原创

使用Docker镜像

写在前面

镜像是Docker三大核心概念中最重要的一部分,而Docker运行容器前需要本地存在对应的镜像,如果镜像不存在,Docker会尝试从默认的镜像仓库中下载(默认使用Docker Hub公共注册服务器的仓库),用户也可以通过配置来使用自定义的镜像仓库,笔者在前面就自定义了镜像仓库。

既然镜像这么重要,那么本篇就围绕镜像这一核心概念来具体介绍相关操作:(1)如何使用pull命令从Docker Hub仓库中下载镜像到本地;(2)如何查看本地已有的镜像信息和管理镜像标签;(3)如何在远端仓库中使用search命令进行搜索和过滤;(4)如何删除镜像标签和镜像文件;(5)如何创建用户定制的镜像并且保存为外部文件;(6)如何往Docker Hub仓库中推送自己的镜像。

获取镜像

镜像是运行容器的前提,因此首先是需要获取镜像,开发者可以使用docker [image] pull命令直接从官方的Docker Hub网站上进行获取,该命令的格式为docker [image] pull NAME[:TAG],其中NAME是镜像仓库名称,用来区分镜像,而TAG则是镜像的标签,一般用来表示版本信息,因此通常情况下描述一个镜像需要使用"名称+标签"这一格式。

举个例子,获取一个Ubuntu18.04系统的基础镜像可以使用如下命令:

[envythink@localhost ~]$ docker pull ubuntu:18.04

运行结果如下所示:

对于Docker镜像来说,如果后面不显式指定TAG,则默认会选择latest标签,也就是会下载仓库中最新版本的镜像。

此时上面的命令可以修改为:

[envythink@localhost ~]$ docker pull ubuntu

其实也就相当于执行docker pull ubuntu:latest命令。请注意,镜像的latest标签是最新版的,因此可能是不稳定的,所以在生产环境中一定不能使用默认的latest标签。

细心的你可能发现了在下载过程中,镜像文件是由若干层(layer)组成,像171857c49d0f这样的字符串其实就是该层的唯一id(完整的id包括256比特,64个十六进制字符组成)。使用docker pull命令下载镜像的时候,里面会输出镜像各层的信息,当不同的镜像包含相同的层时,本地仅存储层的一份内容,这无疑可以减少存储空间。

现在有一个问题,就是在不同的镜像服务器的情况下,可能会出现镜像重名的情况。也就是说,其实镜像的仓库名称中还应该添加仓库地址(register,注册服务器)作为前缀,如果你之前使用的是默认的官方DockerHub地址,就可以忽略该前缀。

举个例子,使用docker pull ubuntu:18.04命令其实就相当于执行docker pull register.hub.docker.com/ubuntu:18.04命令,即从默认的注册服务器DockerHub Register中的ubuntu仓库来下载标记为18.04的镜像。

由于官方镜像仓库在国外,因此访问速度是非常慢的,通常是从非官方仓库下载,此时需要在仓库名称前指定完整的仓库地址。举个例子,假设从网易蜂巢的镜像源来下载ubuntu:18.04的镜像,此时可以使用的命令如下:

docker pull hub.c.163.com/public/ubuntu:18.04

当然这个pull命令支持添加一些选项参数,如-a或者--all-tags它的值可以是true或者false,表示是否获取仓库中的所有镜像,默认肯定是否。--disable-content-trust参数表示取消镜像的内容校验,默认是真。

前面也说过官方镜像仓库在国外,所以访问速度是非常慢的,同时为了避免每次执行命令前都添加register地址,因此可以使用镜像代理服务来加速Docker镜像的获取过程。CentOS系统只需在/etc/docker/daemon.json文件中添加一行配置即可,如下所示:

{"registry-mirrors": ["http://f1361db2.m.daocloud.io"]}

当然也可以在启动配置参数中添加--registry-mirror=proxy_URL来指定镜像代理服务器地址。

为了后续演示的需要,这里先使用docker pull ubuntu:18.04命令来下载一个18.04版本的ubuntu系统镜像,然后就使用该镜像创建一个容器,并在其中运行bash命令,执行输出“Hello World”的命令,如下所示:

[envythink@localhost ~]$ docker run -it ubuntu bash
root@cae6035fd1b2:/# echo "Hello World"
Hello World
root@cae6035fd1b2:/# exit

查看镜像信息

使用images命令列出所有镜像

开发者可以使用docker images或者docker image ls命令来列出本地主机上已有的所有镜像的基本信息,如下所示:

[envythink@localhost ~]$ docker images
REPOSITORY                       TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
ubuntu                           latest              9140108b62dc        8 hours ago         72.9MB
haproxy                          latest              4e531c2cb889        5 months ago        92.4MB
pxc                              latest              a6a51beefff1        9 months ago        494MB
percona/percona-xtradb-cluster   latest              a6a51beefff1        9 months ago        494MB

接下来详细解释一下上述列出的信息:

  • REPOSITORY:表示来自哪个仓库。这里的ubuntu则表示ubuntu系列的基础镜像。
  • TAG:表示镜像的标签。这里的latest表示最新的版本信息,请注意标签只是标记,并不能标识镜像内容。
  • IMAGE ID:表示镜像的ID,注意这是镜像的唯一标识ID。如果两个镜像的ID相同,说明它们指向了同一个镜像,只是具有不同的标签名称而已。
  • CREATED:表示创建时间,也就是镜像最后的更新时间。
  • SIZE:表示镜像大小,一般来说比较优秀的镜像其体积就越小。

由于镜像ID非常重要,它唯一标识了镜像,因此在使用镜像ID的时候,可以使用该ID的前若干个字符组成的可区分串来代替完整的ID。TAG信息只是用来标记来自同一仓库的不同镜像,如ubuntu仓库的多个镜像,则使用TAG消息来区分不同的发行版本,如18.04、20.04等。SIZE信息只是表示该镜像的逻辑体积大小,实际上由于相同的镜像层本地只会存储一份,因此物理上占用的存储空间会小于各镜像的逻辑体积之和。

当然images也支持多种子命令,如-a或者--all=true|false表示列出所有(包含临时文件)镜像大小,默认是fasle。-f或者--filter=[]参数,它表示过滤列出的镜像,如dangling=true等,它只显示没有被使用的镜像,也可指定带有特定标注的镜像等。更多的子命令可以使用man docker-images命令来进行查看。

使用tag命令来添加镜像标签

一般来说,为了后续工作中使用特定镜像,会使用docker tag命令来为本地镜像任意添加新的标签。举个例子,给之前下载的ubuntu镜像添加一个新的envyubuntu:latest标签,如下所示:

[envythink@localhost ~]$ docker tag ubuntu:latest envyubuntu:latest

然后再次使用docker images命令来列举出本地主机上的镜像信息,可以看到多了一个envyubuntu:latest标签的镜像,如下所示:

[envythink@localhost ~]$ docker images
REPOSITORY                       TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
envyubuntu                       latest              9140108b62dc        8 hours ago         72.9MB
ubuntu                           latest              9140108b62dc        8 hours ago         72.9MB
haproxy                          latest              4e531c2cb889        5 months ago        92.4MB
pxc                              latest              a6a51beefff1        9 months ago        494MB
percona/percona-xtradb-cluster   latest              a6a51beefff1        9 months ago        494MB

这样后续就可以直接使用envyubuntu:latest来表示这个镜像,细心的你可能发现这个envyubuntu:latest镜像和之前的ubuntu:latest镜像两者的镜像ID一样,因此可以知道docker tag只是给原来的镜像添加了一个新的快捷访问方式,也就是CentOS中的链接。

使用inspect来查看详细信息

如果我们需要查看某个镜像的详细信息,可以使用docker inspect [image]命令来进行查看:

可以发现上面返回的是一个JSON格式的对象,但是显示的内容太多,如果只想其中某一项内容时,可以使用-f参数来进行过滤,如只想获取镜像的Architecture信息:

[envythink@localhost ~]$ docker inspect envyubuntu:latest -f {{".Architecture"}} 
amd64
使用history命令查看镜像历史

前面也说过镜像文件由多个层组成,现在问题来了,如何知道每个层的具体内容?可以使用history命令来列出各层的创建信息。

举个例子,可以使用如下命令来查看envyubuntu:latest镜像的创建过程:

[envythink@localhost ~]$ docker history envyubuntu:latest
IMAGE               CREATED             CREATED BY                                      SIZE                COMMENT
9140108b62dc        8 hours ago         /bin/sh -c #(nop)  CMD ["/bin/bash"]            0B                  
<missing>           8 hours ago         /bin/sh -c mkdir -p /run/systemd && echo 'do…   7B                  
<missing>           8 hours ago         /bin/sh -c [ -z "$(apt-get indextargets)" ]     0B                  
<missing>           8 hours ago         /bin/sh -c set -xe   && echo '#!/bin/sh' > /…   811B                
<missing>           8 hours ago         /bin/sh -c #(nop) ADD file:da80f59399481ffc3…   72.9MB  

可以发现上面一些过长的命令被自动截断了,如果想查看完整的输出命令,可以使用--no-trunc选项参数来设置。

搜索镜像

开发者可以使用docker search [option] keyword命令来搜索Docker Hub官方仓库中的镜像。该命令支持的选项参数如下:(1)-f或者--filter filter表示过滤输出内容;(2)--format string表示格式化输出内容;(3)--limit int表示限制输出结果的个数,默认为25个;(4)--no-trunc表示不截断输出结果。

这些选项参数都不用记忆,用的使用时候使用man docker-search命令查看一下即可。举个例子,搜索官方提供的镜像中包含nginx关键字的镜像,如下所示:

[envythink@localhost ~]$ docker search --filter=is-official=true nginx
NAME                DESCRIPTION                STARS               OFFICIAL            AUTOMATED
nginx               Official build of Nginx.   13785               [OK]

再举个例子,搜索官方提供的镜像中所有收藏数超过8的包含tensorflow关键字的镜像:

[envythink@localhost ~]$ docker search --filter=stars=8 tensorflow
NAME                             DESCRIPTION                                     STARS               OFFICIAL            AUTOMATED
tensorflow/tensorflow            Official Docker images for the machine learn…   1766                                    
jupyter/tensorflow-notebook      Jupyter Notebook Scientific Python Stack w/ …   236                                     
tensorflow/serving               Official images for TensorFlow Serving (http…   97                                      
xblaster/tensorflow-jupyter      Dockerized Jupyter with tensorflow              54                                      [OK]
rocm/tensorflow                  Tensorflow with ROCm backend support            54                                      
floydhub/tensorflow              tensorflow                                      25                                      [OK]
bitnami/tensorflow-serving       Bitnami Docker Image for TensorFlow Serving     14                                      [OK]
opensciencegrid/tensorflow-gpu   TensorFlow GPU set up for OSG                   12 

从返回结果中可以看到有关镜像的基本信息,如镜像名称、描述、收藏数(受欢迎程度)、是否官方创建、是否自动创建等,注意默认的输出结果是按照星级评价来进行排序的。

其实这些在man docker-search命令中都有介绍:

删除和清理镜像

使用标签删除镜像

开发者可以使用docker rmi或者docker image rm命令来删除镜像,相应的命令格式为docker rmi IMAGE[IMAGE...],其中IMAGE可以是标签或者ID。

该命令支持的选项参数如下:(1)-f或者--force表示强制删除镜像,即使有容器依赖它;(2)-no-prune表示不清理未带标签的父镜像。

同样这些选项参数都不用记忆,用的时候使用man docker-image-rm命令查看一下即可。

举个例子,将之前创建的envyubuntu:latest镜像给删除,相应的命令如下:

[envythink@localhost ~]$ docker image rm envyubuntu:latest
Untagged: envyubuntu:latest

请注意我们删除上述envyubuntu:latest镜像的时候,本地的ubuntu:latest镜像是不受到任何影响的。当某一个镜像拥有多个标签的时候,此时执行docker image rm或者是docker rmi命令的时候,只是删除了该镜像多个标签中的指定标签而已,并不影响镜像文件,也就是仅仅删除了这个镜像的一个标签副本而已。

此时开发者可以确认一下,本地的ubuntu:latest镜像依旧也是存在的:

[envythink@localhost ~]$ docker images
REPOSITORY                       TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
ubuntu                           latest              9140108b62dc        9 hours ago         72.9MB
haproxy                          latest              4e531c2cb889        5 months ago        92.4MB
pxc                              latest              a6a51beefff1        9 months ago        494MB
percona/percona-xtradb-cluster   latest              a6a51beefff1        9 months ago        494MB

但是需要注意,如果这个镜像只剩下一个标签,那么此时执行docker image rm或者是docker rmi命令的时候就会删除这个镜像文件的所有文件层。

使用镜像ID来删除镜像

前面说过当使用docker image rm或者是docker rmi命令的时候,其后面也是可以接镜像的ID(也可以是能进行区分的部分ID串前缀),此时会先尝试删除所有指向该镜像的标签,然后删除该镜像文件本身。因为多个标签指向的都是同一个镜像ID,所以最终肯定会删除该镜像本身。

但是需要注意,当有该镜像创建的容器存在时,镜像文件默认是无法被删除的。

举个例子,可以使用之前的ubuntu:latest镜像来创建一个简单的容器,并输出一句话:

[envythink@localhost ~]$ docker run ubuntu:latest echo "hello,I am envy"
hello,I am envy

接着使用docker ps -a命令来查看本机上存在的所有容器:

[envythink@localhost ~]$ docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES
fd56a307081b        ubuntu:latest       "echo 'hello,I am en…"   24 seconds ago      Exited (0) 23 seconds ago                       nostalgic_lewin

可以看到这个容器就是基于前面的ubuntu:latest镜像而创建出来的,不过它的状态是退出而已。但是开发者是无法删除该ubuntu:latest镜像的,Docker会提示有容器正在运行,无法删除,如下所示:

[envythink@localhost ~]$ docker image rm ubuntu:latest
Error response from daemon: conflict: unable to remove repository reference "ubuntu:latest" (must force) - container cae6035fd1b2 is using its referenced image 9140108b62dc

且它告诉我们,如果想强行删除镜像,可以使用-f参数:

[envythink@localhost ~]$ docker image rm -f ubuntu:latest
Untagged: ubuntu:latest
Untagged: ubuntu@sha256:bc2f7250f69267c9c6b66d7b6a81a54d3878bb85f1ebb5f951c896d13e6ba537

但是笔者并不建议使用-f参数来强制删除一个存在容器依赖的镜像,正确的做法是先删除依赖该镜像的所有容器,再删除镜像。

第一步,查看本地已经存在的容器,如下所示:

[envythink@localhost ~]$ docker ps -a
CONTAINER ID        IMAGE               COMMAND                  CREATED             STATUS                      PORTS               NAMES
fd56a307081b        ubuntu:latest       "echo 'hello,I am en…"   13 minutes ago      Exited (0) 13 minutes ago                       nostalgic_lewin

第二步,删除容器ID为fd56a307081b的容器,注意删除容器使用的命令是docker rm

[envythink@localhost ~]$ docker rm fd56a307081b        
fd56a307081b

第三步,查看当前本地主机上的所有镜像信息:

[envythink@localhost ~]$ docker images
REPOSITORY                       TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
envyubuntu                       latest              9140108b62dc        9 hours ago         72.9MB
ubuntu                           latest              9140108b62dc        9 hours ago         72.9MB

第四步,使用镜像ID来删除镜像,此时会正常打印输出各层的信息:

[envythink@localhost ~]$ docker image rm ubuntu:latest
Untagged: ubuntu:latest
Deleted: sha256:bc2f7250f69267c9c6b66d7b6a81a54d3878bb85f1ebb5f951c896d13e6ba567
Deleted: sha256:bc937250f69267c9c6b66d7b6a81a54d38726785f1ebb5f951c896d13e6b0978

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