深入淺析docker檔案分層（範例詳解）

本篇文章給大家帶來了關於docker檔案分層的相關知識，本文使用一個docker container範例，講述docker的檔案分層的一些原理，希望對大家有幫助。

知識預備

docker其實是使用了Linux Kernel的一些特性Features來實現的資源隔離，檔案系統就是其中一種，但docker為了使資源可以更高效的被利用，採用了分層次的檔案系統結構，來實現container的檔案系統。
個人覺得原理有點像平行宇宙的概念，有人認為，我們這個宇宙是存在平行宇宙的，也就是我們所做的不同的選擇，都會分發出不同宇宙，並持續執行下去，而做夢就是可以遊走在這些平行宇宙間。這裡也是有點類似，我們打包好的一個映象後，通過docker run進行執行後，其實就是在這個基礎上建立了一個不同的宇宙了，隨著container的持續執行，container的內容跟原來的映象上的東西就會有很多偏差diff，而逐步形成了自己的一個宇宙。

Docker 檔案系統

從docker inspect [container-id] --format={{.GraphDriver}}可以獲取到各個container的檔案系統分層情況

{map[LowerDir:/var/lib/docker/overlay2/52f456f455215e56b77087495a5d35323fbf1c0e0391f45349f386006c75865b-init/diff:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/diff MergedDir:/var/lib/docker/overlay2/52f456f455215e56b77087495a5d35323fbf1c0e0391f45349f386006c75865b/merged UpperDir:/var/lib/docker/overlay2/52f456f455215e56b77087495a5d35323fbf1c0e0391f45349f386006c75865b/diff WorkDir:/var/lib/docker/overlay2/52f456f455215e56b77087495a5d35323fbf1c0e0391f45349f386006c75865b/work] overlay2}

主要有以下四種

LowerDir

這個是所有基於該映象的container都會指向同一個的檔案系統，是映象層，所有的container都會使用該層。

那麼該層是從哪裡來的呢，我們可以看下我們的所用的映象

MergedDir

這個是不同的container會結合Lower層和Upper層，來提供給container中的最終檔案系統

UpperDir

這個是記錄不同的container的操作，再通過Lower層的對比比較，可以生成一個Merge層

WorkDir

暫未深入瞭解

範例

docker run -d alpine:latest

檢視映象層的檔案系統資訊

docker inspect alpine --format={{.GraphDriver}}

{map[MergedDir:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/merged UpperDir:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/diff WorkDir:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/work] overlay2}

注意到UpperDir，這個是映象的upper層，也就是我們可以在這層面去做修改啥的，會影響之後建立的container

檢視container的檔案系統資訊

docker inspect 9a118484ba --format={{.GraphDriver}}

{map[LowerDir:/var/lib/docker/overlay2/3d3f32727c4f7867d43c1e61d635ac0ed22e95ff39c66240166dd6614b81fe14-init/diff:/var/lib/docker/overlay2/e4b90240aa77212dde6499a49c421d26977ed9fe8a1f6fcbaaaf77d85c67654e/diff MergedDir:/var/lib/docker/overlay2/3d3f32727c4f7867d43c1e61d635ac0ed22e95ff39c66240166dd6614b81fe14/merged UpperDir:/var/lib/docker/overlay2/3d3f32727c4f7867d43c1e61d635ac0ed22e95ff39c66240166dd6614b81fe14/diff WorkDir:/var/lib/docker/overlay2/3d3f32727c4f7867d43c1e61d635ac0ed22e95ff39c66240166dd6614b81fe14/work] overlay2}

可以看到container的Lower層，就是映象的upper層，我們對container所作的修改，都會在upper層進行體現，並且有merged層進行整理後展示給container。

我們可以用命令列檢視container檔案系統的變化情況

docker diff 9a118484ba

由於我們未對container進行操作，所以現在這個container跟映象是無差異的

我們再啟動一個container，並且讓他sleep 300秒，然後進去container修改一些檔案資訊

# docker exec -it ca91bb /bin/sh

/ # echo "helloWorld" > /tmp/hello.txt

檢視container檔案系統的變化情況

docker diff ca91bbffb801

C /root
C /root/.ash_history
C /tmp
A /tmp/hello.txt

可以看到，我們對檔案系統做了這些改動，均被記錄下來了

這些內容，其實就在UpperDir的目錄下

tree -L 1 diff/

diff/
├── root
└── tmp2 directories, 0 files

從宿主機修改container內容

從以上的實驗中，我們可以知道，upper層就是增加的內容，通過同lower層進行merge，來反映container的變化。那麼我們是否可以直接修改upper層，來對container進行操作呢？
我們在upper所在的目錄中，增加一個目錄demo，並且在裡面touch一個檔案
```
# tree -L 2 ./

./
├── demo
│   └── mytest.log
├── root
└── tmp
    └── hello.txt
```
我們從container看看是否可以看到我們所建立的檔案
```
/demo # pwd
/demo
/demo # ls
mytest.log
```
可以看到，已經生效了，所以，如果我們要初始化掉這個container，可以直接將upper層的內容進行全部刪除即可。

應用

查詢軟體安裝痕跡
在之前做專案的過程中，客戶總是需要我們提供，我們這個代理軟體到底會去修改哪些內容，一直也沒有找到比較好的方法去給客戶提供，從這個docker的分層檔案的應用來看，我們可以把代理部署在一個container上面，然後就可以一目瞭然地發現軟體會修改哪些目錄和檔案了。
快速恢復container
快速同container檔案系統互動
保護底層的檔案系統不被破壞
節省宿主機空間

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以上就是深入淺析docker檔案分層（範例詳解）的詳細內容，更多請關注TW511.COM其它相關文章！