪些指令構成的

從新映象啟動容器

我們可以基於新構建的映象啟動新容器，來檢查我們的構建工作是否正常

在這裡，我們使用 docker run 命令，啟動一個 static_web 的容器， -d表示的是以分離(detached) 的方式在後臺執行。這種方式適合 nginx守護程序這種需要長時間執行的程序。我們也指定了需要在容器中執行的命令： nginx -g "daemon off;"，將以前臺方式執行 nginx 作為我們的伺服器。

我們這裡也使用了一個新的 -p 標誌，用來控制 Docker 再執行時應該給外部開放哪些埠

Docker 可以在宿主機上隨機選擇 49153 --- 65535 之間的一個比較大的埠對映到 80 埠上
可以在 Docker 宿主機指定一個具體的埠來對映到 80 埠上

使用 docker ps檢視一下埠分配情況

Docker 把 32769 埠對映到了 80 埠上

也可以通過 docker port檢視埠的對映情況

Dockerfile 指令

Dockerfile 指令比較多，這裡我們會對 Dockerfile 單獨列一個章節進行說明

將映象推送至 Docker Hub

映象構建完畢之後，我們也可以將它上傳到 Docker Hub 上面去，這樣其他人就能使用這個映象了。

Docker Hub 的私有倉庫是需要收費的

我們可以使用 docker push 命令將映象推送至 Docker Hub。命令如下

為什麼推送不上去？

網上搜索了一下，大概是映象標籤的問題，重新為映象設定一個標籤

然後把這個標籤推送上去，相當於就是把映象推送上去

我們可以在 Docker Hub 上看到我們推送的映象了

刪除映象

如果不再需要一個映象了，也可以將它刪除，使用 docker rmi命令來刪除一個映象

該操作只能刪除本地映象，如果你已經推送至 Docker Hub 上，那麼你還需要在 Docker Hub 上將其刪除

登入 Docker Hub ，直接點下面的連結刪除

docker rmi 刪除多個容器的方式直接在後面列舉容器即可，中間用空格隔開

總結

本篇文章主要講述了 Docker 中的映象和倉庫的一些概念和基本用法，那麼你是否能回顧起來下面這些內容呢？

什麼是映象
如何列出Docker中的映象，tag標籤是幹什麼用的
如何拉取遠端倉庫中的映象
如何查詢映象
對於映象構建，你能想到哪些內容
如何推送映象至 Docker Hub
如何刪除映象

Docker之- 使用Docker 映象和倉庫