镜像是什么？

镜像是一种轻量级、可执行的独立软件包，用来打包软件运行环境和基于运行环境开发的软件，他包含运行某个软件所需的所有内容，包括代码、运行时库、环境变量和配置文件。将所有的应用和环境直接打包为docker镜像，就可以直接运行。

Docker镜像加载原理

UnionFs （联合文件系统）

我们下载的时候看到分层的下载就是联合文件系统

UnionFs：是一种分层、轻量级并且高性能的文件系统，他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。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 kernel,Linux刚启动时会加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

分层理解

所有的Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或增加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的镜像层。分层时有文件更新直接替换，基础镜像一样时直接拿过来复用。

举一个简单的例子，假如基于 Ubuntu16.04创建一个新的镜像，这就是新镜像的第一层。如果在该镜像中添加Python包，就会在基础镜像层之上创建第二个镜像层。如果继续添加一个安全补丁，就会创健第三个镜像层该像当前已经包含3个镜像层

在添加额外的镜像层的同时，镜像始终保持是当前所有镜像的组合。一个简单的例子，每个镜像层包含3个文件，而镜像包含了来自两个镜像层的6个文件。

Docker镜像都是只读的，当容器启动时，一个新的可写层加载到镜像的顶部。这一层就是我们通常说的容器层，容器之下的都叫镜像层。

镜像分层的优点

(1)节省磁盘空间，对镜像进行复用;

(2)在上传镜像时，如果自定义进行内的基础镜像在仓库中存在，则不会重复上传，从而达到了节省带宽的目的，自然也就提高了上传的速度;

(3)在下载镜像时，如果该镜像的基础镜像在本地中已存在，则无需重复下载相应的基础镜像，从而达到了节省带宽的目的，自然也就提高了下载的速度;

镜像分层的缺点

基础镜像如果少安装了某个服务，若改动该镜像将导致所有基于该镜像制作的子镜像都发送变动,因此在制作基础镜像是要提前考虑周全.