04-镜像操作-理解Docker的"蓝图"

镜像是Docker的核心

前几章我们说镜像是一个"模板"，现在深入理解一下：镜像是Docker的核心，没有镜像就没有容器。

镜像的基本操作

1. 拉取镜像

从仓库下载镜像到本地：

# 基本用法
docker pull 镜像名

# 示例
docker pull nginx
docker pull python:3.11
docker pull mysql:8.0

镜像标签（Tag）：

nginx：默认使用latest标签
nginx:1.24：指定版本1.24
python:3.11-alpine：使用alpine基础镜像（体积更小）

常用镜像源：

Docker Hub（默认）：nginx
阿里云：registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/library/nginx

2. 查看本地镜像

# 列出所有镜像
docker images

# 只显示镜像ID
docker images -q

# 显示完整的镜像信息（包括层信息）
docker images --digests

输出说明：

REPOSITORY    TAG       IMAGE ID       CREATED        SIZE
nginx         latest    123456789abc   2 weeks ago    142MB
python        3.11      abcdef123456   3 days ago     1GB
mysql         8.0       123abc456def   1 month ago    542MB

REPOSITORY：镜像名称
TAG：标签（版本）
IMAGE ID：镜像唯一标识
CREATED：创建时间
SIZE：镜像大小

3. 删除镜像

# 删除指定镜像
docker rmi 镜像名

# 删除多个镜像
docker rmi nginx nginx:1.24 python:3.11

# 删除所有镜像（慎用）
docker rmi $(docker images -q)

# 强制删除镜像（即使有容器在使用）
docker rmi -f nginx

注意：删除镜像前要先删除基于这个镜像的容器。

4. 查看镜像详细信息

# 查看镜像详细信息
docker inspect 镜像名

# 查看镜像的层信息
docker history 镜像名

镜像的分层原理

什么是分层？

Docker镜像由多个只读层叠加而成，每层代表镜像构建的一个步骤：

┌────────────────────┐
│  应用层（你的代码）  │  ← 这层最小
├────────────────────┤
│   依赖包层         │
├────────────────────┤
│   运行环境层       │
├────────────────────┤
│   基础系统层       │  ← 这层最大
└────────────────────┘

分层的好处

1. 节省空间： 多个镜像可以共享相同的层，例如：

nginx:latest   ───┐
nginx:1.24     ───┼── 共享基础层（Alpine系统）
nginx:1.25     ───┘

2. 快速构建： 只重新构建变化的层，其他层直接复用。

3. 版本管理： 每层都有唯一的ID，可以精确回滚。

查看镜像的层

docker history nginx

输出示例：

IMAGE          CREATED       CREATED BY                                      SIZE
123456789abc   2 weeks ago   /bin/sh -c #(nop)  CMD ["nginx" "-g" "daemon…   0B
abcdef123456   2 weeks ago   /bin/sh -c #(nop) EXPOSE 80                      0B
123abc456def   2 weeks ago   /bin/sh -c #(nop)  STOPSIGNAL SIGTERM            0B
456def789abc   2 weeks ago   /bin/sh -c #(nop) COPY file:... in /etc/ngi…   5.89kB
...

IMAGE：层的ID
CREATED BY：创建这一层的命令
SIZE：这一层的大小

镜像的搜索

从Docker Hub搜索

# 搜索镜像
docker search 镜像名

# 示例
docker search nginx

输出说明：

NAME                         DESCRIPTION                    STARS   OFFICIAL
nginx                        Official build of Nginx.         18000   OK
bitnami/nginx                Bitnami nginx Docker Image      300
nginx-ingress-controller     Ingress controller for NGIN…    2000

NAME：镜像名称
DESCRIPTION：描述
STARS：星标数（越多人用越好）
OFFICIAL：是否官方镜像

建议优先使用官方镜像！

在Docker Hub网站搜索

访问 https://hub.docker.com，可以：

查看镜像详细介绍
查看Dockerfile
阅读使用文档
查看用户评价

构建自己的镜像

什么是Dockerfile？

Dockerfile是一个文本文件，包含构建镜像的指令：

# 基础镜像
FROM python:3.11

# 工作目录
WORKDIR /app

# 复制文件
COPY . /app

# 安装依赖
RUN pip install -r requirements.txt

# 启动命令
CMD ["python", "app.py"]

构建镜像

# 基本语法
docker build -t 镜像名:标签 Dockerfile所在目录

# 示例
docker build -t myapp:v1 .
docker build -t myapp:latest ./docker

参数说明：

-t：指定镜像名称和标签
.：Dockerfile在当前目录
-f：指定Dockerfile路径（如果不在当前目录）

Dockerfile常用指令

# 1. FROM - 指定基础镜像
FROM python:3.11
FROM ubuntu:20.04

# 2. WORKDIR - 设置工作目录
WORKDIR /app

# 3. COPY - 复制文件到镜像
COPY . /app
COPY requirements.txt /app/

# 4. ADD - 复制文件（支持URL和解压）
ADD https://example.com/file.tar.gz /app/

# 5. RUN - 执行命令（构建时）
RUN pip install -r requirements.txt
RUN apt-get update && apt-get install -y curl

# 6. CMD - 容器启动时执行的命令
CMD ["python", "app.py"]

# 7. ENTRYPOINT - 容器入口点（不可被覆盖）
ENTRYPOINT ["python", "app.py"]

# 8. ENV - 设置环境变量
ENV PYTHONUNBUFFERED=1
ENV PORT=8000

# 9. EXPOSE - 暴露端口
EXPOSE 8000

# 10. VOLUME - 声明数据卷
VOLUME /data

镜像的导出和导入

导出镜像

# 导出镜像为tar文件
docker save -o myapp.tar myapp:latest

# 导出多个镜像
docker save -o images.tar nginx mysql redis

导入镜像

# 从tar文件导入
docker load -i myapp.tar

# 导入并重命名
docker load < myapp.tar

场景： 在没有网络的机器上部署，可以提前导出镜像再复制过去。

镜像的标签管理

给镜像打标签

# 给镜像打新标签
docker tag nginx:latest nginx:v1.24

# 给镜像打多个标签
docker tag nginx:latest my-nginx:stable
docker tag nginx:latest registry.cn-hangzhou.aliyuncs.com/my/nginx:latest

场景： 一个镜像可以有多个标签，方便管理不同版本。

删除镜像的所有标签

# 删除镜像的所有标签
docker rmi $(docker images --format '{{.Repository}}:{{.Tag}}' | grep 'nginx')

实战：构建一个Python镜像

准备项目文件

# 创建项目目录
mkdir my-python-app
cd my-python-app

# 创建app.py
cat > app.py << 'EOF'
from flask import Flask
app = Flask(__name__)

@app.route('/')
def hello():
    return "Hello, Docker!"

if __name__ == '__main__':
    app.run(host='0.0.0.0', port=8000)
EOF

# 创建requirements.txt
cat > requirements.txt << 'EOF'
flask==2.3.0
EOF

# 创建Dockerfile
cat > Dockerfile << 'EOF'
FROM python:3.11-slim

WORKDIR /app

COPY requirements.txt .
RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt

COPY . .

CMD ["python", "app.py"]
EOF

构建镜像

docker build -t my-python-app:latest .

运行容器

docker run -d -p 8000:8000 --name myapp my-python-app

访问验证

打开浏览器访问 http://localhost:8000，看到 “Hello, Docker!” 就成功了！

镜像优化技巧

1. 使用多阶段构建

传统方式（镜像体积大）：

FROM python:3.11
COPY . /app
RUN pip install -r requirements.txt
# 最终镜像包含所有构建工具，体积大

多阶段构建（镜像体积小）：

# 构建阶段
FROM python:3.11 AS builder
WORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install --user -r requirements.txt

# 运行阶段
FROM python:3.11-slim
WORKDIR /app
COPY --from=builder /root/.local /root/.local
COPY . .
CMD ["python", "app.py"]

2. 使用alpine基础镜像

# 传统基础镜像（900MB）
FROM python:3.11

# Alpine基础镜像（150MB）
FROM python:3.11-alpine

注意：Alpine使用musl libc而不是glibc，某些C扩展可能不兼容。

3. 合并RUN命令

# 不好（创建多个层）
RUN apt-get update
RUN apt-get install -y curl
RUN apt-get clean

# 好（只创建一个层）
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y curl && \
    apt-get clean

4. 清理缓存

RUN pip install --no-cache-dir -r requirements.txt
RUN apt-get clean && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

5. 利用构建缓存

Docker会缓存每一层，如果指令没变，就复用缓存。

优化Dockerfile顺序：

# 不好的顺序（经常变化的文件放在前面）
COPY . /app
RUN pip install -r requirements.txt

# 好的顺序（不常变化的文件放在前面）
COPY requirements.txt .
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .

常用镜像推荐

基础镜像

alpine：最轻量的Linux发行版（5MB）
ubuntu：Ubuntu系统
debian：Debian系统

语言运行时

python：Python环境
node：Node.js环境
openjdk：Java环境
golang：Go语言环境

数据库

mysql：MySQL数据库
postgres：PostgreSQL数据库
mongo：MongoDB数据库
redis：Redis缓存

Web服务器

nginx：高性能Web服务器
httpd：Apache HTTP Server

本章小结

镜像操作：拉取、查看、删除、搜索
分层原理：镜像由多层叠加，节省空间
构建镜像：使用Dockerfile定义镜像
镜像优化：多阶段构建、使用alpine、合并指令、利用缓存

现在已经掌握了镜像操作，下一章我们来学习容器操作！

继续学下去，马上就能实战了！

镜像是Docker的核心

镜像的基本操作

1. 拉取镜像

2. 查看本地镜像

3. 删除镜像

4. 查看镜像详细信息

镜像的分层原理

什么是分层？

分层的好处

查看镜像的层

镜像的搜索

从Docker Hub搜索

在Docker Hub网站搜索

构建自己的镜像

什么是Dockerfile？

构建镜像

Dockerfile常用指令

镜像的导出和导入

导出镜像

导入镜像

镜像的标签管理

给镜像打标签

删除镜像的所有标签

实战：构建一个Python镜像

准备项目文件

构建镜像

运行容器

访问验证

镜像优化技巧

1. 使用多阶段构建

2. 使用alpine基础镜像

3. 合并RUN命令

4. 清理缓存

5. 利用构建缓存

常用镜像推荐

基础镜像

语言运行时

数据库

Web服务器

本章小结

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