容器镜像包含一个打包的应用程序，以及它的依赖项，和关于启动时运行什么进程的信息。

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容器是当今 IT 运营的关键组成部分。容器镜像包含一个打包的应用程序，以及它的依赖项，和关于启动时运行什么进程的信息。

您可以通过提供一组特殊格式的指令来创建容器镜像，可以作为提交到注册表或 Dockerfile。例如，这个 Dockerfile 为 PHP Web 应用程序创建一个容器

FROM registry.access.redhat.com/ubi8/ubi:8.1

RUN yum --disableplugin=subscription-manager -y module enable php:7.3 \
  && yum --disableplugin=subscription-manager -y install httpd php \
  && yum --disableplugin=subscription-manager clean all

ADD index.php /var/www/html

RUN sed -i 's/Listen 80/Listen 8080/' /etc/httpd/conf/httpd.conf \
  && sed -i 's/listen.acl_users = apache,nginx/listen.acl_users =/' /etc/php-fpm.d/www.conf \
  && mkdir /run/php-fpm \
  && chgrp -R 0 /var/log/httpd /var/run/httpd /run/php-fpm \
  && chmod -R g=u /var/log/httpd /var/run/httpd /run/php-fpm

EXPOSE 8080
USER 1001
CMD php-fpm & httpd -D FOREGROUND

此文件中的每个指令都会向容器镜像添加一个层。每个层仅添加与其下方层的差异，然后，所有这些层堆叠在一起形成一个只读容器镜像。

这是如何工作的？

您需要了解一些关于容器镜像的知识，并且按这个顺序理解这些概念非常重要

联合文件系统
写时复制
Overlay 文件系统
快照器

联合文件系统 (Aufs)

联合文件系统 (UnionFS) 内置于 Linux 内核中，它允许将一个文件系统的内容与另一个文件系统的内容合并，同时保持“物理”内容分离。结果是一个统一的文件系统，即使数据实际上是按分支结构组织的。

这里的想法是，如果您有多个具有一些相同数据的镜像，则无需再次复制此数据，而是通过使用称为层的东西来共享它。

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每个层都是一个文件系统，可以在多个容器之间共享，例如，httpd 基础层是官方的 Apache 镜像，可以跨任意数量的容器使用。想象一下我们节省了多少磁盘空间，因为我们对所有容器都使用了相同的基本层。

这些镜像层始终是只读的，但是当我们从此镜像创建一个新容器时，我们在其顶部添加一个薄的可写层。这个可写层是您为每个容器创建/修改/删除或进行其他更改的地方。

写时复制

当您启动一个容器时，它看起来好像容器拥有自己的整个文件系统。这意味着您在系统中运行的每个容器都需要其自身的文件系统副本。这不会占用大量磁盘空间，并且还需要花费大量时间来启动容器吗？不会——因为每个容器都不需要其自身的文件系统副本！

容器和镜像使用写时复制机制来实现此目的。写时复制策略不是复制文件，而是将相同的数据实例共享给多个进程，并且仅在进程需要修改或写入数据时才复制。所有其他进程将继续使用原始数据。在正在运行的容器中执行任何写入操作之前，要修改的文件的副本将放置在容器的可写层上。这就是写入发生的地方。现在您知道为什么它被称为写时复制了。

此策略优化了镜像磁盘空间使用率和容器启动时间的性能，并与 UnionFS 协同工作。

Overlay 文件系统

Overlay 位于现有文件系统的顶部，组合了一个上层和下层目录树，并将它们呈现为单个目录。这些目录称为层。下层保持不变。每个层仅添加与其下方层的差异（在计算术语中称为diff），并且此统一过程称为联合挂载。

最底层的目录或镜像层称为lowerdir，上层目录称为upperdir。最终的 overlayed 或统一层称为 merged。

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常用术语包括这些层定义

基础层是文件系统文件所在的位置。就容器镜像而言，此层将是您的基础镜像。
Overlay 层通常称为容器层，因为对正在运行的容器所做的所有更改（如添加、删除或修改文件）都将写入此可写层。对此层所做的所有更改都存储在下一层中，并且是基础层和 Diff 层的联合视图。
Diff 层包含在 Overlay 层中所做的所有更改。如果您写入的内容已在基础层中，则 overlay 文件系统会将文件复制到 Diff 层并进行您打算写入的修改。这称为写时复制。