十分鐘可以跟著Docker學分層復用思想

本篇文章給大家帶來了關于docker中鏡像分層、容器分層和容器在磁盤占用空間的相關問題,希望對大家有幫助。

十分鐘可以跟著Docker學分層復用思想

docker是如何組織存儲的

dokcer在組織存儲內容時很巧妙的應用了分層復用的思想。所以我們可以以此為案例學習一下該思想。

1.鏡像分層

一個Docker鏡像在構建的過程中分了很多層,每一層都是只讀的。結合下面例子進行說明:

# syntax=docker/dockerfile:1 FROM ubuntu:18.04 LABEL org.opencontainers.image.authors="org@example.com" COPY . /app RUN make /app RUN rm -r $HOME/.cache CMD python /app/app.py

這個Dockerfile中會有4條指令改變了文件系統并創建了新層。

  • FROM指令從ubuntu:18.04的鏡像中創建了基礎層。
  • LABEL指令僅僅修改了鏡像的元數據,不會創建新層。
  • COPY指令將執行本次構建的當前目錄中的內容添加到鏡像當中,會創建一個新層記錄改變。
  • 第一個RUN指令,構建了程序并將結果輸出到鏡像中,會創建一個新層記錄改變。
  • 第二個RUN指令,刪除了緩存目錄,會創建一個新層記錄改變。
  • CMD指令定義了容器中運行的指令,只是修改了鏡像的元數據,并不會創建新層。

這里每層都只記錄與其上一層的不同。當我們創建一個容器的時候,這是就會創建一層可寫層,也叫容器層。對于正在運行中的容器的內容的變化都會記錄在該層中。下圖描述了該關系:

十分鐘可以跟著Docker學分層復用思想

2.容器分層

容器和鏡像的不同主要是最頂層的可寫層的不同,所有對于容器的寫操作都會記錄在這層中,如果容器被刪除,那么這個可寫層也會被刪除,但是鏡像會被保留。

注意:如果想要多個容器共享相同的數據,可以通過Docker Volumes實現。

每個容器都有其自己的可寫層,所有的變換都會被存放在其中,所以多個容器可共享同一個鏡像。下圖描述了該關系:

十分鐘可以跟著Docker學分層復用思想

注意 :此處還有個細節,多個鏡像可能共用相同的層,比如兩個鏡像中有相同的層,那么在構建或是拉取的時候發現本地以存在,則不會再次構建或拉取。所以計算鏡像大小的時候,不能僅通過 docker images命令顯示出的大小來匯總求和,該值有可能大于實際值。

3.容器在磁盤占用的空間

可以通過 docker ps -s命令,來看正在運行中的容器占用的空間(部分值)。兩個列的不同代表的內容:

  • size: 容器的可寫層占用的磁盤大小
  • virtual size: 包含了容器可寫層和只讀鏡像的大小。

容器占用磁盤空間的其它途徑:

  • 容器產生的日志文件。
  • 使用Volume和bind mounts掛載的內容。
  • 容器的配置文件
  • 內存中的內容(如果開啟了swapping)
  • Checkpoints(如果使用了該功能)

4.Copy-on-Write(CoW)策略

Docker中的存儲驅動都是采用該策略。

CoW策略能夠最大效率的共享和復制文件。如果一個文件在鏡像的更低層存在,那么其上層(包括可寫層)需要讀取該內容則可以直接使用該文件。當需要對其進行修改時,會復制該文件到該層并進行修改。這最大限度的減少了IO和每個后續層的大小。

4.1共享使鏡像更小

當我們使用 docker pull拉取鏡像或是使用一個本地沒有的鏡像創建容器的時候,該鏡像會被分層的存儲到本地Dockers存儲區域中。在linux中通常是 /var/lib/docker。

我們可以去 /var/lib/docker/目錄下看我們已拉取各層鏡像。比如使用 overlay2存儲驅動。

十分鐘可以跟著Docker學分層復用思想

這么多層,我們可以通過 docker image inspect來查看某個鏡像包含哪些層

docker image inspect --format "{{json .RootFS.Layers}}" redis  docker image inspect --format "{{json .RootFS.Layers}}" mysql:5.7

十分鐘可以跟著Docker學分層復用思想

十分鐘可以跟著Docker學分層復用思想

通過上面查看我們可以看到redis和mysql5.7運用了同一層,這樣共享相同層就大大節省了存儲鏡像的空間,同時也提升了拉取鏡像的速度 。

我們可以通過 docker image history命令來查看鏡像分層情況,以redis為例

docker history redis

十分鐘可以跟著Docker學分層復用思想

注意 :

  • 有些步驟的大小為0,是因為他們只改變了元數據,并不會產生新層,也不會占用額外的空間(除元數據本身)。所以上述redis鏡像中包含了5層。

  • 步驟,這些步驟可能是以下情況中的一種

    • 在另一個系統上構建的
    • 從Docker Hub中提取的
    • 使用BuildKit作為構建器構建的。

4.2復制讓容器更有效率

當我們啟動一個容器的時候,會添加一個可寫層在鏡像之上,用于存儲所有的變化。當對已有文件進行修改的時候采用CoW策略。首先會到各層尋找到該文件,然后復制該文件到可寫層,然后進行修改并存儲。

這么做能夠讓我們最大限度地減少I/O操作。

但是,很明顯的是當一個容器中的應用需要進行頻繁的寫操作,那么會造成可寫層越來越龐大,此時我們可以通過Volume來幫助我們分擔壓力。

容器的元數據和日志是單獨存放的,一般是存放在 /var/lib/docker/containers中,我們可以使用 du -sh /var/lib/docker/containers/*來查看各個容器占用多少。(容器ID其實就是文件夾名稱的前12位)。

十分鐘可以跟著Docker學分層復用思想

推薦學習:《docker視頻教程

? 版權聲明
THE END
喜歡就支持一下吧
點贊14 分享