小知识，大挑战！本文正在参与“程序员必备小知识”创作活动。
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，它包含运行某个软件所需要的所有内容，包括代码、运行时、库、环境变量和配置文件。
所有的应用，都可以直接打包成docker镜像，就可以直接跑起来
如何得到镜像：
- 从远程仓库下载
- 制作镜像
Docker镜像加载原理
UnionFS（联合文件系统）
UnionFS（联合文件系统）: 是一种分层轻量级并且高性能的文件系统，它支持对文件系统的修改作为一次提交来一层层的叠加，同时可以将不同的目录挂载到同一个虚拟文件系统下。Union文件系统时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。
我们在下载的时候看到一层层的就是用的UnionFS
最大层数127
特性：一次同时加载多个文件系统，但从外面看来，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。
镜像如何加载
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。
boots(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 boots。这一层与我们典型的Linux/Unix系统是一样的，包含boot加載器和内核。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，此时系统也会卸载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。
为什么我们安装的虚拟机Ubuntu都是好几个G，为什么docker的才几十M?
ubuntu latest 1318b700e415 6 weeks ago 72.8MB
对于一个精简的OS,rootfs可以很小，只需要包含最基本的命令，工具和程序库就可以了（所以在镜像里面可能会有一些命令是不可以运行的），因为底层直接用Host的Kernel，自己只需要提供rootfs就可以了。由此可见对于不同的Linux发行版， boots基本是一致的， rootfs会有差別，因此不同的发行版可以公用bootfs。所以虚拟机是分钟级别，容器是秒级！
分层理解
我们在下载镜像的过程中，发现是一层一层的下载，为什么Docker镜像要采用这种分层结构？
最大的好处，应该资源共享了！比如有多个镜像都从相同的基础镜像构建而来，那么只需在磁盘上保留一份基础镜像，同时内存中也只需要加载一份基础镜像，这样就可以为所有的容器服务了，而且镜像的每一层都可以被共享。
查看镜像分层的方式可以通过docker image inspect 命令
$ docker image inspect redis
[
//...
"RootFS": {
"Type": "layers",
"Layers": [
"sha256:d000633a56813933cb0ac5ee3246cf7a4c0205db6290018a169d7cb096581046",
"sha256:bdad86443e47c5665683ac41c1f24f28479d830d7e3cc47d0a337ee5166c7714",
"sha256:6a7992ac480029d82b7dbb757d16fe5d023aa283ed32b52267cd1fe9e6b73c49",
"sha256:be43d2475cf809c0f2ec31950e849d0f888f3121970fd99196a11a903f8c3820",
"sha256:be5818ef2907adfe19be14bf66647b5fb5a2029143f9297f8ce1ff1fd1d35753",
"sha256:c54e0c16ea22fa873c12f6a7f3fb4e021bb58d67c292156a6ce6e08637458b7c"
]
},
]
理解
所有的 Docker镜像都起始于一个基础镜像层，当进行修改或培加新的内容时，就会在当前镜像层之上，创建新的镜像层。
举一个简单的例子，假如基于 Ubuntu Linux16.04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，如下图所示（这只是一个用于演示的很简单的例子）。
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。
下图中举了一个简单的例子，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。
下图中展示了一个稍微复杂的三层镜像，在外部看来整个镜像只有6个文件，这是因为最上层中的文件7是文件5的一个更新版。
以上情況下，上层镜像层中的文件覆盖了底层镜像层中的文件。这样就使得文件的更新版本作为一个新镜像层添加到镜像当中
Docker通过存储引擎（新版本采用快照机制）的方式来实现镜像层堆栈，并保证多镜像层对外展示为统一的文件系统
Linux上可用的存储引撃有AUFS、 Overlay2、 Device Mapper、Btrfs以及ZFS。顾名思义，每种存储引擎都基于 Linux中对应的 件系统或者块设备技术，井且每种存储引擎都有其独有的性能特点。
Docker在 Windows上仅支持 windowsfilter 一种存储引擎，该引擎基于NTFS文件系统之上实现了分层和CoW。
下图展示了与系统显示相同的三层镜像。所有镜像层堆并合井，对外提供统一的视图。
特点
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！
