筆者寫過的和 Docker 容器技術的一些其他系列文章：

- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (一)](https://xie.infoq.cn/article/9a4523f559cc51b7643b9e93c)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (二)](https://xie.infoq.cn/article/7e3338716d087785cf6b4441e)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (三)](https://xie.infoq.cn/article/f7da082bd6bd756c2f62a9acf)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (四)](https://xie.infoq.cn/article/4981d0e7b2a2f677622e428fd)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (五)](https://xie.infoq.cn/article/13db3428db79ae07a8e4dc824)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (六)](https://xie.infoq.cn/article/13db3428db79ae07a8e4dc824)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (七)](https://xie.infoq.cn/article/13db3428db79ae07a8e4dc824)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (八)](https://xie.infoq.cn/article/ecf656929816c5a8878591d4c)
- [Docker 技術三大要點：cgroup, namespace 和 unionFS, 從理論到實踐](https://xie.infoq.cn/article/eb2753cb870d3a09ca54251df)

在我們探討容器和容器映象的區別之前，對於容器技術的初學者來說，有必要先去了解，為什麼從事雲原生開發需要學習容器技術？

隨著企業數字化程式的不斷深入發展，雲原生技術成為業界一個炙手可熱的話題。所謂雲原生，以容器、微服務、DevOps 等技術為基礎，提供對應用進行分散式部署和統一管理的平臺和體系。雲原生是一系列思想和工具的集合。從其概念定義可看出，容器技術是雲原生的基石。在雲原生領域工作的開發人員，如果不瞭解和掌握容器技術，好比試圖在浮沙堤上修建高樓大廈一般。

# 什麼是容器

在介紹為什麼我們需要容器之前，請大家先回憶一下自己的第一個 Hello World 程式的誕生史。在我們費盡千辛萬苦，解決各種本地開發工具配置(編譯器，環境變數等等)的問題之後，終於看到了 Hello World 的輸出，那份喜悅之情不言而喻，但我們也絕不會忘記在遇到各種各樣的環境配置問題時的沮喪和無助。
筆者在基於本地部署(On-Premises)的企業級管理軟體領域工作十餘年，遇到過一些同樣版本的應用程式，在開發機和測試機上能夠正常執行，部署到生產環境之後出現故障的棘手問題，最後經過排查，這些問題都是因為執行環境的差異所導致。
而容器技術作為一種輕量級、可移植和自包含的軟體打包技術，使應用程式可以在幾乎任何地方以相同的方式執行。採用容器技術，開發人員在自己本地開發環境建立並測試好的容器，無需任何修改就能夠在生產系統的虛擬機器、物理伺服器或公有云主機上執行，從而能夠徹底避免軟體因為執行環境的差異而可能出現的各種執行問題。
初學者理解容器技術，可以從容器一詞的字面含義入手。想象一下現實生活中的集裝箱。我們要把一批貨物從一個地方運輸到另一個地方，只需要把貨物按照標準規定打包放入集裝箱內，集裝箱與集裝箱之間不會相互影響，集裝箱也並不關心箱內到底裝的是水果，衣物還是電子產品，所以這些貨物的打包方式都遵循標準化規定。這些集裝箱打包好之後，可以用通用的運輸工具，比如汽車和貨輪等進行運輸。到了目的地之後，再用標準化的方式開啟集裝箱，取出裡面的貨物即可使用。

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0084bdfbf4f441ab1886fd4f27372804.png)

很多剛剛接觸容器技術的朋友，不容易弄清楚容器，容器映象和 Docker 這幾個詞的區別和聯絡。

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ab21d7910353a39bf0aa186ef7066827.png)

我們首先來看容器和容器映象。舉個例子，執行命令列 `docker search nginx`，搜尋結果的一條條記錄就是一個個容器映象。

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0761a66e9646f8b0afcbb27b2cc8d687.png)

所謂映象，就是一個靜態概念，一個映象由若干只讀層(read-only layer)構成。

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/13ac6a7e3d51c6ad69d1e3226d0b1a1d.png)

上圖左邊是 `Docker` 映象的內部實現細節，我們能看到多個只讀層疊加在一起，層與層之間透過指標關聯，這些層能夠在執行 Docker 的宿主機的檔案系統上訪問到。
Linux 的統一檔案系統(union file system)技術將這些疊加的只讀層合併成一個檔案系統，該系統為這些只讀層提供了一個統一的視角，從而為 Docker 的使用者隱藏了多層的存在。

從 Docker 使用者的視角出發，一個 Docker 映象只存在一個檔案系統，即上圖右邊所示。
這些檔案系統的設計是 Docker 實現細節，一般情況下我們不用去深究。但如果您足夠好奇，使用命令 `sudo tree` 瀏覽目錄 `/var/lib/docker` 即可：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ccc916addaa798444a479e5e01294da7.png)

比如我用命令 `docker images` 瀏覽下載到本地的 docker 映象：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/37d3df701058ebd9d4454e7bc6c5ec67.png)
其中一個叫 jerry-nginx 的映象，是一個 web 應用，它的所有內容能在 `/var/lib/docker` 目錄下的這個目錄查到：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/ea9f8b5c1cc96d023aad6f7c4eac2ea9.png)

講完了容器映象，我們再來看容器。

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/1b60f08cd4fd650da6c02ac46f877e7b.png)

容器和容器映象一樣，也是若干層的疊加，唯一區別是所有隻讀層的最上面一層，是一層可讀可寫層，如上圖綠色圖例所示。

初學者可以記住這個簡單的公式：容器 = 容器映象 + 可讀可寫層

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/5c254bac212a9bdf56ed7145012c9907.png)

我們如果用命令` docker ps --all` 檢視本機所有容器列表，會發現有的容器處於執行狀態，有的處於退出狀態。
因此，一個處於執行狀態的容器(running container)包含一個可讀寫的檔案系統加上隔離的程式空間。

容器裡的程式可以對這個可讀寫檔案系統內的檔案進行修改、刪除、建立等操作。
映象裡每一層其實都能在 docker 資料夾的 containers 子目錄下找到：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/3d3a0caca47004ceada69c11268d5877.png)

上圖每一個紅色資料夾代表映象裡的一層，藍色檔案包含了該層執行時的日誌檔案，或者網路相關配置等。
做個實驗：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/383f51c93e7cd80c51682d8e3431c749.png)

ubuntu 這個容器執行結束後，使用 `find / -name i042416.txt` 檔案，這說明 docker 執行時能對宿主機的檔案系統進行寫操作。

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/c1409c739e810191622eb32c84b22e70.png)

下面分析幾個常用的易混淆的命令。

> docker create <image-id>
先看它的幫助文件：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/2037f57dfbd6ad075a153251095307be.png)

試著執行以下：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/b5ff998ea99d483bbcc0d8c18c99c045.png)

產生一個輸出 id：
> 7ee10851c3f1e53bbd35e5f196f34de560afa1a20d9bf1ced587630dbcda877b
create 建立的容器，狀態變為 created：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/e8f9adda4f7fb68326e3eff6fc33b037.png)

docker create 命令給透過命令列傳入的容器映象建立了一個新的可讀可寫層，從而生成了一個新的容器例項：

![](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/0ee1d258494498bee6dafac674f9c3a6.png)

然後再執行 `docker start`，輸入 `docker create` 建立的容器例項 ID，就可以啟動這個容器例項了。
而 `docker run` 其實就是 `docker create` 和 `docker start` 這兩個命令合二為一的版本。

# 總結

本文首先將容器這個對初學者來說比較陌生的概念，類比成現實世界中的集裝箱，讓讀者對容器概念有一個直觀的理解，接著闡述了容器和容器映象的區別。

希望這篇文章能幫助大家理解容器和容器映象的區別。

筆者寫過的和 Docker 容器技術的一些其他系列文章：

- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (一)](https://xie.infoq.cn/article/9a4523f559cc51b7643b9e93c)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (二)](https://xie.infoq.cn/article/7e3338716d087785cf6b4441e)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (三)](https://xie.infoq.cn/article/f7da082bd6bd756c2f62a9acf)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (四)](https://xie.infoq.cn/article/4981d0e7b2a2f677622e428fd)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (五)](https://xie.infoq.cn/article/13db3428db79ae07a8e4dc824)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (六)](https://xie.infoq.cn/article/13db3428db79ae07a8e4dc824)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (七)](https://xie.infoq.cn/article/13db3428db79ae07a8e4dc824)
- [Docker 實戰教程之從入門到提高 (八)](https://xie.infoq.cn/article/ecf656929816c5a8878591d4c)
- [Docker 技術三大要點：cgroup, namespace 和 unionFS, 從理論到實踐](https://xie.infoq.cn/article/eb2753cb870d3a09ca54251df)</image-id>

淺述容器和容器映象的區別

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